transport électrons Flashcards

1
Q

Qui a montré que les animaux consomment de l’O2 et dégagent du CO2?

A

Antoine Lavoisier

Lavoisier et Séguin sont considérés comme les pères de la chimie moderne.

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2
Q

Quelle est l’équation générale de l’oxydation complète du glucose?

A

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O

Cette réaction libère environ -2900 kJ/mol d’énergie.

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3
Q

Quelles sont les étapes principales de la respiration cellulaire?

A
  1. Glycolyse
  2. Cycle de l’acide citrique
  3. Transport d’électrons

Ces étapes permettent l’oxydation du glucose en CO2.

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4
Q

Quel est le rôle des coenzymes NAD+ et FAD dans le métabolisme cellulaire?

A

Ils forment NADH et FADH2 en acceptant les électrons

Ces coenzymes sont essentiels pour le transport d’électrons vers la chaîne de transport.

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5
Q

Comment les électrons sont-ils transférés vers l’oxygène dans la mitochondrie?

A

Ils passent par une série d’intermédiaires appelés transporteurs d’électrons

Cela permet une réduction contrôlée de l’oxygène en eau.

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6
Q

Quel est le total de production d’ATP pour une molécule de glucose complètement oxydée?

A

38 ATP

Ce total inclut les ATP formés lors de la glycolyse et du cycle de l’acide citrique.

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7
Q

Où se déroulent le transport d’électrons et les phosphorylations oxydatives?

A

Dans la membrane interne et la matrice de la mitochondrie

Ces zones doivent contenir toutes les composantes nécessaires pour le processus.

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8
Q

Vrai ou Faux: La membrane mitochondriale externe est imperméable aux ions et petites molécules.

A

Faux

Elle est perméable à la plupart des ions et petites molécules comme l’ADP et l’ATP.

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9
Q

Qu’est-ce que le gradient électrochimique dans la mitochondrie?

A

Il est composé d’un gradient chimique et d’un gradient électrique

Ce gradient est crucial pour la synthèse d’ATP.

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10
Q

Qu’est-ce que la chimiosmose?

A

Le mouvement des ions à travers une membrane sélectivement perméable

Cela est essentiel pour la production d’ATP dans les mitochondries.

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11
Q

Qui a proposé le concept de chimiosmose?

A

Peter D. Mitchell

Il a reçu le Prix Nobel de chimie en 1978 pour cette découverte.

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12
Q

Quels sont les trois types de systèmes de transport dans la membrane mitochondriale?

A
  • Uniport
  • Symport
  • Antiport

Chaque type de transport a une fonction spécifique dans le métabolisme cellulaire.

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13
Q

Quel est le rôle de l’ATP synthase dans la mitochondrie?

A

Elle utilise le flux de protons pour synthétiser l’ATP

Cela fonctionne de manière similaire aux turbines hydrauliques.

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14
Q

Qu’est-ce qu’un système de transport uniport ?

A

Un système qui transporte une seule molécule à la fois dans un sens.

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15
Q

Qu’est-ce qu’un système de transport symport ?

A

Un système qui transporte deux molécules dans le même sens.

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16
Q

Qu’est-ce qu’un système de transport antiport ?

A

Un système qui transporte deux molécules dans des sens opposés.

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17
Q

Quel est le rôle de la translocase des nucléotides adényliques ?

A

Elle transporte l’ATP de la matrice mitochondriale vers le cytoplasme en échange d’ADP.

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18
Q

Comment le phosphate inorganique (Pi) revient-il dans la mitochondrie ?

A

Par un transporteur de phosphate, un système symport P+i sous la dépendance d’un gradient de pH.

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19
Q

Quel est le processus de transport du NADH dans la mitochondrie ?

A

Le NADH doit être transporté dans la membrane interne pour être réoxydé en NAD+ par transport d’électrons et phosphorylations oxydatives.

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20
Q

Quelles sont les deux phases du transport du NADH par la navette malate-aspartate ?

A

Phase A : transport d’électrons dans la matrice. Phase B : régénération de l’oxaloacétate cytosolique.

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21
Q

Quelles sont les étapes de la Phase A du transport du NADH ?

A
  • NADH réduit l’oxaloacétate en NAD+ et malate
  • Malate est transporté vers la matrice mitochondriale
  • NAD+ réoxyde le malate en NADH et oxaloacétate
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22
Q

Quelles sont les étapes de la Phase B du transport du NADH ?

A
  • Oxaloacétate est transformé en aspartate
  • Aspartate est transporté vers le cytoplasme
  • Aspartate est transformé en oxaloacétate dans le cytoplasme
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23
Q

Qu’est-ce que la navette du glycérophosphate ?

A

Un système de transport du NADH dans le cerveau et les muscles squelettiques, moins efficace énergétiquement.

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24
Q

Quelles sont les étapes de la navette du glycérophosphate ?

A
  • Glycérol-3-phosphate déshydrogénase catalyse l’oxydation du NADH
  • Électrons transférés à une déshydrogénase flavoprotéique
  • Fournit des électrons à la chaîne de transport
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25
Quel est le rôle de la chaîne de transport d'électrons ?
Transférer les électrons du NADH et FADH2 vers l'O2 pour produire H2O et synthétiser ATP.
26
Quelles sont les composantes de la chaîne de transport d'électrons ?
* Complexe I * Complexe II * Complexe III * Complexe IV
27
Qu'est-ce que le potentiel rédox ?
La capacité d'une molécule à donner ou capter des électrons, exprimée par un paramètre appelé potentiel d'oxydoréduction (Eo').
28
Quel est le potentiel d'oxydoréduction de NAD+ et O2 ?
* NAD+: -315 mV * O2: +815 mV
29
Qu'est-ce qui se passe lorsque les électrons du NADH ou du FADH2 s'écoulent dans la chaîne respiratoire ?
Des protons (H+) sont pompés à travers la membrane interne, ce qui permet la synthèse d'ATP lorsque les protons reviennent dans la matrice.
30
Vrai ou Faux : La navette malate-aspartate est moins efficace énergétiquement que la navette du glycérophosphate.
Faux
31
Quel est le rôle des protons (H+) dans la chaîne respiratoire?
Les protons sont pompés à travers la membrane interne, de la matrice vers l'espace intermembranaire, créant un gradient électrochimique. ## Footnote Ce gradient est utilisé pour synthétiser de l'ATP lorsque les protons reviennent dans la matrice à travers l'ATPsynthase.
32
Quelle est l'énergie libérée lors de l'oxydation du NADH et du FADH2?
L'énergie est très exergonique: DGo' = -215 kJ/mol pour le NADH et -170 kJ/mol pour le FADH2. ## Footnote Cette énergie est suffisante pour former plusieurs molécules d'ATP.
33
Quelle est la variation d'énergie libre pour la formation d'une molécule d'ATP?
La variation d'énergie libre physiologique (ΔG) pour la formation d'ATP à partir d'ADP et de Pi est de +50 kJ/mol. ## Footnote L'énergie libre standard ΔGo' est de +30.5 kJ/mol.
34
Quels sont les constituants du Complexe I de la chaîne respiratoire?
Le Complexe I est formé de plusieurs sous-unités protéiques et contient: * une flavin mononucléotide (FMN) * 6-7 centres fer-soufre (Fe-S) ## Footnote Le FMN est un groupement prosthétique d'oxydo-réduction.
35
Quel est le processus de transfert d'électrons dans le Complexe I?
Le NADH donne ses 2 électrons au FMN, qui est réduit en FMNH2, puis les électrons passent à travers des groupes prosthétiques vers CoQ, formant CoQH2. ## Footnote Quatre protons sont également pompés hors de la matrice.
36
Quelles sont les caractéristiques du Complexe II?
Le Complexe II, ou succinate déshydrogénase, est composé de: * 4 sous-unités protéiques * une molécule de FAD * 3 centres fer-soufre (Fe-S) ## Footnote Il transfère des électrons au CoQ sans pomper de protons hors de la matrice.
37
Quel est le rôle du cytochrome c dans la chaîne respiratoire?
Le cytochrome c est une hémoprotéine qui transporte des électrons du Complexe III à la cytochrome c oxydase (Complexe IV). ## Footnote Il transporte un seul électron à la fois, alternant entre les états oxydé (Fe3+) et réduit (Fe2+).
38
Quel est le rôle du Complexe IV?
Le Complexe IV, ou cytochrome c oxydase, catalyse le transfert de 4 électrons du cytochrome c à O2, réduisant O2 en 2 H2O. ## Footnote Ce processus nécessite 4 protons prélevés dans la matrice mitochondriale.
39
Qu'est-ce que le MPTP et son effet sur la maladie de Parkinson?
Le MPTP est un contaminant qui, une fois transformé en MPP+, inhibe le Complexe I, provoquant des symptômes similaires à ceux de la maladie de Parkinson. ## Footnote Le traitement avec L-dopa a montré une amélioration immédiate de la mobilité chez les patients affectés.
40
Quelles sont les étapes de la phosphorylation oxydative?
Les étapes incluent: * Transport d'électrons * Création d'un gradient électrochimique * Synthèse d'ATP par l'ATPsynthase. ## Footnote Ces processus sont essentiels pour la production d'énergie dans les mitochondries.
41
Vrai ou Faux: Le cytochrome c peut transporter plusieurs électrons à la fois.
Faux ## Footnote Le cytochrome c transporte un seul électron à la fois.
42
Qu'est-ce que la phosphorylation oxydative?
La synthèse endergonique d'ATP à partir d'ADP et de Pi dans les mitochondries, catalysée par l'ATP synthase, est couplée au transport d'électrons.
43
Quel est le rôle du complexe V dans la phosphorylation oxydative?
L'ATP synthase, ou complexe V, catalyse la synthèse d'ATP mais n'est pas en contact direct avec les protéines de transfert d'électrons.
44
Qu'est-ce que le couplage énergétique?
La conservation énergétique par la mise en réserve de l'énergie libre libérée par le transfert d'électrons, impliquant la chimiosmose.
45
Quel est le rôle des protons dans la synthèse d'ATP?
Chaque H+ retournant vers la matrice mitochondriale génère de l'énergie libre nécessaire pour former l'ATP grâce à l'ATP synthase.
46
Combien de protons sont nécessaires pour la synthèse d'une molécule d'ATP?
3 protons sont nécessaires pour la synthèse d'une molécule d'ATP.
47
Qu'est-ce que l'ATP synthase?
Un ensemble enzymatique complexe constitué d'au moins 16 protéines différentes dans deux régions, Fo et F1.
48
Quelles sont les deux régions de l'ATP synthase?
Les régions Fo et F1.
49
Quelle est la fonction de la région F0 de l'ATP synthase?
La région F0 est transmembranaire et responsable de la translocation des protons à travers la membrane mitochondriale interne.
50
Quelle est la fonction de la région F1 de l'ATP synthase?
La région F1 catalyse la formation de la liaison pyrophosphate de l'ATP.
51
Quelles sont les trois conformations des sites catalytiques de l'ATP synthase?
* Ouverte (open) * Lâche (loose) * Serrée (tight)
52
Quel est le mécanisme de synthèse d'ATP par l'ATP synthase?
La synthèse se fait par des changements conformationnels induits par le passage des protons.
53
Qu'est-ce que le gradient de protons proposé par Mitchell?
C'est le mécanisme par lequel la cellule emmagasine l'énergie nécessaire à la synthèse d'ATP.
54
Quel inhibiteur bloque l'ATP synthase et comment cela affecte-t-il la chaîne de transport d'électrons?
L'oligomycine inhibe l'ATP synthase en bloquant son canal à protons, ce qui arrête également la chaîne de transport d'électrons.
55
Quel est le rôle de l'énergie dans la libération de l'ATP synthétisé?
L'énergie est nécessaire pour la libération de l'ATP nouvellement synthétisé à partir de l'enzyme.
56
Vrai ou Faux: La formation d'ATP liée à l'enzyme nécessite de l'énergie.
Faux.
57
Quel est le rôle de la tige centrale dans l'ATP synthase?
Elle est fermement liée à l'anneau formé par les sous-unités c et permet la rotation lors de la synthèse d'ATP.
58
Qu'est-ce que l'ATP synthase?
Une enzyme qui synthétise l'ATP à partir d'ADP et de Pi dans la mitochondrie ## Footnote L'ATP synthase utilise le gradient de protons pour produire de l'ATP.
59
Quel est le rôle du système antiport d'échange ADP-ATP?
Permet le transport d'ADP et d'ATP à travers la membrane interne mitochondriale ## Footnote Ce système est essentiel pour le recyclage de l'ATP.
60
Qu'est-ce que le découplage dans la production d'ATP?
Un processus où le transfert d'électrons est séparé de la synthèse d'ATP, générant de la chaleur ## Footnote Des composés comme le DNP et le FCCP peuvent provoquer ce découplage.
61
Vrai ou faux: Le DNP a été utilisé comme pilule amaigrissante dans les années 1920-1930.
Vrai ## Footnote Le DNP augmentait le métabolisme, mais était dangereux en raison de l'augmentation de la température corporelle.
62
Qu'est-ce que l'effet Warburg?
L'observation que les cellules cancéreuses préfèrent la glycolyse suivie de fermentation même en présence d'oxygène ## Footnote Les cellules malignes ont des taux glycolytiques jusqu'à 200 fois plus élevés que les tissus normaux.
63
Quelles sont les conséquences d'un manque d'oxygène dans les cellules cardiaques?
Arrêt des activités cellulaires, mort cellulaire, abaissement du pH intracellulaire ## Footnote Cela peut entraîner des infarctus du myocarde et des AVC.
64
Combien d'ATP un homme sédentaire de 70 kg a-t-il besoin par jour?
Environ 8400 kJ (2000 kcal) ## Footnote Cela nécessite environ 83 kg d'ATP, mais seulement 250 g d'ATP sont disponibles.
65
Quel est le rendement énergétique de l'oxydation complète du glucose?
36-38 ATP par molécule de glucose ## Footnote L'efficacité de ce processus est de 62-66% en termes d'énergie capturée.
66
Quelles sont les molécules impliquées dans le transport de protons dans le tissu adipeux brun?
La thermogénine ## Footnote Cette protéine crée un canal à protons permettant le découplage pour générer de la chaleur.
67
Quelles sont les trois principales parties de la régulation de la production d'ATP?
* Apport en O2 * [ADP] élevées * Activité physique ## Footnote Ces facteurs influencent la vitesse de la phosphorylation oxydative.
68
Quelles sont les trois méthodes de transport à travers les membranes mitochondriales?
* Uniport * Symport * Antiport ## Footnote Ces systèmes sont essentiels pour le transport des molécules comme l'ADP et le Pi.