Respiration cellulaire est un ensemble de processus qui se produisent dans les cellules eucaryotes qui génère ATP (adénosine triphosphate) pour l'énergie cellulaire et implique à la fois des étapes anaérobies et aérobies. En général, la respiration cellulaire peut être divisée en quatre étapes: Glycolyse, qui ne nécessite pas d'oxygène et se produit dans les mitochondries de toutes les cellules, et les trois étapes de la respiration aérobie, qui se produisent toutes dans les mitochondries: la pont (ou alors transition) réaction, les Cycle de Krebs et le chaîne de transport d'électrons réactions.
Ainsi, si l'on vous demande d'identifier le stade (ou les stades) de la respiration cellulaire qui se déroule entièrement dehors des mitochondries, vous pouvez répondre "glycolyse" et en finir. Mais pour les curieux, cela n'invite que la question: que se passe-t-il exactement à l'intérieur ces mitochondries? C'est-à-dire, qu'arrive-t-il à la toute fin à une molécule de glucose à six carbones qui entre dans la glycolyse dans le cytoplasme ?
Respiration chez les procaryotes vs. Eucaryotes
Les cellules procaryotes n'ont pas de membrane interne liée organites. Leur ADN flotte librement dans le cytoplasme, tout comme les protéines enzymatiques nécessaires pour faire avancer la glycolyse. Ainsi, l'intégralité de leur respiration est constituée de glycolyse.
Dans les cellules eucaryotes, la réaction de pont, le cycle de Krebs et la chaîne de transport d'électrons ensemble constituent la respiration aérobie, et en tant que telles sont les trois dernières étapes de la respiration cellulaire en tant que ensemble.
Laquelle des quatre étapes de la respiration cellulaire se produit dans les mitochondries ?
En fait, une meilleure question à poser, si vous voulez savoir quels processus se produisent et où ils se produisent dans les cellules eucaryotes, pourrait être: ne pas se produisent dans les mitochondries?
- La division d'un sucre
- La réaction du pont
- Le cycle de Krebs
- La chaîne de transport d'électrons
La réponse, un, est mémorisée en gardant à l'esprit que toutes les cellules utilisent la glycolyse (la division de glucose en deux molécules de pyruvate à trois carbones), mais seules les cellules eucaryotes ont des organites, y compris mitochondries.
De plus, d'une certaine manière, pour les eucaryotes, la glycolyse est presque une nuisance, ne servant que deux des 36 à 38 ATP que la respiration cellulaire génère dans son ensemble par molécule de glucose. Sur la base de proportions simples, vous vous attendriez à ce que la quasi-totalité de la respiration cellulaire se produise quelque part dans les mitochondries, et c'est en fait le cas - trois des quatre phases.
Structure et fonction des mitochondries
Les mitochondries sont enfermées dans une double membrane plasmique, comme celle entourant la cellule dans son ensemble et d'autres organites (par exemple, l'appareil de Golgi). L'intérieur des mitochondries, un espace analogue au cytoplasme si les mitochondries sont assimilées à des cellules, s'appelle le matrice.
Les mitochondries ont leur propre ADN, dans le cytoplasme, là où il se trouverait si les mitochondries étaient encore des bactéries libres. Il ne se transmet que par les ovules, donc uniquement par la lignée maternelle (mère) d'ancêtres et de descendants.
Respiration cellulaire: phases et sites
Glycolyse: Phase cytoplasmique. Dans cette série de dix réactions dans le cytoplasme, le glucose se transforme en une paire de molécules de pyruvate. deux ATP sont générés et aucun oxygène n'est requis. Si de l'oxygène est présent et que la cellule est eucaryote, le pyruvate est transmis aux mitochondries.
Réaction de pont: Mitochondries Phase 1. Le pyruvate est converti en acétyl coenzyme A en perdant un atome de carbone (sous forme de dioxyde de carbone, CO2) et gagner une molécule de coenzyme A à sa place. L'acétyl CoA est un intermédiaire métabolique important dans toutes les cellules.
Cycle de Krebs: Mitochondries Phase 2. Dans la matrice mitochondriale, l'acétyl CoA s'est combiné avec la molécule à quatre carbones oxaloacétate pour former le citrate. Dans une série d'étapes qui génèrent deux ATP (un ATP par molécule de pyruvate en amont), cette molécule est reconvertie en oxaloacétate. Dans le processus, les porteurs d'électrons NADH et FADH2 sont produits en abondance.
Chaîne de transport d'électrons: Mitochondries Phase 3. Sur la membrane mitochondriale interne, les porteurs d'électrons du cycle de Krebs sont utilisés pour alimenter l'ajout de groupes phosphate à l'ADP (adénosine diphosphate) pour produire 32 à 34 ATP. Au total, la respiration cellulaire génère donc 36 à 38 ATP par molécule de glucose, 34 à 36 d'entre eux dans les trois stades mitochondriaux.