Cours : Les mitochondries

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Introduction

Les mitochondries sont des organites cellulaires dont l'ensemble constitue le chondriome, et qui sont impliqués dans les conversions énergétiques résultant de la respiration cellulaire. Au cours de ce phénomène, l'énergie libérée par l'oxydation des substrats organiques est mise en réserve sous forme d'un composé à potentiel énergétique élevé, l'ATP, par phosphorylation de l'ADP. La phosphorylation est couplée à l'oxydation, le phénomène est donc décrit sous le nom de phosphorylation oxydative.

 

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Vue éclatée d'une cellule en mettant en évidence les mitochondries présentes dans le cytoplasme

I) Structure et biosynthèse

A) Origine évolutive des mitochondries

Les mitochondries sont des organites cytoplasmique limité par deux membranes. On en compte environ 1000 par cellule chez l'Homme. Ses fonctions principales sont : - la production d'énergie - le stockage d'énergie (sous forme d'ATP) C'est le fruit d'une coopération biologique performante entre la cellule eucaryote et ses mitochondries qui apportent l'énergie nécessaire aux biosynthèses.

B) Origine de leur double membrane

 

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Schéma d'une mitochondrie mettant en évidence les chambres et protéines membranaires qui la composent.

L'hypothèse de l'endosymbiose : les mitochondries dérivent des bactéries aérobies qui ont été phagocytées par la cellule eucaryote primitive sans être dégradées, ce qui explique la double membrane : - externe d'origine cellulaire - interne d'origine bactérienne.

C) Aspect morphologique des mitochondries en microscopie optique

Ce sont les organites les plus anciennement connus. Ils ont une grande taille (de 1-2 à 10 μm de long et de 0,5 à 1 μm de large), il est donc possible de les voir en microscopie optique. Sur cellules fixées, on distingue 3 aspects différents (ce polymorphisme structural ne modifie pas leur fonction) : - sous forme de granules = ce sont lesmitochondries - sous forme de filaments ou bacilles = chondriocontes - en chapelets de granules = chondriomites. On appellechondriome l'ensemble des mitochondries d'une cellule. Les mitochondries sont toujours en très grand nombre, proportionnel à la consommation énergétique de la cellule. Elles sont situées dans la zone la plus active de la cellule. On en trouve en quantité élevée dans les cellules à forte demande énergétique comme les cellules musculaires ou le flagelle d'un spermatozoïde. A l'inverse, on en trouve en nombre restreint dans les cellules végétales (certaines algues n'ont qu'une mitochondrie !).

D) Structure et constitution

Répartition globale : - H2O à 65% - Protéines à 20% - Lipides à 10% - Nucléotides à 1% - Cations - Vitamines A et C Elles sont délimitées par 2 membranes : externe (relativement plane et lisse) et interne (fortement plissée). Elles sont formées d'une bicouche lipidique et de protéines. Entre les deux, l'espace intermembranaire (ou chambre externe) de 6 à 8 nm d'épaisseur. L'espace circonscrit par la membrane interne constitue l'espace matriciel (ou chambre interne) renfermant la matrice.

1) La membrane externe

Elle comporte 60% de protéines et 40% de lipides (principalement phospholipides insaturés et un peu de cholestérol). Elle possède des protéines de transport mais également des enzymes et des récepteurs protéiques (pour la reconnaissance et l'importation de protéines dans les mitochondries). Cette membrane est assez proche, dans sa composition, des membranes du réticulum endoplasmique (en particulier elle contient des enzymes impliquées dans le métabolisme des lipides).

 

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La membrane mitochondriale externe se caractérise par une forte perméabilité due à la présence de protéines à plusieurs domaines transmembranaires, les porines (appartenant à la catégorie des "conductines" ou "protéines tunnel". Chaque porine définit un canal aqueux traversant la bicouche lipidique et laissant passer toutes les molécules de masse moléculaire égale ou inférieure à 7KDa.

La membrane mitochondriale externe se caractérise donc par une forte perméabilité due à la présence de protéines à plusieurs domaines transmembranaires, les porines (appartenant à la catégorie des "conductines" ou "protéines tunnel". Chaque porine définit un canal aqueux traversant la bicouche lipidique et laissant passer toutes les molécules de masse moléculaire égale ou inférieure à 7KDa. On notera en particulier que la membrane externe est perméable aux protons.

2) La membrane interne


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Florent


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Commentaires
  • Homme
    user1882937994
    le 11 Apr
    Merci pour le partage de ce cours, c'est intéressant.
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