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8.12: Rendement ATP

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ATP Yield

8.12: ATP Yield

8.12: Rendement ATP

Cellular respiration produces 30-32 ATP molecules per glucose molecule. Although most of the ATP results from oxidative phosphorylation and the electron transport chain (ETC), 4 ATP are gained beforehand (2 from glycolysis and 2 from the citric acid cycle).

The ETC is embedded in the inner mitochondrial membrane and comprises four main protein complexes and an ATP synthase. NADH and FADH2 pass electrons to these complexes, which in turn pump protons into the intermembrane space. This distribution of protons generates a concentration gradient across the membrane. The gradient drives the production of ATP when protons flow back into the mitochondrial matrix via the ATP synthase.

For every 2 input electrons that NADH passes into complex I, complexes I and III each pump 4 protons and complex IV pumps 2 protons, totaling 10 protons. Complex II is not involved in the electron chain initiated by NADH. FADH2, however, passes 2 electrons to complex II, so a total of 6 protons are pumped per FADH2; 4 protons via complex III and 2 via complex IV.

Four protons are needed to synthesize 1 ATP. Since 10 protons are pumped for every NADH, 1 NADH yields 2.5 (10/4) ATP. Six protons are pumped for every FADH2, so 1 FADH2 yields 1.5 (6/4) ATP.

Cellular respiration produces a maximum of 10 NADH and 2 FADH2 per glucose molecule. Since a single NADH produces 2.5 ATP and a single FADH2 produces 1.5 ATP, it follows that 25 ATP + 3 ATP are produced by oxidative phosphorylation. Four ATP are produced before oxidative phosphorylation, which yields a maximum of 32 ATP per glucose molecule.

Importantly, glycolysis occurs in the cytosol and the ETC is located in the mitochondria (in eukaryotes). The mitochondrial membrane is not permeable to NADH, hence the electrons of the 2 NADH that are produced by glycolysis need to be shuttled into the mitochondria. Once inside the mitochondrion, the electrons may be passed to NAD+ or FAD. Given the different ATP yield depending on the electron carrier, the total yield of cellular respiration is 30 to 32 ATP per glucose molecule.

La respiration cellulaire produit 30-32 molécules d’ATP par molécule de glucose. Bien que la plupart des résultats atp de la phosphorylation oxydative et la chaîne de transport d’électrons (ETC), 4 ATP sont gagnés à l’avance (2 de la glycolyse et 2 du cycle de l’acide citrique).

L’ETC est intégré dans la membrane mitochondriale interne et comprend quatre complexes protéiques principaux et une synthase ATP. NADH et FADH2 transmettent des électrons à ces complexes, qui à leur tour pompent les protons dans l’espace intermembrane. Cette distribution de protons génère un gradient de concentration à travers la membrane. Le gradient entraîne la production d’ATP lorsque les protons reviennent dans la matrice mitochondriale via la synthase ATP.

Pour chaque 2 électrons d’entrée que NADH passe dans le complexe I, les complexes I et III pompent chacun 4 protons et les pompes IV complexes 2 protons, totalisant 10 protons. Complexe II n’est pas impliqué dans la chaîne d’électrons initiée par NADH. FADH2, cependant, passe 2 électrons au complexe II, de sorte qu’un total de 6 protons sont pompés par FADH2; 4 protons via les complexes III et 2 via le complexe IV.

Quatre protons sont nécessaires pour synthétiser 1 ATP. Puisque 10 protons sont pompés pour chaque NADH, 1 NADH donne 2,5 (10/4) ATP. Six protons sont pompés pour chaque FADH2, donc 1 FADH2 donne 1,5 (6/4) ATP.

La respiration cellulaire produit un maximum de 10 NADH et 2 FADH2 par molécule de glucose. Comme un seul NADH produit 2,5 ATP et un seul FADH2 produit 1,5 ATP, il s’ensuit que 25 ATP + 3 ATP sont produits par phosphorylation oxydative. Quatre ATP sont produits avant la phosphorylation oxydative, qui donne un maximum de 32 ATP par molécule de glucose.

Fait important, la glycolyse se produit dans le cytosol et l’ETC est situé dans les mitochondries (dans les eucaryotes). La membrane mitochondriale n’est pas perméable à la NADH, d’où les électrons des 2 NADH qui sont produits par glycolyse doivent être transportés dans les mitochondries. Une fois à l’intérieur de la mitochondrion, les électrons peuvent être transmis à NAD+ ou FAD. Compte tenu du rendement atp différent selon le porteur d’électrons, le rendement total de la respiration cellulaire est de 30 à 32 ATP par molécule de glucose.

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