Fractionnement cellulaire, isolement et caractérisation des mitochondries.

Introduction

Les mitochondries sont des organites de quelques micromètres présents uniquement dans les cellules eucaryotes. Elles sont constituées de deux membranes et possèdent leur propre matériel génétique, sous la forme d’ADN circulaire. La membrane externe contient, entre autre, des porines et des translocases, lui conférant une perméabilité aux molécules de quelques kiloDaltons. La membrane interne présente elle de très nombreux replis, appelés crêtes mitochondriales, permettant ainsi d’augmenter sa surface et donc les échanges entre l’espace intermembranaire et l’espace matriciel. C’est dans ce dernier que se déroule une partie du métabolisme du glucose. Tout d’abord, il est dégradé en pyruvate dans le cytosol de la cellule, par le mécanisme de la glycolyse, en anaérobie, c’est-à-dire en l’absence d’oxygène. Le pyruvate ainsi formé traverse les deux membranes mitochondriales et rejoint la matrice, où il est transformé en acétyl-coenzyme A, ce qui constitue la deuxième voie métabolique. Cet acétyl-CoA entre ensuite dans le cycle de l’acide citrique (cycle de Krebs), dans lequel sont produites des molécules de NADH, FADH2 et GTP, en passant notamment par la formation de succinate et fumarate.
La glycolyse du cytosol produit 2 ATP directement utilisables et 2 NADH par molécule de glucose. Dans la mitochondrie, la formation d’acétyl-CoA à partir de pyruvate génère une molécule de NADH et le cycle de Krebs, quand à lui, permet la production de 1 GTP, 3 NADH et 1 FADH2. Ces différentes molécules sont ensuite utilisées par les complexes de la chaîne respiratoire de la mitochondrie pour synthétiser de l’ATP, sachant qu’un NADH fournit 3 ATP et qu’un FADH2 fournit 2 ATP. Au final, à partir d’une molécule de glucose, la cellule produit 36 molécules d’ATP, dont 34 provenant de la mitochondrie (figure 1). Cependant, en l’absence d’oxygène le pyruvate ne peut rejoindre la matrice