Tp mitochondries l1 bio

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TP sur les mitochondries en L1 biologie à luminy
UE: Bio 14

Fractionnement cellulaire, isolement et caractérisation des mitochondries.

Résumé

La mitochondrie est spécialisée dans la production d'énergie sous forme d'ATP par le phénomène de phosphorylation oxydative. Elle utilise l'oxygène dissout et aboutit à la formation de gaz carbonique, ce qui définit la respiration cellulaire. Nousavons voulu mettre en évidence les réactions red-ox du métabolisme respiratoire, sur des fractions mitochondriales par spectrophotométrie. En conditions physiologiques, un cycle entre le cytochrome c réduit et oxydé existe: la quantité entre les deux formes de cytochrome reste constante. Cependant, en présence de cyanure, une accumulation de cytochrome c réduit apparaît.

Introduction

Lamitochondrie (du grec mitos, "fil" et chondros,"grain") est un organite intracellulaire présent uniquement chez les cellules eucaryotes. Ce sont des organites structurés et délimités par deux membranes: une membrane externe en contact avec le cytosol des cellules et une membrane interne en contact avec la matrice mitochondriale interne. Ces deux membranes délimitent un espace inter-membranaire qui aun pH acide du fait de sa concentration en protons H+ élevée. Les mitochondries sont très différentes de part leurs fonctions, leurs compositions et leurs organisations: elles existent à la fois sous la forme d'organites isolés ou d'un réseau dynamique.
Le rôle physiologique de la mitochondrie est primordial, puisque c'est en son sein que l'énergie fournie par les molécules organiques estrécupérée sous forme d'ATP (Adénosine Tri-Phosphate), source principale d'énergie pour la cellule eucaryote, par le processus de la phosphorylation oxydative.
Chez tous les organismes, deux types de phénomènes existent: le catabolisme (la dégradation) et l'anabolisme (la synthèse) dans lequel se trouve la synthèse d'énergie: le métabolisme. Lors de la respiration mitochondriale, deux types de métabolismedu glucose sont mis en jeu: la fermentation et la respiration. La fermentation, processus anaérobie, fournit peu d'énergie (2 ATP) car la décarboxylation du glucose est partielle. La fermentation a lieu lors d'efforts extrêmes puisque l'organisme n'a pas assez d'oxygène pour produire de l'ATP. La respiration est un processus aérobie c'est-à-dire nécessitant la présence de molécules d'oxygène. Laproduction d'énergie se déroule en plusieurs étapes: en premier lieu, la glycolyse qui se déroule dans le cytosol, formera deux molécules de pyruvate à partir d'une molécule de glucose. Le pyruvate, par transport actif, va ensuite pénétrer dans la mitochondrie et sera dégradé en CO2 par les réactions du cycle de Krebs (annexe 1). Cette dégradation produit du pouvoir réducteur, sous forme de FADH2 etNADH. Ce pouvoir réducteur sera converti en énergie au niveau de la membrane interne des mitochondries, où des complexes protéiques à activités d'oxydoréduction constituent la chaine respiratoire. Le bilan énergétique final de la respiration est de 36 ATP par molécule de glucose. La mitochondrie est donc la source principale d'énergie dont dispose la cellule afin d'assurer ses fonctions vitales.Dans ce TP, nous cherchons à mettre en évidence les réactions d'oxydo-réduction du métabolisme respiratoire, sur des fractions mitochondriales. Nous avons donc isolé des mitochondries à partir du parenchyme de pomme de terre par fractionnement cellulaire basé sur des centrifugations différentielles. Ceci afin d'étudier in vitro l'activité « succinate-cytochrome c réductase » de la chainerespiratoire.

Méthodes

Dans ce TP, nous avons isolé des mitochondries de pomme de terre. Il a fallut éplucher ces pommes de terre au préalable pour moins de contamination par les chloroplastes contenus dans la peau du tubercule. En effet, nous ne pouvions travailler en présence de ces derniers, responsables du phénomène de photosynthèse, phénomène inverse au phénomène que nous souhaitions...
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