Chapitre V : LES MITOCHONDRIES

Chapitre V : LES MITOCHONDRIES
I- Structure : (Fig 21)
Les mitochondries se présentent comme des organites allongés ou globuleux.
L'enveloppe mitochondriale est constituée par une membrane externe et une
membrane interne qui se replie pour former les crêtes. La membrane interne présente
sur sa face matricielle des particules d'ATPase. Elle a une perméabilité sélective grâce
aux perméases. Ainsi la composition de la matrice est spécialiosée. Cette membrane
isole un compartiment appelé la matrice. Entre les deux membranes, il existe un
espace iunterrmembranaire.
II- Composition chimique :
* Membrane externe : lipides 40% et protéine 60%.
* Membrane interne : lipides 20% et protéines 80%. Ces protéines se
classent en trois catégories :
- La chaîne respiratoire
- ATPase
- Transporteurs spécifiques (Ca++, ADP, ATP, aspartate, malate et citrate)
* Matrice :
• ADN (circulaire), ARN, mitoribosomes
• Enzymes du cycle de Krebs
• Enzymes de la β oxydation
• Ca++, Mg++, Na+, K+, P.
III- Rôles :
Le rôle de la mitochondrie est la production de l'énergie nécessaire au fonctionnement
de la cellule. Ce rôle est réalisé en trois étapes :
* Rappel de la glycolyse : (Fig 22)
1- Oxydation du pyruvate : (Fig 23)
La glycolyse du glucose (6C) donne la formation de deux molécules d'acide
pyruvique. Toutes ces réactions ont lieu dans le cytoplasme. Le pyruvate pénètre dans
la matrice où il subit une décarboxylation oxydative pour donner l'acétyl coA :

CH3-CO-COOH + COASH+ NAD CH3CO-SCOQ + CO2 + NADH + H+
(pyruvate) (COA) (AcetylcoA)
Cette réaction est catalysée par le complexe pyruvate deshdrogenase.
2- Oxydation de l'acetyle coA : (Fig 24)
Elle lieu dans la matrice par une série de réactions qui constituent le cycle de Krebs
ou le cycle de l'acide citrique ou le cycle des acides tricarboxyliques.
3- Phosphorylation oxydative : (Fig 25)
Toutes les étapes qui précèdent la phosphorylation à savoir : la glycolyse et le cycle
de Krebs n'utilisent pas l'O2. C'est une fonction exclusive de la chaîne respiratoire
localisée sur la membrane interne. Lors de ces étapes il y a oxydation des substrats et
libération des molécules de NADH et FADH2. Ces deux molécules vont subir au
niveau de la membrane une série de réaction d'oxydo-réduction qui met en jeu des
transporteurs d'électrons. Ces réactions d'oxydation sont couplées à la
phosphorylation de l'ADP en ATP. Ce mécanisme de couplage a été expliqué selon la
théorie chimio-osmotique proposée par Mitchel en 1961: au cours du transfert des
électrons il y a libération de l'énergie qui va pomper les protons H+ de la matrice vers
l'espace intermembranaire ce qui crée un gradient électrochimique. Le retour de H+
vers la matrice se fait par l'ATPase qui par changement de sa conformation devient
ATP synthétase capable de phosphoryler l'ADP en ATP.
* Le bilan énergétique de la phosphorylation oxydative:
- Le NADH fournit 3 ATP
- Le FADH2 fournit 2 ATP.
* Inhibiteurs de la synthèse d'ATP :
- Antimycine A et cyanure : inhibent le transfert des électrons
- Dinitrophénol (DNP): rend la membrane interne perméable aux H+ (pas de gradient)
- Oligomycine : bloque le passage de H+ par l'ATPase.