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7.4 B: Chimiosmose et Phosphorylation oxydative

termes clés

  • ATP synthase: une enzyme importante qui fournit de l’énergie à la cellule par la synthèse de l’adénosine triphosphate (ATP).
  • phosphorylation oxydative: voie métabolique qui utilise l’énergie libérée par l’oxydation des nutriments pour produire de l’adénosine triphosphate (ATP).
  • chemiosmosis: le mouvement des ions à travers une membrane sélectivement perméable, vers le bas de leur gradient électrochimique.,

pendant la chimiosmose, les porteurs d’électrons comme NADH et FADH donnent des électrons à la chaîne de transport d’électrons. Les électrons provoquent des changements de conformation dans les formes des protéines pour pomper H+ à travers une membrane cellulaire perméable sélectivement. La distribution inégale des ions H+ à travers la membrane établit à la fois la concentration et les gradients électriques (donc, un gradient électrochimique) en raison de la charge positive des ions hydrogène et de leur agrégation sur un côté de la membrane.,

Figure \(\PageIndex{1}\): Chimiosmose: dans la phosphorylation oxydative, le gradient d’ions hydrogène formé par la chaîne de transport d’électrons est utilisé par L’ATP synthase pour former de l’ATP.

Si la membrane était ouverte à la diffusion par les ions hydrogène, les ions auraient tendance à se diffuser spontanément dans la matrice, entraînés par leur gradient électrochimique. Cependant, de nombreux ions ne peuvent pas diffuser à travers les régions non polaires des membranes phospholipidiques sans l’aide de canaux ioniques., De même, les ions hydrogène dans l’espace matriciel ne peuvent traverser la membrane mitochondriale interne qu’à travers une protéine membranaire appelée ATP synthase. Cette protéine agit comme un petit générateur tourné par la force des ions hydrogène diffusant à travers elle, en bas de leur gradient électrochimique. La rotation de cette machine moléculaire exploite l’énergie potentielle stockée dans le gradient d’ions hydrogène pour ajouter un phosphate à L’ADP, formant de l’ATP.

la Chimiosmose est utilisée pour générer 90% de L’ATP produit lors du catabolisme aérobie du glucose., La production D’ATP en utilisant le processus de chimiosmose dans les mitochondries est appelée phosphorylation oxydative. C’est également la méthode utilisée dans les réactions lumineuses de la photosynthèse pour exploiter l’énergie de la lumière du soleil dans le processus de photophosphorylation. Le résultat global de ces réactions est la production d’ATP à partir de l’énergie des électrons retirés des atomes d’hydrogène. Ces atomes faisaient à l’origine partie d’une molécule de glucose. À la fin de la voie, les électrons sont utilisés pour réduire une molécule d’oxygène en ions oxygène., Les électrons supplémentaires sur l’oxygène attirent les ions hydrogène (protons) du milieu environnant et de l’eau se forme.