Mitochondrie

Mitochondrie , organite membranaire trouvé dans le cytoplasme de presque tous eucaryote cellules (cellules avec des noyaux clairement définis), dont la fonction principale est de générer de grandes quantités d'énergie sous forme de l'adénosine triphosphate (ATP). Les mitochondries sont généralement de forme ronde à ovale et leur taille varie de 0,5 à 10 m. En plus de produire de l'énergie, les mitochondries stockent du calcium pour les activités de signalisation cellulaire, génèrent de la chaleur et interviennent dans la croissance et la mort des cellules. Le nombre de mitochondries par cellule varie considérablement; par exemple, chez l'homme, les érythrocytes (globules rouges) ne contiennent aucune mitochondrie, alors que les cellules hépatiques et les cellules musculaires peuvent en contenir des centaines voire des milliers. Le seul organisme eucaryote connu pour manquer de mitochondries est l'oxymonade Monocercomonoïdes espèce. Les mitochondries sont différentes des autres organites cellulaires en ce qu'elles ont deux membranes distinctes et un génome unique et se reproduisent par fission binaire ; ces caractéristiques indiquent que les mitochondries partagent un passé évolutif avec les procaryotes (organismes unicellulaires).

mitochondries

mitochondries Les mitochondries (en rouge) se trouvent dans tout le cytoplasme de presque toutes les cellules eucaryotes (le noyau de la cellule est indiqué en bleu ; le cytosquelette est indiqué en jaune). defun/iStock.com



Questions les plus fréquentes

Qu'est-ce qu'une mitochondrie ?

Une mitochondrie est un organite de forme ronde à ovale que l'on trouve dans les cellules de presque tous les eucaryote organismes. Il produit de l'énergie, appelée ATP , pour la cellule par une série de réactions chimiques.



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A quoi servent les mitochondries ?

Connues comme les centrales électriques de la cellule, les mitochondries produisent l'énergie nécessaire à la survie et au fonctionnement de la cellule. Grâce à une série de réactions chimiques, les mitochondries décomposent le glucose en une molécule d'énergie connue sous le nom de l'adénosine triphosphate (ATP), qui est utilisé pour alimenter divers autres processus cellulaires. En plus de produire de l'énergie, les mitochondries stockent du calcium pour la signalisation cellulaire, génèrent de la chaleur et sont impliquées dans la croissance cellulaire et décès .

Où trouve-t-on les mitochondries ?

Les mitochondries se trouvent dans les cellules de presque tous les eucaryote organisme, y compris les plantes et animaux . Les cellules qui nécessitent beaucoup d'énergie, comme les cellules musculaires, peuvent contenir des centaines ou des milliers de mitochondries. Quelques types de cellules, comme les globules rouges, sont totalement dépourvus de mitochondries. En tant qu'organismes procaryotes, les bactéries et les archées n'ont pas de mitochondries.



La membrane mitochondriale externe est librement perméable aux petites molécules et contient des canaux spéciaux capables de transporter de grosses molécules. En revanche, la membrane interne est beaucoup moins perméable, ne permettant qu'à de très petites molécules de traverser la matrice en forme de gel qui constitue la masse centrale de l'organite. La matrice contient l' acide désoxyribonucléique ( ADN ) du génome mitochondrial et les enzymes du cycle de l'acide tricarboxylique (TCA) (également connu sous le nom de le cycle de l'acide citrique , ou cycle de Krebs), qui métabolise les nutriments en sous-produits que la mitochondrie peut utiliser pour la production d'énergie. Les processus qui convertissent ces sous-produits en énergie se produisent principalement sur la membrane interne, qui est pliée en plis appelés crêtes qui abritent les composants protéiques du principal système de génération d'énergie des cellules, la chaîne de transport d'électrons (ETC). L'ETC utilise une série de réactions d'oxydo-réduction pour déplacer les électrons d'un composant protéique au suivant, produisant finalement de l'énergie libre qui est exploitée pour conduire la phosphorylation de l'ADP (adénosine diphosphate) en ATP. Ce processus, connu sous le nom de couplage chimiosmotique de la phosphorylation oxydative, alimente presque toutes les activités cellulaires, y compris celles qui génèrent le mouvement musculaire et alimentent les fonctions cérébrales.

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aperçu de base des processus de production d

aperçu de base des processus de production d'ATP Les trois processus de production d'ATP comprennent la glycolyse, le cycle de l'acide tricarboxylique et la phosphorylation oxydative. Dans les cellules eucaryotes, les deux derniers processus se produisent dans les mitochondries. Les électrons qui traversent la chaîne de transport d'électrons génèrent finalement de l'énergie libre capable de conduire la phosphorylation de l'ADP. Encyclopédie Britannica, Inc.

La plupart des protéines et autres molécules qui composent les mitochondries proviennent de la cellule noyau . Cependant, 37 gènes sont contenus dans le génome mitochondrial humain, dont 13 produisent divers composants de l'ETC. L'ADN mitochondrial (ADNmt) est très sensible aux mutations, en grande partie parce qu'il ne possède pas la robuste Mécanismes de réparation de l'ADN communs à l'ADN nucléaire. De plus, la mitochondrie est un site majeur pour la production d'espèces réactives de l'oxygène (ROS; ou radicaux libres) en raison de la forte propension pour une libération aberrante d'électrons libres. Alors que plusieurs protéines antioxydantes différentes dans les mitochondries récupèrent et neutralisent ces molécules, certaines ROS peuvent endommager l'ADNmt. De plus, certains produits chimiques et agents infectieux, ainsi que de l'alcool abuser de , peut endommager l'ADNmt. Dans ce dernier cas, une consommation excessive d'éthanol sature les enzymes de détoxification, provoquant une fuite d'électrons hautement réactifs de la membrane interne vers le cytoplasme ou dans la matrice mitochondriale, où ils se combinent avec d'autres molécules pour former de nombreux radicaux.



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mitochondries; muscle strié

mitochondries; muscle strié Une micrographie électronique à transmission montrant une fibre musculaire striée humaine partiellement contractée. De larges bandes rouges contiennent des filaments d'actine et de myosine, tandis que les mitochondries (vertes) fournissent l'énergie nécessaire à la contraction musculaire. SERCOMI—BSIP/age fotostock

Dans de nombreux organismes, le génome mitochondrial est hérité de la mère. C'est parce que l'ovule de la mère donne la majorité du cytoplasme à l'embryon, et les mitochondries héritées du père sperme sont généralement détruits. Il existe de nombreuses maladies mitochondriales héréditaires et acquises. Les maladies héréditaires peuvent résulter de mutations transmises dans l'ADN nucléaire maternel ou paternel ou dans l'ADNmt maternel. Le dysfonctionnement mitochondrial héréditaire et acquis est impliqué dans plusieurs maladies, notamment maladie d'Alzheimer et la maladie de Parkinson. L'accumulation de mutations de l'ADNmt tout au long de la durée de vie d'un organisme est soupçonnée de jouer un rôle important dans vieillissement , ainsi que dans le développement de certaines cancers et d'autres maladies. Parce que les mitochondries sont également un élément central de apoptose (mort cellulaire programmée), qui est couramment utilisé pour débarrasser le corps des cellules qui ne sont plus utiles ou qui ne fonctionnent plus correctement, un dysfonctionnement mitochondrial qui inhibe la mort cellulaire peut contribuer au développement de cancer .

L'hérédité maternelle de l'ADNmt s'est avérée vitale pour la recherche sur Evolution humaine et migration . La transmission maternelle permet de retracer les similitudes héritées des générations de descendants jusqu'à une seule lignée d'ancêtres pendant de nombreuses générations. La recherche a montré que des fragments du génome mitochondrial portés par tous les humains vivants aujourd'hui peuvent être attribués à une seule femme ancêtre vivant il y a environ 150 000 à 200 000 ans. Les scientifiques soupçonnent que cette femme vivait parmi d'autres femmes, mais que le processus de dérive génétique (fluctuations aléatoires de la fréquence des gènes qui affectent la constitution génétique de petites populations) a fait que son ADNmt a supplanté au hasard celui d'autres femmes à mesure que la population évoluait. Les variations de l'ADNmt héritées par les générations suivantes d'humains ont aidé les chercheurs à déchiffrer les origines géographiques, ainsi que les migrations chronologiques de différentes populations humaines. Par exemple, des études sur le génome mitochondrial indiquent que les humains qui ont migré d'Asie vers les Amériques il y a 30 000 ans pourraient s'être échoués sur la Béringie, une vaste zone qui comprenait un pont terrestre dans l'actuel détroit de Béring, pendant 15 000 ans auparavant. arrivant dans les Amériques.