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MP210802 1. MP210802 2 1. Les membranes 2. La surface cellulaire 3. Les mitochondries 4. Le réticulum endoplasmique 5. Lappareil de Golgi-exocytose 6.

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2 MP210802 2 1. Les membranes 2. La surface cellulaire 3. Les mitochondries 4. Le réticulum endoplasmique 5. Lappareil de Golgi-exocytose 6. Les lysosomes-endocytose Biologie Cellulaire

3 MP210802 3 Objectifs particuliers: Chapitre 8 Les mitochondries 1. De décrire les fonctions physiologiques, la structure et la localisation intracellulaire des mitochondries. 2. De montrer comment les 4 compartiments des mitochondries peuvent être isolés pour analyse. 3. De localiser les principales activités enzymatiques ou structures dans chaque compartiment. 4. De décrire le mécanisme de division des mitochondries. 5. De décrire le mécanisme par lequel lexercise (et dautres processus consommant de lATP) augmente la consommation doxygène mitochondriale.

4 MP210802 4 Ladénosine triphosphate (ATP) LATP est constitué dune base, dans ce cas une adénine, un ribose et une chaîne de phosphates. Figure 2-24

5 MP210802 5 LATP est une molécule riche en énergie

6 MP210802 6 Génération dATP: Oxydation du glucose et des acides gras en CO 2 + H 2 O. La glycolyse est le stage initial du métabolisme du glucose -- il a lieu dans le cytosol nimplique pas lO 2 La glycolyse produit une petite quantité dATP et le composé à trois carbones: pyruvate. Dans les cellules aérobies, le pyruvate est transporté dans les mitochondries, ou il est oxydé par lO 2 en CO 2 et génère beaucoup dATP.

7 MP210802 7 4 façons de faire de faire de lATP Phosphorylation oxydative (Mitochondries) Glycolyse (cytosol) Photosynthèse (chloroplastes) Cycle de Krebs (Mitochondries - GTP) Synthèse des macromolécules Pompage ionique (pompe du Na) Mobilité (amibes, spermato) Contraction (muscles) Production de chaleur (frissonnement) Endocytose, exocytose Plusieurs façons de consommer de lATP ATP ADP + Pi Le cycle de lATP

8 MP210802 8 Les mitochondries ont deux membranes distinctes Figure 16-7

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10 MP210802 10 2 µm Mitoribosomes Phosphate de calcium 1. Membrane externe 2. Membrane interne (crêtes ou cristae) 4. Matrice 3. L'espace entre les deux membranes ADN F1= ATPase = ATP synthase F0 Une mitochondrie typique

11 MP210802 11 DIGITONINE Membrane externe Espace entre les 2 membranes SurnageantCulot Centrifugation à haute vitesse Mitoplastes CulotSurnageant Vésicules de la membrane externe + enzymes solubles situés entre les 2 membranes Centrifugation à basse vitesse (8000 g) Membrane interneLa matrice SurnageantCulot Ultrasons + centrifugation à haute vitesse Fractionnement des mitochondries

12 MP210802 12 1.LA MEMBRANE EXTERNE 1.Monoamine Oxidase : (-NH2 --> -OH) 2.Enzymes d'activation des acides gras CH3-(CH2)n-COOH ---> CH3-(CH2)n-CO- SCoA 3. La porine: laisse passer des molécules de p.m. < 10 000 4. LA MATRICE MITOCHONDRIALE 1.Enzymes solubles du cycle de Krebs 2. Enzymes de la bêta-oxidation 3. Enzymes impliqués dans la biosynthèse des protéines mitochondriales 3.LA MEMBRANE INTERNE 1.ATP Synthetase = ATP ase = F1/ F0 2.La chaîne respiratoire (les cytochromes) 3.Des transférases / translocases Acyl carnitine transférase ATP/ADP translocase Phosphate translocase 2.L'ESPACE INTERMEMBRANAIRE L'adénylate kinase AMP + ATP ---> 2 ADP Localisation des enzymes mitochondriales

13 MP210802 13 Moins de 10 % des protéines mitochondriales sont synthétisées par les mitoribosomes, la majorité provenant des cytoribosomes (emploi du chloramphénicol et de la cycloheximide) La durée de vie des protéines mitochondriales peut varier de quelques minutes à plusieurs semaines (foie: 1 semaine, muscle: 4 semaines, en moyenne) Les mitochondries croissent et se divisent à partir de mitochondries parentales, indépendamment de la cellule Biogenèse des mitochondries

14 MP210802 14 ADN mitochondrial humain ne contient que 16 569 paires de bases, 100 000 fois moins que le DNA nucléaire. Il code pour une dizaine de polypeptides, 2 ARNr et 22 ARNt. Pas de noyau [2-10 molécules de ADN circulaire (5 µm) par mitochondrie] L antibiotique chloramphénicol inhibe la synthèse des protéines au niveau des ribosomes chez les procaryotes et des mitoribosomes chez les eucaryotes (sans affecter les cytoribosomes) Absence de cholestérol et présence de cardiolipine (phospholipide) dans la membrane interne des mitochondries et dans la membrane cellulaire des bactéries Théorie de lorigine procaryotique des mitochondries

15 MP210802 15 -Exercice -Froid -Réactions anaboliques diminue, la consommation de O 2 augmente [ ATP ] [ ADP ]. [ Pi ] Si Photo- synthèse ADP + PiNADH 2 + 1/2 O 2 ATP NAD + H 2 O Régulation de la respiration mitochondriale

16 MP210802 16 O + 2e --> O = O = + 2H + --> H 2 O b NADH 2 NAD ADP + Pi ATP a a3a3 c c1c1 220 mV 2e 2H + NADH2 + 1/2 O2 + ADP + Pi --> NAD + H2O + ATP Force motrice protonique (220 mV) = pot. transmembr. (160 mV) + pH 1 (60 mV) Fo Déshydro génases F1F1 2H + Thermogénine ou Protéines découplantes (UCP1,2,3 etc.) Agents découplants (dinitrophénol) augmentent la perméabilité aux protons Mécanisme de phosphorylation oxydative

17 MP210802 17 NADH 2 + 1/2 O 2 NAD + H 2 O ATPADP + Pi 2 K + Ouabaïne cAMP + PPi ATP ADP + Pi Autres ATPases La pompe du sodium contrôle environ 40 % de la respiration des hépatocytes Laugmentation de la consommation de O 2 au cours de l hyperthyroïdisme est causée par une augmentation de lactivité des pompes du Na dans le foie Adenylate Cyclase Récepteurs adrénergiques Récepteur insulinique Insuline Adrénaline Noradrénaline -? 3 Na + +/- Na + -K + - ATPase Régulation de la respiration par les ATPases

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