Hétérocyste

Un hétérocyste est une cellule spécialisée qui assure la fixation du diazote chez certaines cyanobactéries filamenteuses. Il se différencie d’une cellule végétative lorsque l’azote combiné devient limitant. Sa paroi épaissie et son métabolisme créent un environnement pauvre en oxygène compatible avec la nitrogénase, enzyme très sensible à ce gaz.

Spécialisation cellulaire

Au cours de la différenciation, l’hétérocyste construit une enveloppe multicouche qui ralentit l’entrée de l’oxygène, augmente sa respiration et désactive le photosystème II producteur d’oxygène. Il conserve le photosystème I, utile à la fourniture d’énergie. La transformation est terminale : la cellule mature ne se divise plus et perd plusieurs fonctions assurées par les cellules végétatives.

Échanges dans le filament

Les hétérocystes sont espacés le long du filament selon un motif régulé. Ils reçoivent des composés carbonés des cellules photosynthétiques voisines et leur transfèrent de l’azote fixé, notamment sous forme d’acides aminés. Cette division du travail permet au filament de croître dans un milieu pauvre en azote assimilable.

Les hétérocystes jouent ainsi un rôle dans le cycle de l’azote des eaux et des sols. Leur présence distingue certains groupes de cyanobactéries, autrefois appelées cyanophycées, mais toutes les cyanobactéries fixatrices d’azote n’en forment pas : d’autres séparent la fixation et la photosynthèse dans le temps ou utilisent des microenvironnements particuliers.