Module 10: la chaine de transport d'électrons et la phosphorylation oxydative Flashcards
Décrire la structure d’une mitochondrie.
La mitochondrie est la centrale énergétique de la cellule et elle est le siège du métabolisme ixydatif chez les eucaryotes.Elle est délimitée par une membrane externe lisse et une membrane interne formant plusieurs invaginations. La membrane externe contient des porines qui laisse passer les molécules inférieures à 10kDa alors que la membrane interne est perméable seulement à l’O2, le CO2 et le H2O.
Résumer les mécanismes permettant l’échange d’ATP, d’ADP, de Pi et de NADH entre le cytosol et la matrice
L’ATP produit dans la mitochondrie via la phosphorylation oxydative doit être transporté dans le cytosol où la plupart des réactions qui utiliset l’ATP ont lieu, alors que l’ADP et le Pi produits lors de l’hydrolyse de l’ATP dans le cytosol doivent être transportés dans la mitochondrie où ils seront utilisés pour la synthèse de l’ATP. Aucun n’est produit spontanément.
Le NADH formé lors de la glycolyse se trouve dans le cytosol. Une majeure partie du NADH provenant de l’oxydation du glucose soit produite dans la matrice mitochondriale par le cycle de krebs
Quels sont les deux processus laissant passer les ATP, ADP et les Pi à travers la membrane?
1- la translocase ATP/ADP: c’est un système antiport qui permet d’échanger l’ATP produit dans la mitochondrie contre l’ADP produit dans le cytosol. De l’ADP n’entre pas dans la matrice mitochondriale qui si de l’ATP en sort et vice versa
2- le transporteur de phosphate: il permet le symport( mouvement simultané) d’une molécule de H1PO4 et d’un proton H+ du cytosol vers la matrice mitochondriale
Énumérer les différentes composantes de la chaîne de transport d’électrons et leur rôle.
Complexe 1 catalyse l’oxydation de la NADH par la CoQ
Complexe 2: il contient la succinate déshydrogénase qui produit le FADH2 dans le cycle de krebs. Les électrons du succinate sont transférés au FADH2 puis à la CoQ et entrent dans la chaine de transport au niveau du complexe 3
Complexe 3: il catalyse l’oxydation du CoQ par le cytochrome c
Complexe 4 catalyse l’oxydation du cytochrome c réduit par l’O2, l’accepteur final des électrons de la chaine.
*** l’énergie libérée par le flux d’électrons à l’intérieur des différents complexes permet d’expulser des H+ à travers la membrane interne. Pour une paire d’électrons transférée par le NADH jusqu’à 10 protons seront pompés
Vrai ou Faux, la navette de glycérol-3-phosphate transfère les électrons du NADH cytosylique au FAD plutôt qu’au NAD+
VRAI
Nommer les différentes réactions menant à la formation de QH2 dans la membrane.
En plus des complexe 1 et 2, deux autres enzymes importantes, la glycérol-3-phosphatte déshydrogénase et l’acétyl-CoA déshydrogénase tranfèrent aussi leurs électrons au FAD puis à la CoQ pour former de l’ubiquinol (QH2)
Modéliser ( représenter le modèle) le mouvement des électrons et des protons dans la chaîne respiratoire.
Au cours de la phosphorylation oxydative, la synthèse de l’ATP est couplée au flux des électrons venant du NADH ou du FADH2 et allant vers l’O2 grâce à un gradient de protons établi de part et d’autre de la membrane mitochondriale interne. le flux d’électrons au travers des complexes se traduit par le pompage de protons hors de la matrice mitochondriale et la création d’un potentiel de membrane.
Comparer la production d’ATP à partir des électrons du NADH versus ceux du FADH2
Le transport des électrons de 1 NADH cytosolique se traduit par la formation d’un NADH dans la mitochondrie. Les électrons du NADH mitochondriale entre ensuite dans le chaine respiratoire via le complexe 1.
Le transport des électrons de 1 NADH cytosolique se traduit par la formation d’un FADH2 par la glycérol-3-phosphate déshydrogénase. Les électrons sont ensuite transférés au QH2. Lorsqu’on contourne la complexe 1, moins de protons sont pompés dans l’espace intermembranaire et conséquemment moins d’ATP seront formés
Faire ressortir les différences entre la production de chaleur de certaines plantes et celle de certains mammifères.
Les mitochondries des plantes, des champignons et des eucaryotes unicellulaires peuvent recourir à une chaine respiratoire alternative qui permet de transférer directement les électrons du NADH à l’ubiquinone Q puis à l’O2 sans transfert de protons. L’énergie libérée par les réactions redox est alors dissipée sous forme de chaleur.
Chez les mammifères, le gradient électrochimique( proton) formé par le flux d’électrons de la chaine de transport peut produire de la chaleur lorsque découplé de la synthèse d’ATP. LEs noouveaux nés/ humains ont un tissus adipeux brun dans le cou et dans la partie supérieure du dos. Le rôle de ces cellules est la production de chaleur. Lorsqu’il y a baisse de température, l’organisme va produire et sécréter une hormone nommée la noradrénaline. Elle déclenche une cascade de signalisation qui permet l’activation de la thermogénine.
Que contient le complexe 5?
il est un moteur moléculaire constitué de 2 unités opérationnelles: un constituant qui tourne le F0 et un constituant qui reste fixe(F1). l’influx des protons entraine la rotation de F0. Cette rotation induit des changements structuraux dans les sous unités bêta qui conduisent à la synthèse d’ATP. L’influx de protons fournit l’énergie nécessaie à cette rotation
Le rôle de F0 et F1
F0 traverse la membrane et forme un canal, qui permet aux ions H+ de retourner dans la matrice mitochondriale, selon leur gradient décroissant.
F1 catalyse la synthèse d’ATP
Vrai ou Faux, ce sont les 3 sous-unités bêta du domaine F1 qui fixe l’ADP et le transforme en ATP
Vrai
Quels sont les trois étapes séquentielles que la sous-unité B peut t’elle éxécuter?
1- la fixation d’ADP
2- la synthèse d’ATP
3- la libération d’ATP
La définition de la thermogénine
c’est une protéine transmembranaire localisée dans la membrane interne des mitochondries qui lorsqu’activée permet le retour des protons dans la mitochondrie.
combien de paires d’électrons issues de l’oxydation du glucose ne sont pas transférées directement à l’oxygène?
12 paires d’électrons, elles sont transférées aux coenzymes NAD+ et FAD pour former 10 NADH et 2 FADH2
