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Résumé

Présente la bioénergétique, cette partie de la biologie qui étudie les transformations de l'énergie apportée par le milieu extérieur à la cellule. Après un rappel de notions de thermodynamique, aborde les différentes formes de l'énergie cellulaire.


  • Éditeur(s)
  • Date
    • 2004
  • Notes
    • Bibliogr.
  • Langues
    • Français
  • Description matérielle
    • 276 p. : ill., couv. ill. en coul. ; 25 cm
  • Collections
  • Sujet(s)
  • ISBN
    • 2-86883-740-9
  • Indice
    • 576.6 Biologie cellulaire, cytologie et histologie générales
  • Quatrième de couverture
    • La bioénergétique est l'étude des transformations de l'énergie apportée par le milieu extérieur à la cellule, et ce de façon utilisable pour celle-ci. Ce thème est majeur pour comprendre les sciences biologiques et médicales. L'ouvrage donne les bases de la bioénergétique en débutant par une introduction à la thermodynamique classique, puis à la conversion de l'énergie chimique, la formation et utilisation de l'ATP. Les réactions d'oxydoréduction comme base de l'activité de la chaîne respiratoire sont analysées ainsi que la régulation et le contrôle du métabolisme énergétique. On abordera ensuite les descriptions des réactions de la glycolyse et la phosphorylation oxydative mitochondriale. Enfin, sont traitées les réactions du métabolisme intégré de différents tissus, puis l'énergétique de la photosynthèse. L'ouvrage tient évidemment compte des développements récents, par exemple dus à la détermination tridimensionnelle des molécules complexes qui permet une compréhension du haut degré d'organisation de la cellule. L'ouvrage se veut accessible à un public assez pluridisciplinaire et une bibliographie structurée par chapitre permet à un lecteur plus spécialisé d'approfondir.

      L'ouvrage s'adresse aux étudiants de licence (L3) et des mastères de biologie, médecine, pharmacie et chimie. Il intéressera également les doctorants et les universitaires, chercheurs et professionnels des entreprises qui désirent accroître leurs connaissances en bioénergétique.


  • Tables des matières
      • Bioénergétique

      • Bernard Guérin

      • EDP Sciences

      • Avant-propos
        7
      • Chapitre 1 - Notions d'énergie et de flux 9
      • 1.1. Introduction9
      • 1.2. Notions de thermodynamique13
      • 1.2.1. Principe de conservation de l'énergie, application à la calorimétrie 13
      • 1.2.2. Notions de rendement d'une machine et d'entropie 16
      • 1.2.3. Irréversibilité et production d'entropie 19
      • 1.2.4. Relation entre la production d'entropie, l'affinité et le degré d'avancement d'une réaction chimique 20
      • 1.2.5. Probabilité et entropie 21
      • 1.2.6. Variation d'enthalpie libre liée à l'évolution d'un système 22
      • 1.2.7. Potentiel chimique, loi d'action de masse et constante d'équilibre d'une réaction 24
      • 1.2.7.1. Expression du potentiel chimique24
      • 1.2.7.2. Loi d'action de masse et constante d'équilibre25
      • 1.2.7.3. Dépendance de la constante d'équilibre par rapport à la température26
      • 1.2.7.4. Relation entre DeltaG et vitesse de réaction27
      • 1.2.8. Thermodynamique des systèmes hors de l'équilibre 27
      • 1.3. Conclusions
        30
      • Chapitre 2 - L'énergie osmotique 31
      • 2.1. Expression thermodynamique31
      • 2.2. Transports et transporteurs33
      • 2.2.1. Généralités 33
      • 2.2.2. Exemples de transporteurs de la membrane plasmique 36
      • 2.3. Cas de l'eau et effet Donnan38
      • 2.3.1. Diffusion de l'eau et pression osmotique 38
      • 2.3.2. Effet Donnan 40
      • 2.4. Conclusions
        40
      • Chapitre 3 - L'énergie chimique 43
      • 3.1. Nucléotides adényliques43
      • 3.1.1. Structure 43
      • 3.1.2. Instabilité de l'ATP 44
      • 3.1.3. Origine de l'instabilité des liaisons pyrophosphates et méthodes de dosage de l'ATP
        46
      • Chapitre 7 - Compartimentation enzymatique mitochondriale et métabolisme matriciel
        135
      • 7.1. Compartimentation mitochondriale135
      • 7.1.1. Structure des mitochondries 135
      • 7.1.2. Composition des membranes 137
      • 7.1.3. Les enzymes des espaces solubles 138
      • 7.1.4. Mesure des espaces, gonflement et contraction des mitochondries 138
      • 7.2. Métabolisme énergétique de la matrice mitochondriale140
      • 7.2.1. Métabolisme du pyruvate 140
      • 7.2.2. Cycle des acides tricarboxyliques 143
      • 7.2.3. Réactions anaplérotiques et régulation du métabolisme intermédiaire 147
      • 7.2.4. Canalisation 149
      • 7.2.5.Beta-oxydation des acides gras 150
      • 7.2.6. Catabolisme des acides aminés
        153
      • 7.3. Conclusions
        155
      • Chapitre 8 - Oxydations phosphorylantes 157
      • 8.1. Mise en évidence d'un couplage entre respiration et synthèse d'ATP157
      • 8.1.1. Mesure du P/O 157
      • 8.1.2. Mesures polarographiques et effets des inhibiteurs 158
      • 8.2. Explication chimioosmotique160
      • 8.2.1. Principes et bases théoriques 160
      • 8.2.2. Bases expérimentales 164
      • 8.2.2.1. Mise en évidence d'un flux de protons associé aux réactions chimiques164
      • 8.2.2.2. Mesure de la force protonmotrice165
      • 8.2.2.3. Découplage et protonophores168
      • 8.2.2.4. Synthèse d'ATP sous l'effet d'une force protonmotrice créée artificiellement168
      • 8.2.2.5. Les interactions moléculaires ne sont pas indispensables169
      • 8.2.2.6. Relations entre les flux et les forces170
      • 8.3. Perméabilité de la membrane interne et systèmes de transport171
      • 8.3.1. Etudes parles techniques du gonflement des mitochondries 171
      • 8.3.2. Transporteurs de métabolites 173
      • 8.3.3. Transporteurs de cations 177
      • 8.3.3.1. Transport des ions monovalents177
      • 8.3.3.2. Transport du Ca2+179
      • 8.3.4. Perméabilités induites à faible spécificité 180
      • 8.4. Substrats et structure de la chaîne respiratoire181
      • 8.4.1. Différents substrats respiratoires et systèmes navettes 181
      • 8.4.2. Structure générale de la chaîne d'oxydoréduction 183
      • 8.5. Localisation des sites de couplage et énergétique186
      • 8.5.1. Détermination expérimentale des sites 186
      • 8.5.2. Energétique de la chaîne et stoechiométrie 187
      • 8.6. Dissipation de l'énergie189
      • 8.7. Réversibilité des oxydations phosphorylantes191
      • 8.8. Contrôle des oxydations phosphorylantes192
      • 8.9. Structure-fonction des complexes mitochondriaux194
      • 8.9.1. Complexe 1 ou NADH-ubiquinone oxydoréductase 194
      • 8.9.2. Complexe 2 ou succinate-ubiquinone oxydoréductase 195
      • 8.9.3. Complexe 3 ou ubiquinol-cytochrome c oxydoréductase 195
      • 8.9.3.1. Structure du complexe196
      • 8.9.3.2. Mécanisme: cycle des quinones196
      • 8.9.3.3. Bases expérimentales du modèle198
      • 8.9.4. Complexe 4 ou cytochrome c oxydase 198
      • 8.9.4.1. Structure de la cytochrome c oxydase199
      • 8.9.4.2. Mécanisme de réduction du dioxygène200
      • 8.9.4.3. Recherche des étapes impliquées dans le couplage entre transfert des H+ et électrons201
      • 8.9.4.4. Cheminement des H+ et hypothèses sur le mécanisme de couplage202
      • 8.9.4.5. Les sous-unités surnuméraires204
      • 8.9.5. Complexe 5 ou ATP synthase 204
      • 8.9.5.1. Composition204
      • 8.9.5.2. Mécanisme205
      • 8.9.5.3. Structure tridimensionnelle du secteur F1209
      • 8.9.5.4. Modèle rotationnel210
      • 8.9.6. Nicotinamide nucléotide transhydrogénase
        210
      • 8.10. Conclusions
        211
      • Chapitre 9 - Métabolisme énergétique de différents organes ou cellules
        213
      • 9.1. Hépatocytes213
      • 9.1.1. Anatomie fonctionnelle du foie 213
      • 9.1.2. Métabolisme des sucres et régulation du taux de glucose dans le sang 214
      • 9.1.3. Métabolisme des acides aminés 217
      • 9.1.4. Métabolisme des acides gras 218
      • 9.1.5. Les corps cétoniques 219
      • 9.2. Cellules musculaires220
      • 9.2.1. Muscles squelettiques 220
      • 9.2.2. Muscle cardiaque 222
      • 9.3. Adipocytes224
      • 9.3.1. Tissus adipeux bruns 224
      • 9.3.2. Tissus adipeux blancs 224
      • 9.4. Cellules du système nerveux226
      • 9.5. Exemple de microorganisme eucaryote: la levure Saccharomyces cerevisiae230
      • 9.6. Conclusions
        234
      • Chapitre 10 - Energétique de la photosynthèse 235
      • 10.1. Principes généraux235
      • 10.2. Principe de la réaction photochimique237
      • 10.2.1. Rappel des lois de la photochimie 237
      • 10.2.2. Transferts d'énergie entre molécules
        239
      • 10.3. Les pigments photosynthétiques239
      • 10.4. Structure et fonction des complexes241
      • 10.4.1. Structure des antennes 241
      • 10.4.2. Les photosystèmes 242
      • 10.4.2.1. Photosystème II243
      • 10.4.2.2. Photosystème I245
      • 10.4.3. Structure du complexe b6-f 245
      • 10.5. Mécanisme de la transduction de l'énergie dans les thylakoïdes246
      • 10.6. Régulation de la photosynthèse248
      • 10.7. Utilisation de l'énergie produite249
      • 10.8. Exemples de relations fonctionnelles entre les compartiments cellulaires252
      • 10.8.1. Photorespiration ou cycle du glycolate 252
      • 10.8.2. Transfert d'énergie entre les différents compartiments cellulaires 254
      • 10.9. Conclusions
        255
      • Postface
        257
      • Bibliographie 261

  • Origine de la notice:
    • FR-751131015 ;
    • Electre
  • Disponible - 576.6 GUE

    Niveau 2 - Sciences