TP : FRACTIONNEMENT CELLULAIRE,
ISOLEMENT ET CARACTERISATION DES MITOCHONDRIES

INTRODUCTION : GLYCOLYSE, CYCLE DE KREBS ET CHAINE RESPIRATOIRE
Les cellules vivantes tirent leur énergie de l'oxydation de certains composés organiques (ex : le glucose et les acides gras). Elles convertissent cette énergie potentielle en une forme d'énergie directement utilisable, la molécule d'ATP (adénosine triphosphate). Deux grands processus sont impliqués dans cette conversion : la fermentation et la respiration. Respiration :

C6H12O6 + 6 O2

6 CO2 + 6 H2O

Fermentation :
(par ex. lactique)

C6H12O6

2 lactate (C3H5O2-) + 2 H+

Oxydation complète du glucose
Oxydation incomplète du glucose

Certaines cellules sont capables de vivre en effectuant soit des fermentations, lorsqu'elles sont à l'abri de l'oxygène, soit une respiration cellulaire, en présence d'oxygène. On peut prendre comme exemple la dégradation d'une molécule de glucose dans une cellule eucaryote, où les deux processus cohabitent (cf. figure 1. Notez que la figure 1 est incomplète du point de vue du bilan en ATP, GTP, NADH et FADH2 : ce sera à vous de la compléter avant le TP. cf. infra).
La fermentation et la respiration débutent toutes les deux dans le cytoplasme, par une voie métabolique appelée glycolyse. Lors de la glycolyse, le glucose est dégradé en pyruvate, ce qui produit de l’énergie sous forme d’ATP.
Ces réactions produisent aussi du pouvoir réducteur, sous forme de NADH (Nicotinamide Adénine Dinucléotide, forme réduite), en réduisant le NAD (Nicotinamide Adénine Dinucléotide, forme oxydée). Les réserves cellulaires de
NAD étant limitées, il est nécessaire de le régénérer pour permettre à la cellule de poursuivre la dégradation du glucose par glycolyse.
En absence de dioxygène, lors de la fermentation, la cellule reconvertit le NADH en NAD par un processus qui ne produit pas d’ATP. Toutes les étapes de la fermentation se passent dans le cytoplasme.
En présence de dioxygène, la respiration peut avoir lieu.