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PHYTOCHROME

Propriétés du phytochrome

Le fait que les processus induits par le phytochrome soient de sens opposés selon la longueur d'onde utilisée suggère que le pigment existe sous deux formes, l'une nommée Pr (r : red en anglais), sensible au rouge clair, l'autre Pfr (far red), sensible au rouge lointain. La réversion de l'effet du rouge par le rouge lointain prouve que Pr se transforme en Pfr sous l'action du rouge et que Pfr retourne ensuite à la forme Pr sous l'action du rouge lointain. Un tissu contenant du phytochrome doit donc présenter un spectre d'absorption qui varie lorsque l'on passe du rouge au rouge lointain. C'est cette propriété qui fut utilisée pour détecter le phytochrome au cours de fractionnements chimiques et pour, finalement, l'isoler à partir de plantules étiolées (ayant poussé à l'obscurité) de maïs et autres graminées, afin d'éviter d'être gêné par la chlorophylle. Il fut décelé dans de nombreux tissus : graines, bulbes, tubercules, feuilles, bourgeons, etc. Sa concentration est très faible, environ 1 p. 1 000 des protéines cellulaires.

Il s'agit d'une chromoprotéine, de type biliprotéine (comme les pigments biliaires), avec un groupement prosthétique (chromophore) formé de quatre noyaux pyrroliques en ligne (fig. 2). Ce chromophore est lié à une protéine support (apoprotéine) par une liaison covalente. Les deux formes de la molécule de phytochrome (Pr et Pfr) diffèrent par leur conformation et leur spectre d'absorption. On estime aujourd'hui que cette variation d'absorption de la lumière est due à une isomérisation (rotation) d'une extrémité du chromophore (fig. 2). Les spectres d'absorption sont conformes à ceux que l'on pouvait attendre des réactions de photosensibilité in vivo, avec un maximum d'absorption in vitro à 660 nm pour Pr et à 730 nm pour Pfr (fig. 3).

Phytochrome : chromophore - crédits : Encyclopædia Universalis France

Phytochrome : chromophore

Spectres d'absorption - crédits : Encyclopædia Universalis France

Spectres d'absorption

Dans un processus photosensible, comme la germination de la laitue, le phytochrome reçoit la lumière sous la forme Pr ; il se transforme aussitôt en Pfr, qui déclenche la réaction. Le passage de la forme Pr à la forme Pfr nécessite une énergie insignifiante : il suffit en général de 1 à 100 micromoles/m2/s, soit de 2 minutes à 2 heures de clair de lune pour entraîner la photoréaction. La réversion est un peu plus exigeante (de quatre à dix fois plus), ce qui explique qu'en lumière naturelle, où il y a à la fois du rouge clair et du rouge lointain, ce soit l'action du rouge clair qui prédomine. En revanche, il se produit à l'obscurité un lent retour de la forme Pfr à la forme Pr, d'où l'existence dans les tissus d'un certain équilibre entre les deux formes.

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Écrit par

  • : laboratoire de physiologie cellulaire et moléculaire des plantes, U.M.R. 7180, C.N.R.S., université de Paris-VI-Pierre-et-Marie-Curie
  • : professeur honoraire de physiologie végétale à l'université de Paris-VII, membre de l'Académie d'agriculture
  • : professeur honoraire à l'université de Paris-VI-Pierre-et-Marie-Curie

Classification

Pour citer cet article

Jean-Pierre BOULY, René HELLER et Émile MIGINIAC. PHYTOCHROME [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )

Média

Phytochrome : chromophore - crédits : Encyclopædia Universalis France

Phytochrome : chromophore

Autres références

  • CROISSANCE, biologie

    • Écrit par Universalis, André MAYRAT, Raphaël RAPPAPORT, Paul ROLLIN
    • 14 760 mots
    • 7 médias
    ...600 et 700 nm) sont les plus actives alors que les radiations rouge lointain (700-800 nm) renversent l'effet de la lumière rouge. Le photorécepteur, ou phytochrome, est une chromoprotéine qui se présente sous deux formes, l'une (Pr) absorbant la lumière rouge et l'autre (Prl) la lumière rouge...
  • DORMANCES VÉGÉTALES

    • Écrit par Paul ROLLIN
    • 2 247 mots
    • 2 médias
    ...subséquente à la lumière rouge lointaine (730 nm). Ces résultats s'expliquent par la présence dans les tissus vivants des semences d'une chromoprotéine, le phytochrome, présentant deux formes photoconvertibles, l'une inactive, absorbant la lumière rouge (P660), l'autre active, absorbant la lumière rouge...
  • PHOTOPÉRIODISME, en bref

    • Écrit par Claude LANCE
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    Les Américains Wightman W. Garner et Harry A. Allard montrent, en 1920, que la floraison d'une variété de tabac (Maryland Mammoth) dépend de la durée de l'éclairement journalier (photopériode). Ils nomment ce phénomène photopériodisme. En multipliant leurs travaux, ils...

  • PHOTOPÉRIODISME

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    ...prismes ou des réseaux de diffraction), s'est poursuivie par la mise en évidence directe, spectrophotométrique, dans les feuilles d'un pigment appelé phytochrome(W. L. Butler et coll.). C'est une chromoprotéine, qui existe sous deux formes isomères interconvertibles, l'une inactive qui absorbe le rouge...

Voir aussi