AÉROBIOSE & ANAÉROBIOSE

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Régulation du métabolisme de l'oxygène

Pasteur avait montré que les levures consomment moins de glucose en aérobiose qu'en anaérobiose. Ce fait, connu sous le nom d'effet Pasteur, se retrouve chez tous les organismes anaérobies facultatifs.

Quelles que soient les conditions d'aération, la consommation d'énergie pour assurer les besoins vitaux est la même. La dégradation totale d'une molécule de glucose selon la réaction :

libère 680 kcal, alors que la transformation en éthanol de la même molécule selon la réaction :
ne libère que 30 kcal. On conçoit alors facilement qu'un organisme décompose plus de glucose en anaérobiose.

En aérobiose, des mécanismes de régulation doivent ralentir la consommation du glucose. La biologie moléculaire a montré qu'il pouvait y avoir régulation au niveau de la synthèse des enzymes et au niveau de leur activité. Ces deux types de régulation existent bien au cours des passages réciproques aérobiose-anaérobiose.

Les levures situées au fond des cultures (levures basses), donc vivant en anaérobiose, respirent beaucoup moins que les levures situées en surface (levures hautes), donc au contact de l'oxygène. On a montré que, cultivées en anaérobiose, elles possédaient des mitochondries extrêmement peu développées et que les activités de leurs enzymes d'oxydo-réduction respiratoire, en particulier de la cytochrome-oxydase, étaient extrêmement faibles. La mise en aérobiose induit donc la formation des mitochondries et de tout l'appareil enzymatique que ces organites supportent. L'oxygène contrôle ainsi positivement l'expression des gènes responsables de la différenciation des organites respiratoires.

Les mécanismes de régulation de l'activité des enzymes dégradant le glucose dépendent des concentrations en ADP et en ATP. L'intensité des phosphorylations oxydatives est telle que les cellules en aérobiose ont une teneur élevée en ATP et une teneur basse en ADP, la production d'ATP pouvant être considérée comme excédentaire par rapport aux besoins. En anaérobiose, en absence de phosphorylations oxydatives, l' [...]

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Claude LIORET, « AÉROBIOSE & ANAÉROBIOSE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 02 décembre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/aerobiose-et-anaerobiose/