Thème 3B : Produire le mouvement : contraction musculaire et apport d’énergie Flashcards
Comment s’appellent les cellules spécialisées dans le mouvement?
Cellules musculaires ou fibres musculaires ou myocytes
Décrire les évènements de l’échelle moléculaire à l’échelle macroscopique permettant la contraction du muscle :
Les filaments d’actine coulissent sur les filaments de myosine raccourcissement du sarcomère.
Le raccourcissement d’une multitude de sarcomères raccourcissement de la cellule musculaire.
Le raccourcissement d’une multitude de fibres musculaires raccourcissement du muscle et donc sa contraction.
Décrire les étapes du cycle de contraction à l’échelle moléculaire :
1- L’ATP se fixe sur la tête de myosine ce qui décroche la myosine de l’actine.
2- L’hydrolyse de l’ATP en ADP et Pi provoque un changement conformationnel de la tête de la myosine (d’environ 5 nm) La myosine est dite «armée» (image de la tapette à souris…)
3- La fixation du calcium sur l’actine (libéré par le réticulum sarcoplasmique lors de l’arrivée du message nerveux) libère le site de fixation de la myosine sur l’actine la tête de myosine se fixe sur l’actine.
4- Libération du Pi et de l’ADP. La tête de myosine pivote vers le centre du sarcomère, entraînant avec elle le filament fin d’actine. C’est le «coup de force».
Qu’est-ce qui entraine la rigidité cadavérique ?
C’est l’absence d’ATP empêchant la libération de la tête de myosine du filament d’actine.
Expliquer comment les myopathies peuvent perturber le bon fonctionnement des cellules musculaires.
Dans certaines myopathies, la dégénérescence des cellules musculaires est due à un défaut dans les interactions entre les protéines membranaires des cellules (comme la dystrophine) et la matrice extracellulaire.
Expliquer le principe de la thérapie génique.
La thérapie génique reposant sur l’utilisation de l’enzyme bactérienne CRISPR-Cas9 consiste à créer un ARN complémentaire de la portion d’ADN à couper. On associe cet ARN avec CRISPR. Cela permettra de couper l’ADN dans la zone précise qui nous intéresse et d’y insérer un morceau d’ADN voulu.
Quel est le paramètre limitant dans la contraction musculaire?
La disponibilité en ATP est le paramètre limitant lors de la contraction musculaire (réserves épuisées au bout de quelques secondes).
Que signifie ATP?
Adénosine Tri-Phosphate
Que permet l’hydrolyse de l’ATP en ADP + Pi ?
Elle permet la libération d’énergie directement utilisable par les cellules, soit 50 kJoules (30,5kJ en Labo) dont une partie est perdue sous forme de chaleur.
Donner une définition de métabolisme.
Métabolisme = Ensemble des réactions chimiques catalysées par des enzymes qui se déroulent dans les cellules et dans le milieu intérieur. On distingue un catabolisme qui dégrade les molécules des structures cellulaires et les molécules absorbées en petites molécules, avec libération d’énergie (exemples: fermentation, respiration…), et un anabolisme qui conduit à la formation de molécules complexes à partir de petites molécules exogènes et endogènes, avec consommation d’énergie (exemples: photosynthèse, réplication de l’ADN, transcription, traduction…).
Où se déroule la glycolyse ?
Dans la partie liquide du cytoplasme = hyaloplasme ou cytosol
Où se déroule la fermentation ?
Dans la partie liquide du cytoplasme = hyaloplasme ou cytosol
Où se déroule le cycle de Krebs ?
Dans la matrice des mitochondries.
Où se déroule la chaine respiratoire ?
Dans les crêtes des membranes internes des mitochondries.
Qu’est-ce que la glycolyse ?
Glycolyse = oxydation partielle du glucose en 2 acides pyruviques ou pyruvates qui s’accompagne de la formation de 2 composés réduits: le NADH+H+ et de la synthèse de 2 ATP.
Glucose + 2 NAD+ + 2 (ADP + Pi) 2 pyruvates + 2 (NADH+H+) + 2 ATP
Quel est l’intérêt de la fermentation ?
Permettre la régénération des NAD+ en absence d’O2
Décrire la fermentation lactique.
La fermentation lactique comprend la glycolyse (Glucose + 2 NAD+ + 2 (ADP + Pi) 2 pyruvates + 2 (NADH+H+) + 2 ATP) et la réoxydation des NADH en NAD+ via la réduction des 2 pyruvates en 2 lactates
Quel est le bilan énergétique de la fermentation lactique?
La fermentation lactique permet la régénération de 2 molécules d’ATP par molécule de glucose (pendant la glycolyse). Seul 2% de l’énergie disponible par mole de glucose est utilisée pour régénérer de l’ATP. C’est un rendement faible.
En combien d’étapes se déroule la respiration cellulaire?
En 3 étapes : La respiration cellulaire débute par la glycolyse (dans le cytoplasme) puis se poursuit par le cycle de Krebs (dans la mitochondrie) et se termine par la chaine respiratoire ( sur les crêtes mitochondriales).olyse, Cycle de Krebs et Chaine respiratoire
Décrire le cycle de Krebs.
Le cycle de Krebs, grâce aux enzymes de la matrice de la mitochondrie permet :
- aux acides pyruviques issus de la glycolyse d’être décarboxylés (perte de CO2) et déshydrogénés (perte de H) ,
- à des NAD+ et FAD d’être réduits en NADH+H+ et FADH2 (récupèrent les H).
- de former de l’ATP (1/pyruvate –> 2/glucose)
BILAN: 2 pyruvates + 8 NAD+ + 2 FAD + 6 H2O + 2 (ADP + Pi) 6 CO2 + 8 (NADH+H+) + 2 FADH2 + 2 ATP
Décrire la chaine respiratoire.
La chaine respiratoire va régénérer 32 à 34 molécules d’ATP (pour 1 glucose oxydé) grâce aux enzymes des crêtes mitochondriales (suite d’oxydo-réductions) :
- NADH+H+ et FADH2 sont oxydés en NAD+ et FAD (perdent les H+ qui vont dans l’espace intermembranaire)
- l’O2 (accepteur d’électrons) est réduit en H2O.
Ces oxydo-réductions sont couplées à l’ATP synthase qui produit de nombreuses molécules d’ATP dans la matrice de la mitochondrie grâce au flux de H+ qui passe de l’espace intermembranaire à la matrice via un canal au niveau de l’ATP synthase.
Donner le bilan complet de la respiration cellulaire:
Bilan des réactions de la respiration cellulaire:
- Oxydation complète de la molécule de glucose en 6 CO2
- Production de 10 NADH+H+ réduits et de 2 FADH2 - réduits
- oxydation des composés réduits en NAD+ et FAD grâce à la chaîne respiratoire mitochondriale
- réduction de 6 O2 en 12 H2O eau (consommation d’O2 et production d’eau)
- régénération de 36 à 38 ATP pour 1 molécule de glucose
Quel est le bilan énergétique de la respiration cellulaire ?
Bilan = 36 à 38 ATP / glucose 18 à 19 fois plus que la fermentation lactique
1 mole ATP = 30,5 kJ et 1 mole glucose = 2815 kJ
((30,536)/2815))100 = 39% // ((30,538)/2815))100 = 41%
Rendement de 40%
Rendement 20 fois plus important que la fermentation
Quelles sont les différentes voies de régénération d’ATP dans une cellule musculaire et leurs rendements respectifs ?
- Voie de la Créatine-Phosphate : 1 Créatine-Phosphate + 1 ADP + 1 Pi –> 1 Créatine + 1 ATP
- Voie de la fermentation lactique : 2 ATP / Glucose
- Voie de la respiration cellulaire : 36-38 ATP / Glucose
