Re: PTL 4 -- L'ATP dans la cellule animale

par sabinem Mer 25 Mar - 17:08

Pour les expériences je rame un peu Crying or Very sad

... à part les exp classique sur mise en évidence gradient H+ .... bref à creuser.

Pour le plan, un premier jet peu détaillé à critiquer :

Intro : EV consomment Energie différentes formes mais ATP plus répandue ...un homme au repos consomme 40kg d'ATP /24H pourtant pas de stock...
Pb : L'ATP une monnaie énergétique cellulaire universelle ?

I/ Un vecteur d'énergie dans la cellule
1/ une molécule hydrolysable
on part de l'hydrolyse de l'ATP =>deltaG négatif : exergonique => liaisons à haut potentiel
formule dvée ATP
T: origine de l'E de liaison ?
exp? : répulsion électrostatique des charges - des P bloqués en résonance magnétique
2/ Une molécule instable
durée vie limitée (1 min) => renouvellement permanant
4 charges - , 2 liaisons anhydre acide , limitation de la résonance =>
formes limites mésomères de l'ac phosphorique
instabilité <=> réactivité
T: potentiel énergétique utilisable ...
3/ Une molécule transportable
petite mol
dans tous les types cellulaires - cyto et organites
transporteur unique (Adényl nucléotide translocase) échangeur antiport ADP/ATP
=> intérêt monnaie unique

T: monnaie unique => toute l'énergie de la cellule est contrôlé par le rapport ADP/ATP

II/ De l'énergie exogène à l'ATP
1/ entrée d'énergie
chimique : chimioorgano ou chimiolitho avec des ex de chaque
2/ synthèse ATP
fermentation phosphorylation oxydative

T: utilisations de cette énergie ?

III/ ATP et vie cellulaire
1/ rôle énergétique
- couplages énergétiques - chimio osmo (gradient H) et chimio méca (myosine)
- transferts de groupements P (coenz de K) ...
T: régulation...information énergétique et?
2/ rôle informatif
- vecteur : transduction - tri métab - régulation énergétique
- support : précurseur bases

CCl
ouverture cellule V

alors à peine fini et je me dis finalement pour que ça face moins universitaire pourquoi ne pas commencer par les utilisations?? après je ne vois pas trop comment organiser les parties

Sabine

par Cattina Mer 25 Mar - 17:09

Moi, je rame aussi, je pense que l'idée de Marie est bonne, mais à améliorer...

Je suis arrivée au même point que toi, Sabine, commencer par les utilisations, mais après chaud...

Je réfléchis...

par Carinette Mer 25 Mar - 17:14

Moi mon problème, comme l'a souligné Catherine, c'est le "Dans la Cellule ANIMALE"!
et je trouve que tous les plans proposés ne le font pas ressortir!

J'arrive pas a trouver comment faire !
c'est un vrai casse tete!

cellule animale est hétérophe, donc je pense qu'il faut partir de là pour faire le lien du role particulier de l'ATP dans la cellule animale...

d'autres idées pour me mettre sur la piste???

par sabinem Mer 25 Mar - 17:19

j'ai pris ça comme une limite du sujet l'ATP dans la cellule pour ne pas traiter les conversions photo-chim .... quoi d'autre ?

par Carinette Mer 25 Mar - 17:22

ok, je ne voyais pas comme ca!! mais c'est une possibilité de dire que l'on se limitera a la celluel animale pour eviter la partie ATP dans la photosynthese, etc...
Merci Sabine!

par Marie B. Mer 25 Mar - 17:24

dans ce cas, les 1ers plans proposés resteaient pas terribles mias bon quand meme, si on prend animal comme unelimite pour enlever les réactions photochimique
et c'est vrai que ca simplifie le schmilblick!!

par Cattina Mer 25 Mar - 17:25

Oui c'est sûr, j'avais pas vu ça comme ça... Ca change un peu l'approche du sujet...

par sabinem Mer 25 Mar - 17:26

euh

c'est peut être un peu rapide .. ce serait pas mal d'avoir d'autres avis ????

Sabine

par peripatus Mer 25 Mar - 17:29

qu'est ce qui différencie une cellule animale d'un cellule végétale en terme de production et d'utilisation de l'ATP ? quelles sont les caractères spécifiques d'une cellule animale ? Pour moi c'est excitabilité et motilité (je sais, ça se discute mais c'est un postulat de base)
production : pas de chloroplaste donc uniquement production au niveau du cytosol et du cytoplasme (glycolyse) et les mitochondries (cycle de Krebs)
utilisation de l'ATP dans une cellule excitable (production d'un potentiel de membrane) et dans une cellule contractile (implication dans le raccourcissement des sarcomères).
Voilà quelques idées.
Je sais Cattina c'est pas un plan et je peux pas balancer ça comme ça. Mais là, je suis au boulot, et j'ai pas vraiment le temps de paufiner.

par Cattina Mer 25 Mar - 17:33

peripatus a écrit:
Je sais Cattina c'est pas un plan et je peux pas balancer ça comme ça. Mais là, je suis au boulot, et j'ai pas vraiment le temps de paufiner.

Je suis si terrible que ça ??? lol!

j'ai rien dit que tu te justifies déjà... J'allais rien dire en plus, c'est bien de donner ton avis, à défaut d'avoir le temps de faire mieux !! Very Happy

par Marie B. Mer 25 Mar - 17:35

est-ce que dans ce cas, ils n'auraient pas dit "l'ATP dans la cellule non photosynthétique"? ou non végétale?

comme quoi la compréhension du sujet est primordiale....

par peripatus Mer 25 Mar - 17:40

ah oui, j'avais oublié les techniques pour réveler l'ATP ou sa production/consommation dans les cellules qu'on pourrait intégrer dans le plan : bioluminescence avec de la luciférase pour la localisation, RMN du phosphore pour le suivi des composés.
C'est sûr qu'on peut pas les reproduire durant une leçon mais on peut tirer partie de graphiques

par benguigui Mer 25 Mar - 17:56

Je potasse encore ce sujet et je suis en train de différencier l'ATP dans son rôle général dans une cellule et dans les spécificités qu'il a dans les cellules animales. Je rejoins un peu les idées de Franck et, à mon avis il ne faut pas parler des sources inorganiques d'ATP (photo et chimiosynthèses).

ATP SPECIFIQUE DANS CELL ANIM :
- uniquement sources organiques de l’ATP : respiration/fermentations
- utilisation de ATP dans le mouvement cellulaire : cellule musculaire striée
squelettique et cardiaque, cils/flagelles,
- utilisation de l’ATP dans la régulation de la glycogénolyse
- utilisation de l’ATP dans le transport et la communication : transport d’organites le
long des microtubules, pompe Na+/K+ ATPase,
- utilisation de l’ATP dans la synthèse protéique (activation des aa) ?

ASPECT GENERAL DE L’ATP A TRAITER :
-ATP = forme universelle d’énergie chez les êtres vivants = transporteur d’énergie
(navette énergétique), du fait de sa place « intermédiaire » sur
l’échelle d’énergie libre standard d’hydrolyse des composés phosphorylés
(deltaG°’ = -30,5kJ/mol), entre donneurs de groupement phosphate « riches
en énergie » (PEP, 1,3DPG, créatine phosphate) et accepteurs de groupement
phosphate, « pauvres en énergie » (gluose, glycérol, …)
- Couplages énergétiques
- Cycle de l’ATP : hydrolyse/phosphorylation

Voilà quelques idées. Après, il me semble que le sujet doit être traité sur cette mise en évidence que l'ATP est une forme universelle d'énergie (partie 1 ?) et qu'il est produit d'une certaine façon dans la cellule animale en fonction de ses spécificités (partie 2) et qu'il est également utilisé d'une certaine façon aussi en fonction des spécificités de la cellule animale (partie 3). D'où conclure sur l'universalité et la variabilité de l'énergie au sein des cellules, au même titre que celles de l'information génétique.

Voilà une proposition. Je vais peaufiner cela pour proposer un plan d'ici la fin de la semaine.

David

par PtiJu38 Mer 25 Mar - 18:02

Mirliton a écrit:Moi mon problème, comme l'a souligné Catherine, c'est le "Dans la Cellule ANIMALE"!

Le "ANIMALE" je l'ai compris comme "traiter la synthèse de l'ATP par la mitochondrie" (et non par le chloroplaste vu qu'il est présent que dans les cellules végétales) pour les utilisations de l'ATP... se restreindre à des exemples dans la cellule animale.
C'est comme ça que je le vois

par Cattina Mer 25 Mar - 18:06

benguigui a écrit:Je potasse encore ce sujet et je suis en train de différencier l'ATP dans son rôle général dans une cellule et dans les spécificités qu'il a dans les cellules animales. Je rejoins un peu les idées de Franck et, à mon avis il ne faut pas parler des sources inorganiques d'ATP (photo et chimiosynthèses). On est d'accord !

ATP SPECIFIQUE DANS CELL ANIM :
- uniquement sources organiques de l’ATP : respiration/fermentations
- utilisation de ATP dans le mouvement cellulaire : cellule musculaire striée squelettique et cardiaque, cils/flagelles,
- utilisation de l’ATP dans la régulation de la glycogénolyse
- utilisation de l’ATP dans le transport et la communication : transport d’organites le long des microtubules, pompe Na+/K+ ATPase, et donc le neurone et le maintien du potentiel de repos
- utilisation de l’ATP dans la synthèse protéique (activation des aa) ? => spécifique à l'animal ???
- précusrseur, notamment de l'AMPc => second messager... mais aussi chez végétaux ??? Je pense qu'ici, tu peux le dire, mais en donnant un exemple animal, notamment par ex dans la communication hormonale... (de la même façon que tu parles de l'axone pour les pompes alors qu'il y en a aussi chez les végataux...

ASPECT GENERAL DE L’ATP A TRAITER :
-ATP = forme universelle d’énergie chez les êtres vivants = transporteur d’énergie (navette énergétique), du fait de sa place « intermédiaire » sur l’échelle d’énergie libre standard d’hydrolyse des composés phosphorylés (deltaG°’ = -30,5kJ/mol), entre donneurs de groupement phosphate « riches en énergie » (PEP, 1,3DPG, créatine phosphate) et accepteurs de groupement phosphate, « pauvres en énergie » (gluose, glycérol, …)
- Couplages énergétiques
- Cycle de l’ATP : hydrolyse/phosphorylation

Voilà quelques idées. Après, il me semble que le sujet doit être traité sur cette mise en évidence que l'ATP est une forme universelle d'énergie (partie 1 ?) et qu'il est produit d'une certaine façon dans la cellule animale en fonction de ses spécificités (partie 2) et qu'il est également utilisé d'une certaine façon aussi en fonction des spécificités de la cellule animale (partie 3). D'où conclure sur l'universalité et la variabilité de l'énergie au sein des cellules, au même titre que celles de l'information génétique

Bon, puisque vous avancez, je vous laisse un peu chercher... Je pense qu'on peut réussir à trouver un truc bien... !

par benguigui Lun 30 Mar - 14:29

T'as un cursus de physicien ???

Non, pas du tout et, en plus, j'avais tendance à détester au collège et au lycée et à ne rien comprendre (j'appliquais bêtement et encore, avec les branchements électriques et autre oscilloscope ... beurk !!! :pale: ).

Bon, j'ai enfin terminé le plan que je voulais vous proposer (c'est l'heure d'été qui m'a mis en retard ... Smile

).

Juste avant de vous le livrez, je vous fait part de quelques remarques :
- il y avait un sujet identique de spé A proposé par le ****. Après mes recherches, j'ai vérifié les docs qu'ils proposaient et ça colle avec l'ensemble (d'ailleurs, il y a deux doc que je repique dans ma proposition) ;
- J'ai un doute concernant le paragraphe II 1 a) avec l'élargissement du fonctionnement du flagelle du spz aux autres cellules ciliées animales : consomment-elles ainsi de l'ATP ?
- c'est très développé, avec des phrases car une fois dedans, je me suis mis à rédiger comme si c'était un devoir que je réalisais. Et puis, ainsi, ça me sert de fiche de révision. Donc, désolé pour la longueur ...
- je vous mets au défi de répéter plusieurs fois très vite la phrase du paragraphe II3-c !
- j'espère que quand vous verrez le plan vous ne ferez pas affraid

...

Merci beaucoup à toutes celles et ceux qui auront le courage de me lire et de donner leur avis !

David

par benguigui Lun 30 Mar - 15:12

L’ATP DANS LA CELLULE ANIMALE

Sources : (pour les schémas)
Biologie Moléculaire de la Cellule, Alberts et alii, 3^èmeédition, 1995
Atlas de poche de physiologie, Despopoulos et Silbernagl,3^ème édition, 2001
Biochimie et biologie moléculaire, Müller-Esterl, 2007
Biologie et physiologie cellulaire, Berkaloff et coll, (pas à la liste de l’agreg)

INTRODUCTION
- cellule = système ouvert, en relation avec Univers donc subit les lois de la thermodynamique :
o 1^èreloi : énergie totale de l’Univers = constante
o 2^èmeloi : Univers tend vers un désordre maximum (entropie)
pour sa croissance et son fonctionnement, cellule produit matière via réactions chimiques et nécessite
énergie d’où problème car la cellule augmente son « ordre intérieur » en produisant de la matière.
- cellule animale, par définition eucaryote = cellule compartimentée : membrane
plasmique, mitochondries, cytosol, autres organites, mais pas de chloroplastes.
Par ailleurs, cette cellule est excitable (potentiel de repos membranaire) et doué de motilité (cas général, microtubules et cas particulier sarcomères de la cellule musculaire).
Construction au fur et à mesure, au tableau, d’un schéma d’une cellule animale, introduisant et localisant ces différents aspects
spécifiques.
- ATP = Adénosine Tri Phosphate (nucléotide) (structure montrée au transparent,sur lequel on reviendra) molécule omniprésente dans la cellule : un milliard de molécules d’ATP en solution dans l’espace intracellulaire d’une cellule animale typique ; durée de vie limitée (1 min) ; molécule fortement consommée : 40kg ATP / jour pour un homme de 70kg !
- Une observation : rigidité cadavérique

Comment la cellule animale interagit-elle avec cette molécule de façon à optimiser son utilisation et maintenir sa propre intégrité ?

I – L’ATP, FORME UNIVERSELLE D’ENERGIE CELLULAIRE

I1 – La présence d’ATP dans la cellule animale
Etude de la dynamique intracellulaire : microinjection de molécules d’ATP marquées (= ATP piégé) par un colorant
fluorescent photoactivable, la luciférase (= techniques de bioluminescence)
-> ATP présent partout dans la cellule
Report sur le schéma au tableau on y reportera, schématiquement la localisation des
différentes utilisations de l’ATP par la cellule animale et les zones de
production, tout au long de l’exposé.

Transition : Molécule omniprésente, ce qui sous-entend un
rôle central ?
I2 – Le rôle central de l’ATP dans la cellule
Montrer la position de l’ATP sur une échelle d’énergie libre standard d’hydrolyse de divers composés
phosphorylés (cf Müller-Esterl) : delta G°’ = -30,5kJ/mol, soit une position intermédiaire entre des composés « donneurs » de groupement
phosphate « riches en énergie » (PEP, 1,3DPG, créatine phosphate) et des accepteurs de groupement phosphate, « pauvres en énergie »
(gluose, glycérol, …). D’où ATP = transporteur d’énergie dans la cellule (navette énergétique)

Formule développée de l’ATP + expérience de répulsion électrostatique des charges – des P bloqués en résonance magnétique : localisation de deux liaisons acide-anhydride riches en énergie.

Liaisons hydrolysables : calcul du deltaG (enthalpie libre) de l’hydrolyse de l’ATP chez le muscle de rat et l’érythocyte humain, à partir des concentrations respectives du contenu cellulaire en ATP, ADP et Pi. Résultats respectifs : delta G = -47,8 à –51,8 kJ/mol.

Transition : ATP = molécule omniprésente, hydrolysable,transportable dont les propriétés font apparaître deux voies possibles d’utilisation par la cellule animale en vue de réaliser ses fonctions vitales :
- un couplage énergétique avec des réactions thermodynamiquement défavorables
(endergoniques) ;
- un transfert de groupement phosphate (rôle de coenzymes).

II – L’UTILISATION DE L’ATP PAR UNE CELLULE EXCITABLE ET CONTRACTILE

II1 – Couplage énergétique et mouvement cellulaire

Exemple du spermatozoïde

Expérience à réaliser : observation micro d’un échantillon de sperme de bœuf (-> voir les spermatozoïdes en mouvement) puis
injection d’un agent découplant, le 2,4 dinitrophénol (-> les spermatozoïdes ne bougent plus).

Observation de la structure d’un spermatozoïde : localisation de nombreuses mitochondries dans la partie
antérieure du spermatozoïde, la pièce intermédiaire (voir fig 20.19 BMC).

Ultrastructure du flagelle : fig 20.20 BMC : protéines motrices à dynéine ciliaire qui utilisent l’énergie de
l’hydrolyse d’ATP pour faire glisser les microtubules, permettant les mouvements flagellaires.

Elargissement aux nombreuses cellules ciliées et flagellées animales : cellules de l’épithélium bronchial ?, cellules
de l’oreille interne ?, cellules branchiales ?, cellules ciliées de la ligne latérale (poissons et amphibiens) ? choanocytes ?

T : une cellule animale isolée peut donc développer une force de déplacement, en lien avec son environnement, en utilisant l’énergie chimique de liaison de la molécule d’ATP. Quid de la cellule animale au sein d’un organe ?

Exemple de la cellule musculaire striée squelettique (ou cardiaque)

Ultrastructure d’un sarcomère ; fig 16-91 BMC ou Atlas de poche p.65 : contraction cellulaire assurée par le glissement du filament fin d’actine sur le filament épais de myosine, permis grâce aux changements de conformation de la tête de myosine dont l’énergie nécessaire est
fournie par l’hydrolyse d’ATP.

Autres exemples de faisceaux contractiles temporaires de filaments d’actine et de myosine dans la cellule animale (fig 16-72 BMC), utilisant l’hydrolyse de l’ATP pour générer une force et permettre un mouvement :
- fibres de tension de fibroblastes qui créent une tension sur la matrice de collagène qui les entoure (essentiel dans les processus de cicatrisation et de morphogenèse) ;
- ceintures d’adhérence près de la surface apicale des cellules épithéliales (-> rôle
dans le repliement des feuillets de cellules épithéliales au cours de
l’embryogenèse).

T : la cellule animale utilise l’énergie chimique de liaison de l’ATP afin de réaliser un mouvement dans son environnement (mouvements extra-cellulaires). Peut-elle tirer profit de ce mécanisme pour des mouvements intra-cellulaires ?

Exemple de la cellule en division

Suivi par coloration de cellules en division d’œufs d’Oursin avec des anticorps anti-myosine fluorescents : mise en place de
l’anneau contractile, assemblé à partir de filaments d’actine et de myosine II, pendant la phase M du cycle cellulaire ; les forces qu’il engendre tirent sur la membrane plasmique et provoque la constriction de la partie médiane de la cellule (cytodiérèse).
Origine de cette force ?

è Cristallographie aux rayons X de la myosine II : la phosphorylation contrôlée d’une des chaînes légères de la myosine II provoque un changement de conformation de la tête de la myosine qui met en évidence son site de liaison à l’actine et libère la queue de la myosine (cf fig 16-73 BMC) ;

è Toutes les myosines hydrolysent l’ATP pour se déplacer de l’extrémité – vers l’extrémité + le long des filaments d’actine

T : l’ATP, par couplage de son hydrolyse thermodynamiquement favorable à des réactions endergoniques par la cellule animale, assure à celle-ci la production d’une énergie mécanique et la réalisation de mouvements, tant intra- qu’extracellulaires. D’autres couplages existent-ils ?

II2 – Couplage énergétique et transport cellulaire

Le transport intracellulaire

Expériences de systèmes acellulaires (cf BMC page 638)
+ test de mobilité in vitro afin d’observer et de mesurer les mouvements de glissement de microtubules individuels sur des
surfaces de verre recouvertes d’extraits cellulaires
+ cristallographie aux rayons X

è kinésines et dynéines assurent le transport d’organites grâce à une structure en 2 chaînes lourdes et plusieurs chaînes légères, chaque chaîne lourde étant constituée d’une tête globulaire, liant l’ATP et servant de « moteur » à activité ATPase et d’une queue composée d’une suite de domaine en bâtonnets, se liant spécifiquement à des composants cellulaires particuliers.

Autres rôles de ces protéines associées aux microtubules (MAP) :
- intervention dans la mitose (« transport » des chromosomes) ;
- intervention dans la méïose (kinésine)
- transport des vésicules synaptiques le long des axones (kinésine)

T : par couplage énergétique, via des enzymes à activité ATPase, l’ATP permet un transport d’organites au sein de la cellule animale, à tous les moments de son existence. Un transport de molécules au travers de la cellule animale (cellule excitable) existe. L’ATP y est-il impliqué ?

Le transport actif à travers la membrane cellulaire

Expérience de Caldwell en 1960 (dans Berkaloff) : axone géant de calmar plongé dans un milieu contenant du Na+ radioactif puis replacé dans un milieu sans radioactivité. Puis mesure de l’efflux de sodium radioactif. Etude de l’effet d’une application de cyanure et d’injections d’ATP sur l’efflux de sodium.
è une application constante de cyanure (inhibiteur du métabolisme oxydatif) provoque une diminution nette de l’efflux de sodium, rétabli par des injections ponctuelles d’ATP.
è L’ATP est indispensable à la réalisation d’un efflux de sodium au niveau de l’axone géant de calmar

Isolement de pompes ioniques Na+/K+ ATPase, responsables du potentiel de membrane. Ce gradient de sodium établi par la pompe NA+/K+ activée par l’hydrolyse d’ATP est indispensable à la mise en place du potentiel d’action généré par des canaux sodique, potassique et chlorure des cellules nerveuses.

Généralisation à toutes les cellules : ces pompes sont indispensables au maintien des concentrations intracellulaires en
sodium et potassium et ainsi responsables du maintien du potentiel membranaire de la cellule : 3Na+ sortent / 2K+ entrent.

1 ATP est consommé lors de ce cycle de pompage, pour la phosphorylation du transporteur, les changements de conformations ultérieurs
des protéines et pour le changement d’affinité des sites de liaison au sodium et au potassium (cf Atlas de poche page 27).

Autres exemples de transport actif primaire où l’hydrolyse d’ATP produit directement l’énergie utilisable pour les mécanismes de pompe ionique (ATPase) :
- Ca2+-ATPase du réticulum sarcoplasmique et de la membrane plasmique ;
- H+/K+ ATPase des glandes gastriques et des cellules du tube collecteur rénal ;
- H+-ATPase des lysosomes.

T : Dans les exemples qui précèdent, l’énergie d’hydrolyse d’ATP est utilisée pour réaliser une autre réaction thermodynamiquement défavorable, permettant ainsi un couplage chimio-mécanique ou chimio-chimique. Le dernier exemple montre néanmoins l’utilisation du
phosphate terminal de l’ATP pour activer une pompe ionique. D’autres exemples de cette utilisation de l’ATP sont présents dans la cellule animale, de même que d’autres utilisations de l’ATP.

par benguigui Lun 30 Mar - 15:13

II3 – ATP, synthèses et communication cellulaires

L’ATP précurseur de l’AMPc

AMPc
= médiateur intracellulaire présent dans toutes les cellules
procaryotes et eucaryotes, qui transmet l’information en agissant
comme
effecteur allostérique, c’est-à-dire qu’il se fixe à des protéines
spécifiques, altérant leur conformation donc leur activité).

Synthèse à partir de l’ATP via l’adénylate cyclase (lié à la membrane plasmique) puis à une pyrophosphatase qui maintien une
concentration
en Ppi faible, empêchant la réaction inverse de se produire. AMPc vite
dégradé par l’AMPc phosphodiestérase, en adénosine-5’-monophosphate.
Concentrations en AMPc inférieures à 10-7 M, qui varient en réponse à des signaux extracellulaires.
AMPc induit des réponses hormonales, par exemple dans la cellule animale (cf BMC tableau 15-1 page 738) :
- muscle (adrénaline) : catabolisme du glycogène
- ovaire (LH) : sécrétion de progestérone
- cœur (adrénaline) : augmentation de la fréquence cardiaque et de la force de contraction
- foie (glucagon) : dégradation du glycogène
- rein (vasopressine) : résorption d’eau
- tissu adipeux (adrénaline, ACTH, glucagon, TSH) : catabolisme des triglycérides

T
: Rôles indirects de l’ATP mais très importants dans la communication
intercellulaire. D’autres fonctions qui utilisent la phosphorylation
via l’ATP sont impliquées directement dans la vie cellulaire.

L’ATP facteur d’assemblage

Expériences
de « pulse et chase » à partir d’ATP marqué au phosphate 32 (sur le
phosphate gamma terminal : cf BMC page 185) puis autoradiographie afin
de suivre le devenir du P terminal.
ATP impliqué dans la synthèse
des acides nucléiques et des protéines : rôle d’activation des acides
aminés avant leur intégration dans les chaînes protéiques (synthèse
d’aminoacyl-ARNt ; cf BMC page 229)

T : ATP impliqué ici directement dans la synthèse de molécules biologiques. Mais il peut l’être indirectement.

L’ATP facteur de régulation

ATP = régulateur de la glycogénolyse, via la phosphorylation de plusieurs enzymes, qui les active ou les inhibe :
L’ATP, via l’AMPc active une kinase C, qui phosphoryle, via ATP, une phosphorylase kinase, la rendant active. Cette enzyme
phosphorylée active la phosphorylase A en la phosphorylant via ATP. Cette dernière enzyme :
- dégrade le glycogène en glucose-1-P
- est rendue inactive (forme B) par déphosphorylation par une phosphorylase
phosphatase, inactivée par phosphorylation via ATP.

Second
exemple : régulation de l’entrée dans le cycle cellulaire via la
protéine Cdk (protéine kinase cycline dépendante) : site de liaison à
l’ATP (cf BMC page 205 figures 5-15, 5-16 et 5-17).

Généralisation sur les protéines kinase (BMC figures 5-12 et 5-13).

T
: les utilisations de l’ATP foisonnent dans la cellule animale ;
l’énergie de l’hydrolyse de l’ATP est utilisée pour des changements
conformationnels des protéines allostériques, que ce soit des
transducteurs d’information (via AMPc et protéines kinase), des
protéines en
mouvement (myosine), des facteurs d’assemblage
(synthèse protéique). L’ATP est ainsi utilisé comme coenzymes en tant
que donneur de groupement phosphate.
Pour réaliser ces réactions, la
fréquence de rencontres par diffusion dues aux mouvements de
translation des molécules est proportionnelle à la concentration de la
molécule qui diffuse ; par exemple, pour une concentration d’ATP
intracellulaire de 1mM, chaque site d’une
molécule protéique est
bombardée au hasard, par quelques millions de molécules d’ATP/s. Si la
concentration diminue de 10 fois, ce bombardement passe à 100 000
ATP/s. D’où l’importance d’une concentration régulée.
Par ailleurs,
une cellule de mammifère renouvelle la totalité des réserves d’ATP
toutes les 1 à 2 minutes, ce qui correspond à une
utilisation de
10exp7 molécule d’ATP/s (soit 1g ATP/min/corps humain). Cette
utilisation nécessite le maintien des réserves en ATP à un niveau
éloigné de son pont d’équilibre.

Donc, comment cette molécule si indispensable et rapidement utilisée est –elle produite par la cellule animale, qui rappelons-le
est hétérotrophe ?

III – LA PRODUCTION DE L’ATP DANS UNE CELLULE COMPARTIMENTEE HETEROTROPHE

III1 – D’une source alimentaire organique

Cultures de cellules animales sur différents milieux en présence ou non de source organique de carbone :
è La
cellule animale est hétérotrophe pour le carbone : elle tire son
énergie de l’oxydation complète (respiration) ou partielle
(fermentations) de substrats carbonés tels que le glucose.
Etudes calorimétriques du glucose :
è Glucose = énergie potentielle de 2870 kJ
ADP + Pi -à ATP : phosphorylation, qui nécessite un apport d’énergie (réaction endergonique deltaG°’ = + 30,5kJ).
è Dans
la cellule animale, l’énergie nécessaire à la régénération de l’ATP est
fournie par l’énergie chimique potentielle de substrats organiques. La
source d’ATP est organique.

T : comment la cellule tire-t-elle profit de cette énergie potentielle ?

III2 – Une régénération adaptée aux besoins et à l’environnement

Dans
cette partie, l’exemple est pris pour une cellule musculaire où
l’énergie fournie par l’ATP est utilisée pour fournir un travail
mécanique :

L’hydrolyse de l’ATP dont les « réserves »
avoisinent les 5µmol/g de muscle fournit une énergie libre d’environ
50kJ/mol, qui donne ADP + Pi, de la chaleur et de l’énergie mécanique
(environ 10 contractions possibles).

L’ensemble des processus décrits est généralisable aux autres cellules animales.

Une régénération rapidement mobilisable

Régénération de l’ATP via la décomposition de la créatine phosphate, sont les réserves avoisinent les 25µmol/g de muscle.
Créatine P + ADP ---à Créatine + ATP grâce à la créatine kinase mitochondriale
ATP produit permet la réalisation d’un travail de courte durée (10 à 20s) mais intense.

Une régénération anaérobie plus tardive dans le cytosol

Observation de cellules animales :
è en
milieu anaérobie : libèrent du CO2 et des composés énergétiques
intermédiaires (acides lactiques) ; les mitochondries sont peu
nombreuses, petites, avec peu de crêtes ;
è en milieu aérobie : consommation de dioxygène, libération de CO2 ; mitochondries nombreuses avec des crêtes.

Une
½ minute plus tard, le glycogène musculaire (réserves d’environ
100µmol/g de muscle) est transformée en glucose 6P, réaction catalysée
par l’hexokinase qui nécessite une molécule d’ATP comme donneur de
groupement phosphate.
Une autre réaction va consommer 1 ATP, via la phosphofructokinase1 puis des réactions vont casser ces molécules pour aboutir
à la production de 2 pyruvate et 4 ATP.
Ensemble de ces réactions = glycolyse dont le gain net en ATP est de 2 ATP / glucose, soit un rendement d’environ :
(2x30,5) / 2870 = 1 à 3%

Cette production va permettre à la cellule de fournir un travail de plus longue durée.

La cellule, in situ,
peut utiliser, après mobilisation de ses réserves, le glucose sanguin
en provenance du foie (via glycogénolyse et néoglucogenèse).

En
absence prolongée d’oxygène, il y a formation d’acide lactique à partir
du pyruvate (fermentations), qui peut s’accumuler et provoquer une
baisse du pH inhibant la contraction musculaire.

Une régénération maximale aérobie dans la mitochondrie

Après 1’ en aérobiose, le pyruvate donne acétyl-CoA, intégré dans les réactions du cycle de Krebs, qui va fournir un pouvoir
réducteur
sous forme de NADH, H+ et FADH2, ainsi qu’une molécule de GTP. En terme
de gain net, à l’issue du cycle citrique et de la glycolyse qui le
précède, on a :

Glycolyse : 2ATP produits + 2NADH2 /glucose
Décarboxylation du pyruvate : 2NADH2 /glucose
Cycle de Krebs : 2GTP (-à 2ATP) + 6NADH2 + 2FADH2/glucose

A cela s’ajoute la possibilité d’oxyder les acides gras par la cellule animale :
Hélice de Lynen : 1FADH2 + 1NADH2 + 1 acétylCoA / cycle

Expérience : des particules mitochondriales dans un milieu où on fait varier le pH puis on ajoute de l’ADP + Pi :
è Si le pH extravésiculaire = pH intravésiculaire : pas de synthèse d’ATP
è Si le pH extravésiculaire > pH intravésiculaire : synthèse d’ATP

Théorie chimiosmotique de Mitchell : synthèse d’ATP couplée à un gradient de protons,
via une enzyme de la membrane interne mitochondriale, l’ATPsynthase.
Membrane interne peu perméable aux protons contrairement à la membrane
externe.
Expérience : mitochondries placées dans un milieu non oxygéné dans lequel on mesure pH :
è concentration nulle en H+
è si ajout de O2 : augmentation de la concentration en H+ du milieu
è si ajout d’un ionophore qui perméabilise la membrane aux H+, chute de la concentration en H+.
è couplage dioxygène - gradient de H+

Phosphorylation
oxydative : oxydation des coenzymes réduits par réduction du dioxygène
pour former de l’eau, au sein de la membrane interne.
Mise en évidence asymétrie structurale / asymétrie fonctionnelle des membranes mitochondriales.

Etude
des spectres d’absorption des cytochromes de la chaîne respiratoire
pour mettre en évidence l’ordre dans lesquels les transporteurs
effectuent les réactions rédox :
è réactions totalement spontanées (dans le sens des potentiels décroissants : cf BMC)
è formation d’un gradient électrochimique de protons : concentration élevée en H+ dans l’espace intermembranaire.
è Reflux de protons dans la matrice via l’ATP synthase :
o 1,5 à 2 mol H+/1 mol ATP produit
o 1 molécule NADH2 oxydée – 3ATP produits
o 1 molécule FADH2 oxydée – 2 ATP produits (oxydée plus tardivement dans la chaîne respiratoire)

Bilan énergétique de la production aérobie d’ATP :
4ATP produits directement
+ 2 FADH2 -à 4 ATP
+ 10 NADH2 -à 30 ATP
soit
38 ATP produits / glucose (variations possibles à 36 selon navette
utilisée pour transférer NADH2 de la glycolyse du cytosol à
la matrice mitochondrial :
- navette malate-aspartate -à 2 NADH2 soit 38 ATP
- navette glycérol phosphate -à 2 FADH2 soit 36 ATP)

Rendement :
(38 x 30,5) / 2870 = 40% environ (comparativement, un moteur à essence a un rendement de 10 à 20% !).
Le reste = chaleur qui permet à la cellule d’être thermodynamiquement viable : malgré l’augmentation d’ordre généré par les
réactions
chimiques grâce au couplage avec hydrolyse d’ATP, la cellule, en
produisant de la chaleur, augment l’entropie de l’Univers dans lequel
elle évolue.

T : la cellule animale régénère son ATP par une oxydation incomplète (fermentations) ou complète (respiration) des substrats
organiques
(glucose, acides gras) qu’elle consomme. Des transporteurs spécifiques
lui permettent d’assurer cette synthèse dans un environnement
compartimenté.
Néanmoins, la cellule, en lien direct avec
l’environnement, peut contourner ses variations, en fonction de ses
besoins énergétiques.

III3 – Une régénération régulée

ATP
= autorégulateur de sa propre synthèse (rétro-inhibition), en agissant
sur deux enzymes unidirectionnelles de sa voie principale de synthèse :
- l’hexokinase
- la phosphofructokinase1
Par
ailleurs, si le rapport ATP/ADP diminue à cause d’une consommation
d’ATP, alors les vitesses de la glycolyse, de la dégradation
des AG,
du cycle de Krebs et du transport des électrons augmentent. Par
exemple, l’ATPsynthase de la membrane interne mitochondriale travaille
plus rapidement quand les concentrations en ADP et Pi augmentent, d’où
l’entrée de protons dans la matrice augmente, d’où le gradient
électrochimique d’H+ diminue d’où le transport d’électrons augmente et
la synthèse d’ATP augmente et ainsi de suite.

Le rapport ATP/ADP
= accumulateur qui canalise l’énergie et les atomes qui traversent la
cellule le long de voies déterminées par les enzymes présentes.

CONCLUSION
Retour sur le schéma global établi au tableau au fur et à mesure de l’exposé.
ATP
= transporteur d’énergie pour la cellule animale, qui, par couplage
énergétique et en tant que donneur de groupement phosphate l’utilise de
façon diversifiée pour produire force et mouvement, de la matière, de
l’information, … et ainsi générer ses spécificités.
Par ailleurs, la cellule animale régénère cette molécule indispensable à partir des sources organiques dont elle se nourrit.
L’ATP
lui procure donc l’énergie nécessaire à la génération d’ordre lui
permettant de croître dans l’environnement, sa production lui
permettant de maintenir un certain degré d’entropie dans
l’environnement dans lequel elle évolue.
Ouverture :
Intérêt de voir l’utilisation et la production d’ATP dans une cellule différente : la cellule végétale autotrophe.

par benguigui Lun 30 Mar - 15:14

pffff !
1/2 heure pour refaire la mise en page, avec une frayeur affraid

à la clé : "votre message dépasse la limite autorisée !!!
Comment vous faites pour conserver votre mise en page Word ?

par benguigui Lun 30 Mar - 15:18

Bon, bah, j'attends vos critiques maintenant (hormis la longueur, on est d'accord ... Embarassed

). (en même temps, j'ai pris exemple sur Cattina qui en faisait des très longs l'année dernière sur un certain forum ...) Razz

par Cattina Lun 30 Mar - 15:29

Bravo pour la longueur !!! Wink

Ca c'est du plan !!!

Je lirai tout ça ce soir, ok ?

par Cattina Lun 30 Mar - 22:53

benguigui a écrit:
INTRODUCTION
Construction au fur et à mesure, au tableau, d’un schéma d’une cellule animale, introduisant et localisant ces différents aspects spécifiques.
-ATP= Adénosine Tri Phosphate (nucléotide) (structure montrée au transparent,sur lequel on reviendra) molécule omniprésente dans la cellule : un milliard de molécules d’ATP en solution dans l’espace intracellulaire d’une cellule animale typique ; durée de vie limitée (1 min) ; molécule fortement consommée : 40kg ATP / jour pour un homme de 70kg !
-Une observation : rigidité cadavérique

Comment la cellule animale interagit-elle utilise-elle ? plutôt que interagit ? avec cette molécule de façon à optimiser son utilisation et maintenir sa propre intégrité ?
OK pour l'intro en ajoutant ces précisions

I – L’ATP, FORME UNIVERSELLE D’ENERGIE CELLULAIRE
I1 – La présence d’ATP dans la cellule animale
Etude de la dynamique intracellulaire : microinjection de molécules d’ATP marquées (= ATP piégé) par un colorant fluorescent photoactivable, la luciférase (= techniques de bioluminescence) -> ATP présent partout dans la cellule
Excellent de commencer par cette mise en évidence !!
Report sur le schéma au tableau on y reportera, schématiquement la localisation des différentes utilisations de l’ATP par la cellule animale et les zones de production, tout au long de l’exposé. => bonne idée... (désolée si d'autres ont eu la même idée et que je ne l'ai pas dit... )

Transition : Molécule omniprésente, ce qui sous-entend un rôle central ?

I2 – Le rôle central de l’ATP dans la cellule Ouais, bof... Titre trop vague, qui ne colle pas avec le titre de ton I... Sans donner la réponse, tu peux à mon avis mettre comme titre "un transporteur d'énergie", "un intermédiaire énergétique", "une navette énergétique" (ça reprend mon idée de "monnaie énergétique")
Montrer la position de l’ATP sur une échelle d’énergie libre standard d’hydrolyse de divers composés phosphorylés (cf Müller-Esterl) : delta G°’ = -30,5kJ/mol, soit une position intermédiaire entre des composés « donneurs » de groupement phosphate « riches en énergie » (PEP, 1,3DPG, créatine phosphate) et des accepteurs de groupement phosphate, « pauvres en énergie » (gluose, glycérol, …). D’où ATP = transporteur d’énergie dans la cellule (navette énergétique)
OK pour cette partie.

Transition : ATP = molécule omniprésente, hydrolysable,transportable dont les propriétés font apparaître deux voies possibles d’utilisation par la cellule animale en vue de réaliser ses fonctions vitales :
-un couplage énergétique avec des réactions thermodynamiquement défavorables
(endergoniques) ;
-un transfert de groupement phosphate (rôle de coenzymes).

II – L’UTILISATION DE L’ATP PAR UNE CELLULE EXCITABLE ET CONTRACTILE Ah bon, les autres cellules animales n'utilisent pas l'ATP ??? (et ne se divisent pas d'ailleurs... parceque dedans, tu parles de mitose... ) Mets plus smplement un titre mettant en avant le fait que l'ATP a des rôles multiples dans la cellule animale... (là, je vais virer le contenu, sauf si j'ai de remarques... pour n'avoir plus qu'un seul message à la fin...)

IIA – Couplage énergétique et mouvementS ~~cellulaire~~ A l'intérieur, tu vas différencier les mouvements, donc ne le fais pas ici...

[list]
Exemple du spermatozoïde Ne mets pas "exemple" de en titre... Ici, tu dois subdiviser. Mets donc 1. mouvement de la cellule

2. mouvement de l'organe (ou organisme...)
Exemple de la cellule musculaire striée squelettique (ou cardiaque)

3. mouvements intracellulaires (donc peut être à réorganiser pour avoir "par échelle"...)
Exemple de la cellule en division

T : l’ATP, par couplage de son hydrolyse thermodynamiquement favorable à des réactions endergoniques par la cellule animale, assure à celle-ci la production d’une énergie mécanique et la réalisation de mouvements, tant intra- qu’extracellulaires. D’autres couplages existent-ils ?

B – Couplage énergétique et transport cellulaire Pb : avant tu parles de la division cellulaire... Il y a un transport cellulaire des chromosomes... D'ailleurs, tu en reparles dans cette partie... Il faut choisir où tu le mets, inutile d'en parler 2 fois... Perso, je le mettrai là, pour faire une partie "cellules/organes" en A et une partie "intracellulaire" ici...

Le transport intracellulaire

T : par couplage énergétique, via des enzymes à activité ATPase, l’ATP permet un transport d’organites au sein de la cellule animale, à tous les moments de son existence. Un transport de molécules au travers de la cellule animale (cellule excitable) existe. L’ATP y est-il impliqué ?

Le transport actif à travers la membrane cellulaire

OK, ce qui est bien c'est que tu généralises à chaque fois aux cellules animales. Tu vois qu'il n'est pas besoin de spécifier "excitable et contractile" dans ton titre

T : Dans les exemples qui précèdent, l’énergie d’hydrolyse d’ATP est utilisée pour réaliser une autre réaction thermodynamiquement défavorable, permettant ainsi un couplage chimio-mécanique ou chimio-chimique. Le dernier exemple montre néanmoins l’utilisation du phosphate terminal de l’ATP pour activer une pompe ionique. D’autres exemples de cette utilisation de l’ATP sont présents dans la cellule animale, de même que d’autres utilisations de l’ATP.

benguigui a écrit:II3 – ATP, synthèses et communication cellulaires Ouais, ça fait un peu "partie fourre tout"... Pourquoi regrouper les synthèses et la communication ?

L’ATP précurseur de l’AMPc
AMPc induit des réponses hormonales, par exemple dans la cellule animale (cf BMC tableau 15-1 page 738) :
-muscle (adrénaline) : catabolisme du glycogène
-ovaire (LH) : sécrétion de progestérone
-cœur (adrénaline) : augmentation de la fréquence cardiaque et de la force de contraction
-foie (glucagon) : dégradation du glycogène
-rein (vasopressine) : résorption d’eau
-tissu adipeux (adrénaline, ACTH, glucagon, TSH) : catabolisme des triglycérides
Peut être pas la peine de donner tous ces ex... Un ou deux suffisent, la leçon est sur l'ATP pas sur le rôle de l'AMPc...

T : Rôles indirects de l’ATP mais très importants dans la communication intercellulaire. D’autres fonctions qui utilisent la phosphorylation via l’ATP sont impliquées directement dans la vie cellulaire.

L’ATP facteur d’assemblage
ATP impliqué dans la synthèse des acides nucléiques et des protéines : rôle d’activation des acides aminés avant leur intégration dans les chaînes protéiques (synthèse d’aminoacyl-ARNt ; cf BMC page 229)

T : ATP impliqué ici directement dans la synthèse de molécules biologiques. Mais il peut l’être indirectement.

L’ATP facteur de régulation
ATP = régulateur de la glycogénolyse, via la phosphorylation de plusieurs enzymes, qui les active ou les inhibe :

Second exemple : régulation de l’entrée dans le cycle cellulaire via la protéine Cdk (protéine kinase cycline dépendante) : site de liaison à
l’ATP (cf BMC page 205 figures 5-15, 5-16 et 5-17).
Bon ex mais ne colle pas avec ta transition... Ni avec le titre de ta partie "synthèse et communication cellulaire"...

Généralisation sur les protéines kinase (BMC figures 5-12 et 5-13). OK

T : les utilisations de l’ATP foisonnent dans la cellule animale ; l’énergie de l’hydrolyse de l’ATP est utilisée pour des changements
conformationnels des protéines allostériques, que ce soit des transducteurs d’information (via AMPc et protéines kinase), des
protéines en mouvement (myosine), des facteurs d’assemblage (synthèse protéique). L’ATP est ainsi utilisé comme coenzymes en tant
que donneur de groupement phosphate. Pour réaliser ces réactions, la fréquence de rencontres par diffusion dues aux mouvements de
translation des molécules est proportionnelle à la concentration de la molécule qui diffuse ; par exemple, pour une concentration d’ATP
intracellulaire de 1mM, chaque site d’une molécule protéique est bombardée au hasard, par quelques millions de molécules d’ATP/s. Si la
concentration diminue de 10 fois, ce bombardement passe à 100 000 ATP/s. D’où l’importance d’une concentration régulée.
Par ailleurs, une cellule de mammifère renouvelle la totalité des réserves d’ATP toutes les 1 à 2 minutes, ce qui correspond à une
utilisation de 10exp7 molécule d’ATP/s (soit 1g ATP/min/corps humain). Cette utilisation nécessite le maintien des réserves en ATP à un niveau
éloigné de son pont d’équilibre.
Dire qu'il n'y a pas de stock !! C'est sous entendu, mais à mon avis ça doit être explicite !

Donc, comment cette molécule si indispensable et rapidement utilisée est –elle produite par la cellule animale, qui rappelons-le
est hétérotrophe ?

III – LA PRODUCTION DE L’ATP DANS UNE CELLULE COMPARTIMENTEE HETEROTROPHE Un peu long... Déjà, compartimentée, peut être pas utile... Peut être simplement mettre "production de l'ATP par la cellule animale" et ensuite dans les sous partie revenir sur le caractère hétérotrophe.

III1 – D’une source alimentaire organique Ici par ex... ?
La cellule animale est hétérotrophe pour le carbone : elle tire son énergie de l’oxydation complète (respiration) ou partielle (fermentations) de substrats carbonés tels que le glucose.
Dans la cellule animale, l’énergie nécessaire à la régénération de l’ATP est fournie par l’énergie chimique potentielle de substrats organiques. La
source d’ATP est organique.
Un peu rapide non ? Je ne comprends pas trop ce que tu veux dire ici...

T : comment la cellule tire-t-elle profit de cette énergie potentielle ?

III2 – Une régénération adaptée aux besoins et à l’environnement
Dans cette partie, l’exemple est pris pour une cellule musculaire où l’énergie fournie par l’ATP est utilisée pour fournir un travail mécanique OK ça se tient.

L’ensemble des processus décrits est généralisable aux autres cellules animales. Important de le dire.

Une régénération rapidement mobilisable C'est la régénération qui est mobilisable ? Ou l'ATP produit ?
Régénération de l’ATP via la décomposition de la créatine phosphate, sont les réserves avoisinent les 25µmol/g de muscle.

Une régénération anaérobie plus tardive dans le cytosol
Une ½ minute plus tard, le glycogène musculaire (réserves d’environ 100µmol/g de muscle) est transformée en glucose 6P, réaction catalysée
par l’hexokinase qui nécessite une molécule d’ATP comme donneur de groupement phosphate.

Cette production va permettre à la cellule de fournir un travail de plus longue durée.

La cellule, in situ, peut utiliser, après mobilisation de ses réserves, le glucose sanguin en provenance du foie (via glycogénolyse et néoglucogenèse).

En absence prolongée d’oxygène, il y a formation d’acide lactique à partir du pyruvate (fermentations), qui peut s’accumuler et provoquer une
baisse du pH inhibant la contraction musculaire.

Une régénération maximale aérobie dans la mitochondrie
Après 1’ en aérobiose, le pyruvate donne acétyl-CoA, intégré dans les réactions du cycle de Krebs, qui va fournir un pouvoir réducteur sous forme de NADH, H+ et FADH2, ainsi qu’une molécule de GTP.

OK attention à bien partir des exp pour ne pas "raconter une histoire" mais faire des sciences !

T : la cellule animale régénère son ATP par une oxydation incomplète (fermentations) ou complète (respiration) des substrats
organiques (glucose, acides gras) qu’elle consomme. Des transporteurs spécifiques lui permettent d’assurer cette synthèse dans un environnement compartimenté.
Néanmoins, la cellule, en lien direct avec l’environnement, peut contourner ses variations, en fonction de ses besoins énergétiques.

III3 – Une régénération régulée si tu ne parles que de l'autorégulation, alors autant le mettre dans le titre, non ?
ATP = autorégulateur de sa propre synthèse (rétro-inhibition), en agissant sur deux enzymes unidirectionnelles de sa voie principale de synthèse :
-l’hexokinase
-la phosphofructokinase1

Le rapport ATP/ADP
= accumulateur qui canalise l’énergie et les atomes qui traversent la ellule le long de voies déterminées par les enzymes présentes.

CONCLUSION
Retour sur le schéma global établi au tableau au fur et à mesure de l’exposé.
Ouverture : intêrêt de voir l’utilisation et la production d’ATP dans une cellule différente : la cellule végétale autotrophe.
Je suis pas certaine que dit comme ça, ça soit une bonne idée... Ca fait un peu "bon, si on allait voir ailleurs", mais sans développer. Si tu veux parler de la cellule autotrophe alors parles-en en donnant directement quelques différences ou points communs, histoire de montrer que c'est une ouverture réfléchie, qui aboutit sur quelque chose de construit... Tu comprends ?

Eh bien David, c'est du bon boulot ! Complet, avec sources... Moi, je dis Bravo !! Juste quelques points à réaménager, notamment le II à réorganiser un petit peu, et des titres à modifier un peu aussi (oui, un post sur les titres arrive... c'est écrit sur ma petite fiche de trucs à faire... pas ce soir, j'ai des trucs à faire pour le bahut maintenant ) mais c'est vraiment bien...

Les autres, prenez en de la graine :au boulot: [Ne vous emballez pas, je vous vois venir... Je sais la quantité de travail que demande un plan comme celui ci, David confirmera... et je sais que vous n'avez pas tous le temps ni les bouquins nécessaires à ce boulot... Mais faites le, au moins une fois, pour vous entrainer !]

Bon courage à tous !!

par benguigui Mar 31 Mar - 11:22

Merci Catherine pour ta lecture attentive et pleine de conseils stimulants !
Je confirme tes dires :
- du temps consacré à élaborer ce plan, effectivement !
- de l'utilité à consacrer du temps à faire ce plan : garantie ! C'est beaucoup plus productif et stimulant que lire passivement ou en recopiant des schémas de livres (choses que je ne cesse de faire depuis quelques mois, avec l'impression de ne pas avancer !).
- d'ailleurs, je vais renouveler l'expérience (avec aussi les devoirs du ****, même principe, sauf que là j'ai obligation d'en rendre !!!)

J'ai repris tes commentaires pour re-proposer quelque chose dont je fais part ici uniquement les modifs :

- Problématique :
Comment la cellule animale exploite-t-elle cette molécule de façon à optimiser son utilisation et maintenir sa propre
intégrité ? Je préfère le verbe "exploiter", c'est plus général et ça englobe à la fois les problèmes soulevés dans la cellule animale pour utiliser et produire l'ATP.

-

I2 – Le rôle central de l’ATP dans la cellule Ouais,
bof... Titre trop vague, qui ne colle pas avec le titre de ton I...
Sans donner la réponse, tu peux à mon avis mettre comme titre "un
transporteur d'énergie", "un intermédiaire énergétique", "une navette
énergétique" (ça reprend mon idée de "monnaie énergétique")

OK, je mets "L'ATP, une navette énergétique"

-

II – L’UTILISATION DE L’ATP PAR UNE CELLULE EXCITABLE ET CONTRACTILE Ah
bon, les autres cellules animales n'utilisent pas l'ATP ??? (et ne se
divisent pas d'ailleurs... parceque dedans, tu parles de mitose... )

En fait, ce titre, c'était pour souligner l'utilisation de l'ATP dans la cellule particulière qu'est la cellule animale en ce sens qu'elle possède ces deux spécificités (bien que discutable comme l'avait souligné Franck)...
A la place, je propose, avec la ré-organisation de ma seconde partie :
II – L’UTILISATION FOISONNANTE DE L’ATP PAR LA CELLULE ANIMALE
II1 – Couplage énergétique et mouvements

Mouvement de la cellule

Mouvement de l'organe

T : la cellule animale utilise l’énergie chimique de liaison de l’ATP par couplage de son hydrolyse thermodynamiquement
favorable à des réactions endergoniques afin de réaliser un mouvement dans son environnement (mouvements extra-cellulaires). Peut-elle tirer profit de ce mécanisme pour des mouvements intra-cellulaires ?

II2 – Couplage énergétique et transport intracellulaire

Le transport intracellulaire d’organites

T : par ailleurs, ces MAP interviennent aussi dans la division cellulaire.

ATP et division cellulaire

Immuno-marquage de kinésine et dynéine au cours de la division cellulaire :
- intervention dans la mitose (« transport » des chromosomes) ;
- intervention dans la méïose (kinésine)

Suivi par coloration de cellules en division d’œufs d’Oursin avec des anticorps anti-myosine fluorescents : mise en place de
l’anneau contractile, assemblé à partir de filaments d’actine et de myosine II, pendant la phase M du cycle cellulaire ; les forces qu’il engendre tirent sur la membrane plasmique et provoque la constriction de la partie médiane de la cellule (cytodiérèse).
Origine de cette force ?
è Cristallographie aux rayons X de la myosine II : la phosphorylation contrôlée d’une des chaînes légères de la myosine II provoque un changement de conformation de la tête de la myosine qui met en évidence son site de liaison à l’actine et libère la queue de la myosine (cf fig 16-73 BMC) ;
è Toutes les myosines hydrolysent l’ATP pour se déplacer de l’extrémité – vers l’extrémité + le long des filaments d’actine

Par ailleurs, en plus de permettre le transport des chromosomes, d’assurer la séparation des cellules-filles, l’ATP est aussi impliqué en amont du cycle cellulaire. Il intervient dans la régulation de l’entrée dans le cycle cellulaire via la protéine Cdk (protéine kinase cycline dépendante) : site de liaison à l’ATP (cf BMC page 205 figures 5-15, 5-16 et 5-17).
J'ai remonté ici l'exemple de la Cdk : peut-être plus de sens au niveau de la division cellulaire bien que cet exemple, j'ai eu du mal à le placer dans l'exposé mais il me paraît trop important pour être oublié !

T : par couplage énergétique, via des enzymes à activité ATPase, l’ATP permet un transport d’organites au sein de la cellule animale, à tous les moments de son existence, assurant aussi la division cellulaire. Un transport de molécules au travers de la cellule animale (cellule excitable) existe. L’ATP y est-il impliqué ?

Le transport actif à travers la membrane cellulaire

T : Dans les exemples qui précèdent, l’énergie d’hydrolyse d’ATP est utilisée pour réaliser une autre réaction thermodynamiquement défavorable, permettant ainsi un couplage chimio-mécanique ou chimio-chimique. Le dernier exemple montre néanmoins l’utilisation du
phosphate terminal de l’ATP pour activer une pompe ionique. D’autres exemples de cette utilisation de l’ATP sont présents dans la cellule animale, de même que d’autres utilisations de l’ATP.

II3 – ATP et communication cellulaire

L’ATP précurseur de l’AMPc
Les nombreux exemples, c'était plus pour ma fiche révision que pour l'exposé lui-même !

T : Rôles indirects de l’ATP mais très importants dans la communication intercellulaire. D’autres fonctions qui utilisent la phosphorylation via l’ATP sont impliquées directement dans la vie cellulaire.

II4 – ATP et synthèses cellulaires (j'ai donc scindé le "fourre-tout" en 2 : voilà qui fait 4 sous-partie pour la partie II mais, en même temps c'est elle qui est centrale dans cet exposé !)

L’ATP facteur d’assemblage

T : ATP impliqué ici directement dans la synthèse de molécules biologiques. Mais il peut l’être indirectement.

L’ATP facteur de régulation

ATP = régulateur de la glycogénolyse, via la phosphorylation de plusieurs enzymes, qui les active ou les inhibe :
L’ATP, via l’AMPc active une kinase C, qui phosphoryle, via ATP, une phosphorylase kinase, la rendant active. Cette enzyme phosphorylée active la phosphorylase A en la phosphorylant via ATP. Cette dernière enzyme :
- dégrade le glycogène en glucose-1-P
- est rendue inactive (forme B) par déphosphorylation par une phosphorylase phosphatase, inactivée par phosphorylation via ATP.

Généralisation sur les protéines kinase (BMC figures 5-12 et 5-13).

T : les utilisations de l’ATP foisonnent dans la cellule animale ; l’énergie de l’hydrolyse de l’ATP est utilisée pour des changements conformationnels des protéines allostériques, que ce soit des transducteurs d’information (via AMPc et protéines kinase), des protéines en mouvement (myosine), des facteurs d’assemblage (synthèse protéique). L’ATP est ainsi utilisé comme coenzymes en tant que donneur de
groupement phosphate.
Pour réaliser ces réactions, la fréquence de rencontres par diffusion dues aux mouvements de translation des molécules est proportionnelle à la concentration de la molécule qui diffuse ; par exemple, pour une concentration d’ATP intracellulaire de 1mM, chaque site d’une molécule protéique est bombardée au hasard, par quelques millions de molécules d’ATP/s. Si la concentration diminue de 10 fois, ce bombardement passe à 100 000 ATP/s. D’où l’importance d’une concentration régulée.

Par ailleurs, une cellule ne possède pas de stock d’ATP. Ainsi, une cellule de mammifère renouvelle la totalité des réserves d’ATP toutes les 1 à 2 minutes, ce qui correspond à une utilisation de 10exp7 molécule d’ATP/s (soit 1g ATP/min/corps humain). Cette utilisation nécessite le maintien des réserves en ATP à un niveau éloigné de son pont d’équilibre.

Donc, comment cette molécule si indispensable et rapidement utilisée est –elle produite par la cellule animale ?

par benguigui Mar 31 Mar - 11:35

Pour la suite, la partie III :
LA PRODUCTION DE L’ATP DANS LA CELLULE ANIMALE

- j'ai ré-organisé le paragraphe I sur l'hétérotrophie de la cellule animale : comprends-tu mieux ce que je veux expliquer ?

III1 – A partir d’une source alimentaire organique
Cycle de l’ATP : hydrolyse ATP -à ADP + Pi (réaction exergonique deltaG°’ = - 30,5kJ) et ADP + Pi -à ATP : phosphorylation, qui nécessite un apport d’énergie (réaction endergonique deltaG°’ = + 30,5kJ).
è Dans la cellule animale, de l’énergie va être nécessaire à la régénération de l’ATP. Source ?

Cultures de cellules animales sur différents milieux en présence ou non de source organique de carbone :
è Pas de développement sur milieux carencés ; développement uniquement en présence de source organique de carbone.
è La cellule animale est hétérotrophe pour le carbone : elle tire son énergie de l’oxydation complète (respiration) ou partielle (fermentations) de substrats carbonés tels que le glucose.

Etudes calorimétriques du glucose :
è Glucose = énergie potentielle de 2870 kJ
L’énergie chimique potentielle de substrats organiques semble suffisante pour régénérer l’ATP.
Dans la cellule animale, la source d’ATP est organique.

- pour le côté expérimental de la sous-partie 2, je mets cette info en introduction des différents paragraphes :

"Les données obtenues le sont par autoradiographie :
culture de cellules sur milieu en présence de 14C quelques instants puis sur milieu en présence de C non radioactif
+ culture de cellules sur milieu en présence de 3H quelques instants puis sur milieu en présence de H non radioactif
+ culture de cellules sur milieu en présence de 32P quelques instants puis sur milieu en présence de P non radioactif.
Puis comparaison de la radioactivité enregistrée."

De l’ATP produit rapidement mobilisable effectivement, c'est mieux comme ça !

III3 – Une régénération auto-régulée également !

- Pour la conclusion et l'ouverture (elle était bâclée car au bout d'un moment, je n'avais qu'une envie : "finir ce plan au plus vite !!!" Smile

)
Retour sur le schéma global établi au tableau au fur et à mesure de l’exposé.
ATP = transporteur d’énergie pour la cellule animale, qui, par couplage énergétique et en tant que donneur de groupement phosphate l’utilise de façon diversifiée pour produire force et mouvement, de la matière, de l’information, … et ainsi générer ses spécificités.
L’ATP lui procure donc l’énergie nécessaire à la génération d’ordre lui permettant de croître dans l’environnement, sa production lui
permettant de maintenir un certain degré d’entropie dans l’environnement dans lequel elle évolue.
Par ailleurs, la cellule animale régénère cette molécule indispensable à partir des sources organiques dont elle se nourrit.

D’autres cellules, au sein d’un végétal par exemple sont autotrophes : elles sont capables d’exploiter la source d’énergie lumineuse pour générer de l’ATP (molécule universelle, rappelons-le). Par quels mécanismes cette cellule produit-elle l’ATP ? Les différences structurales
mises en évidence par rapport à la cellule animale (chloroplaste, vacuole, paroi) provoquent-elles des différences dans l’exploitation de l’ATP ?

cheers

par Cattina Mar 31 Mar - 13:58

OK pour les réorganisations du II.

Pour le III, je relis ça au calme ce soir, trop de bordel dans le couloir, ça fait trop de bruit Wink

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