Histoire des concepts de la biochimie comparative des photosynthèses oxygénées et anoxygènes
Des expériences de Hans Molisch en 1907 ont démontré que les bactéries pourpres n’évoluent pas en oxygène moléculaire pendant le métabolisme photosynthétique et peuvent utiliser des composés organiques comme sources de carbone cellulaire pour la croissance anaérobie “photohétérotrophe”. La conclusion de Molisch selon laquelle il a découvert un nouveau mode de croissance photosynthétique n’a pas été acceptée pendant environ 30 ans en raison de la définition dominante de la photosynthèse comme conversion dépendante de la lumière du dioxyde de carbone et des réducteurs inorganiques en matériaux cellulaires. Pendant ce temps, au cours de la décennie des années 1930, Cornelis van Niel a formulé l'”hypothèse biochimique comparative de la photosynthèse de l’eau”, qui a connu une grande popularité pendant environ 20 ans. Selon ce concept, la photolyse de l’eau a donné “H” et “OH”, le premier agissant comme donneur d’hydrogène pour la réduction du CO2 dans tous les modes de photosynthèse. Les organismes oxygénés étaient supposés contenir un système biochimique unique capable de convertir le “OH” en eau et en O2. Pour expliquer l’absence de formation d’O2 par les bactéries photosynthétiques violettes et vertes, il était supposé que ces organismes n’avaient pas le système de formation d’oxygène et que, au lieu de cela, “OH” était éliminé par réduction avec un donneur inorganique H (e) (autre que l’eau) selon l’équation générale: où H2A est H2 ou un composé de soufre inorganique.Des tests critiques de l’hypothèse de van Niel n’ont pas pu être conçus, et sa proposition a été abandonnée peu après la découverte de la photophosphorylation in vitro par des chloroplastes de plantes vertes et des membranes de bactéries pourpres en 1954. La photophosphorylation a ensuite été considérée comme un dénominateur commun clé des photosynthèses oxygéniques et anoxygéniques. Des recherches ultérieures ont montré que la phosphorylation dépendante de la lumière de l’adénosine diphosphate était une conséquence de la séparation des charges photochimiques et du flux d’électrons dans les centres de réaction intégrés dans les membranes de tous les organismes photosynthétiques. Les similitudes, ainsi que les différences, dans la structure fine et la fonction des centres de réaction chez les organismes anoxygènes et oxygénés sont maintenant considérées comme reflétant le cours de l’évolution des organismes oxygénés à partir des précurseurs photosynthétiques anoxygènes. Ainsi, avec l’acquisition de nouvelles connaissances, les concepts de biochimie comparative des processus photosynthétiques ont été radicalement modifiés au cours des dernières décennies. Cet article décrit les moments forts de l’histoire de ces changements.
