Les mitochondries et la respiration cellulaire

Résumé du document

Cours de Biologie, appartenant à la partie "organisation fonctionnelle de la cellule eucaryote" du programme de BTS analyses biologiques et biotechnologies. Accompagné d'un rappel sur l'ATP, en début de chapitre, ce cours aborde en deux grandes parties la structure des mitochondries, et le mécanisme de respiration cellulaire. On y trouve aussi quelques schémas.

Extraits

[...] Les trois groupements phosphate portent une charge négative. Comme ces trois charges de même signe sont rapprochées les une des autres, il se produit une répulsion qui contribue à l'instabilité de ce segment de le molécule d'ATP. L'hydrolyse de l'ATP : Lorsque l'eau hydrolyse la liaison terminale, une molécule de phosphate inorganique est libérée et l'ATP devient alors de l'ADP (adénosine- diphosphate). Equation : ATP + H2O ADP + Pi Il s'agit d'une réaction exergonique, elle dégage de l'énergie. La réaction chimique exergonique s'accompagne d'une libération nette d'énergie libre ; comme le mélange chimique perd de l'énergie libre ; est alors négatif. [...]

[...] Il fut donc possible de purifier ces composants bien avant de connaître leurs fonctions exactes. L'étude par spectroscopie des cellules et des tissus a permis d'identifier trois types de cytochromes grâce à leur spectre d'absorption caractéristiques que l'on appela cytochromes c. Les trois types de famille : Les cytochromes constituent une famille de protéines colorées qui sont apparentées par la présence d'un groupement prosthétique ou hème dont l'atome de fer passe de l'état ferrique à l'état ferreux chaque fois qu'il accepte un électron. [...]

[...] La grandeur correspond à la quantité maximale de travail que la réaction peut produire. Dans la majorité des cas, la source d'énergie directe qui permet à la cellule de produire du travail c'est l'ATP. Une cellule produit trois principales sortes de travail : du travail mécanique, comme le battement des cils, la contraction des cellules musculaire, la circulation du cytoplasme dans les cellules et le mouvement des chromosomes au cours de la reproduction cellulaire. Du travail de transport, comme le passage transmembranaire de substances dans le sens inverse du mouvement spontané. [...]

[...] La partie sphérique dans la matrice, la partie catalytique est constituée de plusieurs sous-unités. Cette partie synthétise normalement l'ATP lorsque les protons traversent ce gradient électrochimique. Lorsque cette partie est séparée du transporteur de protons, elle agit dans le sens inverse en hydrolysant l'ATP. La synthèse de l'ATP est entretenue par le fonctionnement de la chaîne respiratoire localisée dans la membrane interne de la mitochondrie. L'ensemble constitue la phosphorylation oxydative. 02/H2O NAD+/NADH+H+ Le sens de transfert spontané des électrons qui libère de l'énergie. [...]

[...] Chacun des complexes agit comme une pompe à protons alimentée par le transport d'électrons. Le complexe NADH déshydrogénase : C'est le plus gros des complexes enzymatiques respiratoires, avec une masse d'environ daltons et plus de 22 chaînes polypeptidiques. Il accepte les électrons de NADH, et transmet les électrons à l'ubiquinone puis bc1. Le complexe cytochrome bc1 : Contient au moins 8 chaînes polypeptidiques différentes et sa forme active est un dimère d'environ daltons. Chaque monomère contient trois hèmes liés aux cytochromes, et une protéine fer-soufre. [...]