Rapport de tp: les mitochondries

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  • Publié le : 25 mars 2011
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TP de Biologie Moléculaire: Les Mitochondries

Travaux Pratiques de Biologie Moléculaire: Les Mitochondries

INTRODUCTION:

La mitochondrie est un organelle à double membrane présent dans le cytoplasme de toutes les cellules Eucaryotes aérobies (cellules qui respirent). Sa membrane externe est en contacte avec le cytosol et sa membrane interne, en forme de crêtes, délimite le compartimentinterne, la matrice. Le rôle de la mitochondrie et au centre du phénomène de la respiration cellulaire qui transforme l'hydrogène libéré (au cours des réactions biochimiques de la cellule) en eau avec une consommation d'oxygène. Ce phénomène permet la synthèse d'ATP (adénosine tri-phosphate: principale source d'énergie des cellules Eucaryotes) au niveau de la membrane interne de la mitochondrie.Le glucose est un monosaccharide (glucide simple composé de six atomes de carbone) et est une source majeur d'énergie des être vivants. La glycolyse est la première série de réaction chimique de dégradation du glucose. Elle permet d'obtenir à partir d'une molécule de glucose, deux molécules de pyruvates. Lorsque le glucose pénètre dans la cellule, la première étape de la glycolyse (qui estimportante) consiste à transformer le glucose en glucose-6-phosphate. Le phosphate ajouté par entrée d'ATP, empêche à la molécule de glucose de ressortir de la cellule. À partir des pyruvates, on peut avoir en aérobie un cycle appelé « cycle de KREBS » qui intervient dans la matrice mitochondriale. Le pyruvate devient alors de l'acétyl-CoA afin qu'il puisse ainsi entrer dans la mitochondrie et dans lecycle de KREBS. Celui-ci nous donne par la suite du succinate et du fumarate qui joueront un rôle essentiel dans le métabolisme de la chaine respiratoire.
Bilan moléculaire de la dégradation complète du glucose en aérobie: (voir figure 1)
-glycolyse: Glu + 2NAD+ + 2Pi + 2ADP → 2Pyruvates + 2NADH,H+ + 2ATP + 2H2O
-formation de acétyl-CoA: 2Pyruvates + CoA-SH + 2NAD+ → 2Acétyle CoA + 2NADH,H+-cycle de KREBS: 2Acétyl-CoA + 4H2O + 6NAD+ + 2GDP + 2Pi + 2FAD → 4CO2 + 2CoA-SH + 6NADH,H+ + 2GTP + 2FADH2
Bilan: Glu + 2ADP + 4Pi + 10NAD+ + 2H2O + 2GDP + 2FAD → 2ATP + 10NADH,H+ + 6CO2 + 2GTP + 2FADH2
Le bilan moléculaire de la dégradation complète du glucose nous aide à déterminer son bilan énergétique. On admet que dans la mitochondrie, chaque NADH,H+ va permettre la production de trois ATP,chaque FADH2 va permettre la production de deux ATP et chaque GTP va permettre la production d'un ATP.
10 NADH,H+ x 3 = 30 2 FADH2 x2= 4 2 GTP x1= 2 2 ATP = 2 38 ATP
L'entrée d' H+ dans la chaîne respiratoire se fait par un transport actif et consomme 2 ATP.
38 – 2 = 36 ATP
En analysant le bilan énergétique de la dégradation complète de glucose, on constate que les mitochondries jouentalors un rôle majeur dans la production d'énergie. Celles-ci à partir d'une seul molécule de glucose arrivent à produire 36 ATP, qui est la principale source d'énergie dans les cellules Eucaryotes.

Le but du TP est donc de mettre en évidence les réactions d'oxydo-réduction du métabolisme respiratoire sur des fractions mitochondriales afin d'étudier les mécanismes de la production d'énergie (icisous forme de dioxygène (O2)). Pour cela, on isole les mitochondries afin de déterminer leurs productions en Cytochrome-C réduit. Cette production est directement liée à celle d'O2.

METHODES:

Pour commencer, nous avons broyé les pommes de terres à l'aide d'un milieu de broyage. Composé de: -Tris-HCl: solution proche du pH physiologique (pH=7,5), il permet d'éviter les variations brusques depH
-Saccharose : il permet, par choc osmotique, l'éclatement des cellules.
-EDTA: en séquestrant les cations, il inhibe les protéases.
-BSA: (Bovine Serum Albumin) protéine qui, présent en très grande quantité, protège les mitochondries car détourne l'activité protéasique.
-Cystéine:...
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