Mitochondrie
Les mitochondries (sing. mitochondrion) sont des organites, ou des parties d'une cellule eucaryote. Elles se trouvent dans le cytoplasme, et non dans le noyau.
Ils utilisent l'adénosine triphosphate (ATP), une molécule que les cellules utilisent comme source d'énergie. Leur principale fonction est de convertir l'énergie. Ils oxydent le glucose pour fournir de l'énergie à la cellule. Ce processus produit de l'ATP, et s'appelle la respiration cellulaire. Cela signifie que les mitochondries sont connues comme "la centrale électrique de la cellule".
En plus de fournir de l'énergie cellulaire, les mitochondries participent à une série d'autres processus, tels que la signalisation, la différenciation cellulaire, la mort cellulaire, ainsi que le contrôle du cycle de division et de la croissance cellulaire.
Deux coupes transversales de mitochondries. Vous pouvez voir les cristaux.
Un diagramme des parties internes d'une mitochondrie.
Schéma d'une cellule animale typique, montrant les composants sous-cellulaires. Organites : (1) Noyau( 2) Noyau( 3) Ribosomes( 4) Vésicule( 5) Réticulum endoplasmique grossier (ER)( 6) Appareil de Golgi( 7) Cytosquelette( 8) ER lisse( 9) Mitochondries( 10) Vacuole( 11) Cytoplasme( 12) Lysosome( 13) Centrioles dans le centrosome
Structure
Une mitochondrie contient deux membranes. Celles-ci sont constituées de doubles couches de phospholipides et de protéines. Les deux membranes ont des propriétés différentes. En raison de cette double organisation membranaire, il existe cinq compartiments distincts au sein de la mitochondrie. Ce sont les suivants :
- la membrane mitochondriale externe,
- l'espace intermembranaire (l'espace entre les membranes externe et interne),
- la membrane mitochondriale interne,
- l'espace des crêtes (formé par le gonflement de la membrane interne), et
- la matrice (espace à l'intérieur de la membrane interne). Les mitochondries sont de petites organelles sphériques ou cylindriques. Généralement, une mitochondrie mesure 2,8 microns de long et environ 0,5 micron de large. Elle est environ 150 fois plus petite que le noyau. Il y a environ 100-150 mitochondries dans chaque cellule.
Fonction
Le rôle principal de la mitochondrie dans la cellule est de prendre le glucose et d'utiliser l'énergie stockée dans ses liaisons chimiques pour fabriquer de l'ATP dans un processus appelé respiration cellulaire. Ce processus comporte trois étapes principales : la glycolyse, le cycle de l'acide citrique ou cycle de Krebs, et la synthèse de l'ATP. L'ATP est libéré par la mitochondrie, puis décomposé par les autres organites de la cellule pour alimenter leurs propres fonctions.
ADN
On pense que les mitochondries étaient autrefois des bactéries indépendantes, et qu'elles sont devenues partie intégrante des cellules eucaryotes en étant englouties, un processus appelé endosymbiose.
La plupart de l'ADN d'une cellule se trouve dans le noyau cellulaire, mais la mitochondrie a son propre génome indépendant. De plus, son ADN présente une grande similitude avec les génomes bactériens.
L'ADN mitochondrial est abrégé en ADNm ou ADNmt. Les deux ont été utilisés par les chercheurs.
Héritage
Les mitochondries se divisent par fission binaire, comme dans le cas de la division des cellules bactériennes. Chez les eucaryotes unicellulaires, la division des mitochondries est liée à la division cellulaire. Cette division doit être contrôlée de manière à ce que chaque cellule fille reçoive au moins une mitochondrie. Chez d'autres eucaryotes (chez l'homme par exemple), les mitochondries peuvent répliquer leur ADN et se diviser en réponse aux besoins énergétiques de la cellule, plutôt qu'en phase avec le cycle cellulaire.
Les gènes mitochondriaux d'un individu ne sont pas hérités par le même mécanisme que les gènes nucléaires. Les mitochondries, et donc l'ADN mitochondrial, proviennent généralement de l'ovule uniquement. Les mitochondries des spermatozoïdes entrent dans l'ovule, mais sont marquées pour une destruction ultérieure. L'ovule contient relativement peu de mitochondries, mais ce sont ces mitochondries qui survivent et se divisent pour peupler les cellules de l'organisme adulte. Les mitochondries sont donc, dans la plupart des cas, héritées par la lignée femelle, ce que l'on appelle l'héritage maternel. Ce mode est vrai pour tous les animaux, et pour la plupart des autres organismes. Cependant, les mitochondries sont héritées de façon paternelle chez certains conifères, mais pas chez les pins ou les ifs.
Une seule mitochondrie peut contenir de 2 à 10 copies de son ADN. Pour cette raison, on pense que l'ADN mitochondrial se reproduit par fission binaire, produisant ainsi des copies exactes. Cependant, il existe des preuves que les mitochondries animales peuvent subir une recombinaison. Si la recombinaison n'a pas lieu, la séquence d'ADN mitochondrial entière représente un seul génome haploïde, ce qui la rend utile pour l'étude de l'histoire de l'évolution des populations.
Études de génétique des populations
La quasi-absence de recombinaison dans l'ADN mitochondrial le rend utile pour la génétique des populations et la biologie de l'évolution. Si tout l'ADN mitochondrial est hérité sous la forme d'une seule unité haploïde, les relations entre les ADN mitochondriaux de différents individus peuvent être considérées comme un arbre génétique. Les modèles de ces arbres génétiques peuvent être utilisés pour déduire l'histoire de l'évolution des populations. L'exemple classique est celui où l'horloge moléculaire peut être utilisée pour donner une date à ce qu'on appelle l'Eve mitochondriale. Cela est souvent interprété comme un soutien fort à la propagation des humains modernes hors d'Afrique. Un autre exemple humain est le séquençage de l'ADN mitochondrial à partir d'os de Néandertal. La distance évolutive relativement importante entre les séquences d'ADN mitochondrial des Néandertaliens et des humains vivants est la preuve d'un manque général de métissage entre les Néandertaliens et les humains anatomiquement modernes.
Cependant, l'ADN mitochondrial ne reflète que l'histoire des femmes dans une population. Il peut ne pas représenter l'histoire de la population dans son ensemble. Dans une certaine mesure, les séquences génétiques paternelles du chromosome Y peuvent être utilisées. Dans un sens plus large, seules les études qui incluent également l'ADN nucléaire peuvent fournir une histoire évolutive complète d'une population.
Pages connexes
- Respiration cellulaire
- Glycolyse
- Le cycle de Krebs
Questions et réponses
Q : Qu'est-ce qu'une mitochondrie ?
R : Les mitochondries sont des organites ou des parties d'une cellule eucaryote situées dans le cytoplasme, et non dans le noyau.
Q : Quelle est la principale fonction des mitochondries ?
R : La principale fonction des mitochondries est de convertir l'énergie. Elles oxydent le glucose pour fournir de l'énergie à la cellule et produisent la majeure partie de l'adénosine triphosphate (ATP) que les cellules utilisent comme source d'énergie.
Q : Pourquoi les mitochondries sont-elles appelées "la centrale énergétique de la cellule" ?
R : Les mitochondries sont connues sous le nom de "centrale électrique de la cellule" parce qu'elles produisent la majeure partie de l'ATP, une molécule que les cellules utilisent comme source d'énergie.
Q : Quels sont les autres processus dans lesquels les mitochondries sont impliquées ?
R : Outre la production d'énergie cellulaire, les mitochondries sont impliquées dans une série d'autres processus tels que la signalisation, la différenciation cellulaire, la mort cellulaire, ainsi que le contrôle du cycle de division cellulaire et de la croissance cellulaire.
Q : Les mitochondries sont-elles situées dans le noyau ?
R : Non, les mitochondries sont situées dans le cytoplasme, pas dans le noyau.
Q : Quelle est la signification de l'ATP ?
R : ATP signifie adénosine triphosphate.
Q : Quel processus les mitochondries utilisent-elles pour fournir de l'énergie à la cellule ?
R : Les mitochondries oxydent le glucose pour fournir de l'énergie à la cellule dans un processus appelé respiration cellulaire qui produit de l'ATP.
