FOSSINTESI E ALTRI PROCESSI METABOLICI
I cianobatteri usano l’energia della luce solare per guidare la fotosintesi, un processo in cui l’energia della luce è usata per dividere le molecole d’acqua in ossigeno, protoni ed elettroni. Come ogni organismo procariota, i cianobatteri non mostrano né nuclei né membrane interne; molte specie di cianobatteri hanno pieghe sulle loro membrane esterne che funzionano nella fotosintesi. I cianobatteri ottengono il loro colore dal pigmento bluastro ficocianina, che usano per catturare la luce per la fotosintesi.
La fotosintesi nei cianobatteri generalmente usa l’acqua come donatore di elettroni e produce ossigeno come sottoprodotto, anche se alcune specie possono anche usare idrogeno solforato come avviene tra altri batteri fotosintetici. L’anidride carbonica viene ridotta per formare carboidrati attraverso il ciclo di Calvin. Nella maggior parte delle forme il macchinario fotosintetico è incorporato in pieghe della membrana cellulare, chiamate thylakoids.
A causa della loro capacità di fissare l’azoto in condizioni aerobiche si trovano spesso in partnership simbiontiche con un certo numero di altri gruppi di organismi, inclusi ma non limitati a funghi (licheni), coralli, pteridofite (Azolla), e angiosperme (Gunnera).
Molti cianobatteri sono in grado di ridurre i livelli ambientali di azoto e anidride carbonica in condizioni aerobiche, un fatto che può essere responsabile del loro successo evolutivo ed ecologico. La fotosintesi ossidante dell’acqua è realizzata accoppiando l’attività del fotosistema (PS) II e I (schema Z). In condizioni anaerobiche, sono anche in grado di utilizzare solo PS I – fotofosforilazione ciclica – con donatori di elettroni diversi dall’acqua (per esempio idrogeno solforato), allo stesso modo dei batteri fotosintetici viola.
Condividono anche una proprietà arcaica, la capacità di ridurre lo zolfo elementare mediante respirazione anaerobica al buio. Il loro trasporto di elettroni fotosintetico condivide lo stesso compartimento dei componenti del trasporto di elettroni respiratorio. La loro membrana plasmatica contiene solo i componenti della catena respiratoria, mentre la membrana tilakoide ospita sia il trasporto di elettroni respiratorio che quello fotosintetico.