Ronéo Bioch` du 17/10/05 (11h-12h)

Ronéo de biochimie Lunardi
Lundi 17/10/05 11h-12h
Lucile Beylon
Josselin Duchateau
Tiens, et si on commençait cette ronéo avec une petite blague ? et comme la fille qui a fait cette ronéo est
blonde, ça sera une blague sur les brunes :
A quoi reconnaît-on une brune d’une blonde hormis sa couleur de cheveux ?… A sa moustache…
Bioénergétique, mitochondries et oxydation
phosphorylante.
I. Compartiment mitochondrial
Les mitochondries sont de petits organismes contenus dans les cellules, elles sont
présentes en nombre important et variable selon le type cellulaire (plus dans les cellules
ou la demande en énergie est élevée).
Structure 3D : Double membrane - externe : simple, comme un sac
- interne : forme des replis = crêtes
Dans la membrane interne, on trouve les enzymes de la chaîne
respiratoire. Les replis de cette membrane permettent d’augmenter sa surface et
donc de pouvoir stocker davantage d’enzymes.
Méthode de séparation des compartiments :
On utilise tout d’abord un détergent comme par exemple la digitonine pour former
de petits pores dans la membrane externe avant de faire gonfler le tout par choc
hypotonique (entrée d’eau). La membrane externe va éclater car celle-ci est déjà tendue,
alors que la membrane interne, qui comporte de nombreux replis, va pouvoir se déplier
et donc ne pas craquer. Il y a formation de mitoplastes (membrane interne + matrice à
l’interieur).
On peut ensuite casser ces mitoplastes aux ultrasons. La membrane interne
explose alors en petits morceaux et libère la matrice avant de reformer de petites
vésicules. Ces vésicules peuvent se reformer soit avec les enzymes vers l’intérieur (peu
d’intérêt) ou vers l’extérieur.
Morphologie de la mitochondrie :
1. Membrane externe
Pauvre en protéines, quantité importante de porine. (assemblage de plusieurs sousunités qui forment un pore et permet la circulation des ions et petites molécules.)
2. Membrane interne
-
Crêtes
Riche en protéines (rapport protéines/lipides = 4)
Etanche aux ions et petites molécules donc nécessité de systèmes de transport.
Cardiolipides
Réduction d’O2 et production d’ATP
3. Espace intermembranaire
Chimiquement équivalent au cytosol plus quelques enzymes spécifiques.
4. Matrice
-
ATP, ADP, Pi, Mg2+, Ca2+, K+ etc…
Usine à énergie : pyruvate déshydrogénase, cycle de Krebs, β-oxydation des acides
gras.
Usine métabolique : une partie du cycle de l’urée.
NB : La morphologie de la mitochondrie varie selon le type cellulaire (ex : en chapelet
dans les cellules musculaires).
Les mitochondries forment un réseau dynamique.
En utilisant un agent fluorescent pour les repérer, on remarque que celles-ci fusionnent
lors de la mitose, formant alors un réseau mitochondrial. Après la division, le réseau se
re fragmente en petites mitochondries.
Pause blague : Le mari sort de la salle de bains, completement nu et très en forme. Voyant venir son mari, la
femme dit :
pas ce soir chéri, j’ai très mal à la tête
Ca tombe bien, j’ai saupoudré mon sexe d’aspirine. Tu la veut en cachet ou en suppo ?
II. Les systèmes de transport mitochondriaux
- Diffusion passive. Elle est limitée par le coefficient de diffusion et le coefficient de
perméabilité. Les molécules trop hydrophiles ne passent pas la membrane et les
molécules trop hydrophobes ont tendance à rester dans la membrane, ce qui rends la
diffusion peu efficace.
- Transport actif.
• Primaire : pompes ions-dépendantes.
• Secondaires : par gradient ionique.
• Transport de groupe et modification chimique.
- Diffusion facilitée. • Antiport : une entrée contre une sortie.
• Symport : deux entrées simultanées.
• Le transport de charge peut être électrogénique.
1. Des transporteurs spécifiques transfèrent les métabolites d’un côté à l’autre de la
membrane interne.
Pour le schéma : cf. poly
On peut avoir plusieurs systèmes de transport différents pour le même substrat.
Dans le cas de l’ATP, celui-ci sera échangé contre de l’ADP, ce qui permettra de maintenir
la concentration en nucléotides constante a tout moment dans la mitochondrie.
Transporteur ADP/ATP : dimère dont les sous-unités sont principalement formées
d’hélices α et formant un canal. Ce canal est fermé par une boucle qui permet de réguler
son ouverture ou sa fermeture et donc le passage des nucléotides.
2. Des navettes introduisent les équivalents de réduction du NADH cytoplasmique.
Problème : le NADH ne peut pas passer la membrane, mais on en a besoin à
l’intérieur de la mitochondrie. Comment faire ?!!
Le NADH ne va en fait pas bouger, mais transmettre son produit de réduction vers
d’autres molécules qui elles pourront rentrer (ex : malate pour la navette aspartatemalate) Pour les détails : cf. poly
NB : ce qui est récupéré du côté mitochondrial n’est pas forcément du NADH, mais
parfois un autre équivalent de réduction. (cas du deuxième exemple sur le poly : navette
glycérophosphate)
3. Une navette transfert l’Acyl CoA d’acide gras dans la matrice.
Partie essentiellement composée de schémas, tout est sur le poly, alors cf.poly.
(NB : CPT = carnitine palmityl transférase.)
Les unités d’acyl CoA peuvent retourner dans le cytosol sous forme d’acétyl CoA
transformée en citrate dans la mitochondrie qui sera échangé avec le malate.
Cette sortie est necessaire car les acyl CoA participent à la synthèse des acides gras ou
stérols.
Les joies de la vie à la campagne…
4. Le transfert de phosphates est électriquement neutre, celui des nucléotides est
électrogénique.
Pour le phosphate :
H2PO4- contre OHH2PO4- avec H+
HPO42- avec 2H+
Transporteur ATP/ADP
ATP : 4 charges négatives
ADP : 3 charges négatives
Lorsqu’il y a échange, il y a un déséquilibre de charge et donc création d’un courant
électrique qui forme comme une petite « pile électrique » dont l’énergie pourra, par la
suite, être récupérée.
Les inhibiteurs du transporteur peuvent soit agir à l’intérieur, soit à l’extérieur.
- l’atractyloside (contenu dans le charbon méditerranéen qui est très toxique)
- acide bangkrékique (proviens des noix de coco fermentées – Attention au Malibu
Coco)
5. Les ions Ca2+ sont échangés
[Ca2+]cytoplasmique = 10-7 M dans une cellule au repos.
La mitochondrie participe au maintien de l’homéostasie calcique cellulaire. En effet, dans
certaines situations, la [Ca2+]cytoplasmique doit être augmentée rapidement (ex : influx
nerveux).
On a : [Ca2+]mitochondrial = 10-5 M ce qui permet aux mitochondries d’agir comme une
réserve de calcium. Cette différence de concentration entre les mitochondries et le reste
de la cellule nécessite un système de maintien. On a un sytème d’entrée de calcium
électroneutre en antiport contre 2 ions H+.
6. Les ionophores.
Ils permettent le passage d’ions à travers la membrane. Ils ont été découvert
avec la recherche de nouveaux antibiotiques. En effet, une entrée d’ion massive dans une
cellule (ex : entrée de K+) peut être toxique.
Valinomycine : ionophore à K+
Nygericine : échangeur K+ vs. H+
Gramicydine : pores à cations. (peu spécifique)
Tout ça mérite bien une dernière petite blague :
Quel est le comble pour une chauve-souris ? ? ?
C’est d’avoir la chiasse….
The end of the ronéo