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4.11: Mitochondries
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Mitochondries
 
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4.11: Mitochondries

Les mitochondries et les peroxisomes sont des organites qui sont les principaux sites d’utilisation de l’oxygène dans les cellules eucaryotes. Les mitochondries effectuent la respiration cellulaire — le processus qui convertit l’énergie des aliments en ATP — la forme primaire d’énergie utilisée par les cellules. Les peroxisomes exercent une variété de fonctions, décomposant principalement différentes substances telles que les acides gras.

Les peroxisomes contiennent jusqu’à 50 enzymes et sont entourés d’une seule membrane. Ils effectuent des réactions oxydatives qui décomposent les molécules et produisent du peroxyde d’hydrogène (H2O2) comme sous-produit. H2O2 est toxique pour les cellules, mais le peroxisome contient une enzyme — la catalase — qui convertit H2O2 en eau et en oxygène inoffensifs. En outre, la catalase utilise H2O2 pour décomposer l’alcool dans le foie en aldéhyde et en eau. Cependant, puisque H2O2 est produit en très faibles quantités dans le corps, d’autres enzymes dégradent principalement l’alcool.

Une fonction critique du peroxisome est de décomposer les acides gras dans un processus appelé oxydation β. Le produit qui en résulte, l’acétyl-CoA, est libéré dans le cytosol et peut se rendre aux mitochondries, où il est utilisé pour produire de l’ATP. Dans les cellules de mammifères, les mitochondries effectuent également l’oxydation β, ainsi que l’utilisation de produits issus du catabolisme d’autres sources d’énergie, comme le glucose, pour produire de l’ATP.

Les mitochondries sont entourées d’une double membrane : une membrane externe lisse et une membrane interne qui comporte de nombreux plis appelés cristae. Dans la membrane interne se trouve une région appelée matrice. Pendant la respiration cellulaire, le pyruvate de la dégradation du glucose dans le cytoplasme se déplace dans la matrice, où il entre dans le cycle de l’acide citrique. Ensuite, la phosphorylation oxydative à travers la chaîne de transport d’électrons se produit dans la membrane interne des mitochondries, résultant en la production d’une quantité significative d’ATP. Les cristae augmentent la surface de la membrane interne, fournissant plus de régions pour la production d’ATP.

Les peroxisomes et les mitochondries se reproduisent eux-mêmes, mais les mitochondries ont en outre leur ADN et leurs ribosomes, ce qui leur permet de produire leurs protéines. Les mitochondries et les peroxisomes sont tous deux très concentrés dans les cellules où ils sont le plus nécessaires. Par exemple, les cellules hépatiques — qui décomposent les substances toxiques dans le sang — ont un nombre élevé de peroxisomes, et les cellules musculaires, qui ont de grands besoins énergétiques, sont riches en mitochondries.


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