Exploration de la cellule - Examen 2 2024 - PDF
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2024
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Ce document présente une exploration de la cellule, couvrant les différents types de cellules (procaryotes et eucaryotes), leurs structures et leurs fonctions. Il détaille la structure générale des cellules animales et végétales, ainsi que les composants cytoplasmiques et la membrane plasmique. Ce document s'adresse aux étudiants en secondaire.
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2024-10-21 Exploration de la cellule Chapitre 6 Merci à tous mes collègues qui ont participés au fil du temps à l’élaboration des versions antérieures de cette présentation. C’est un bel exemple de travail d’équipe....
2024-10-21 Exploration de la cellule Chapitre 6 Merci à tous mes collègues qui ont participés au fil du temps à l’élaboration des versions antérieures de cette présentation. C’est un bel exemple de travail d’équipe. Source: https://www.cosmovisions.com/cellule.htm 1 1 LES GRANDS GROUPES DU VIVANT 3 Domaines: - Bactéries - Archéobactéries Procaryotes - Eucaryotes - Protistes - Végétaux - Eumycètes Règnes - Animaux 2 2 1 2024-10-21 LA CELLULE UNITÉ FONDAMENTALE DES ÊTRES VIVANTS - Tous les êtres vivants sont faits d’au moins une cellule - il y en a de 75 000 à 100 000 milliards dans le corps d’un homme adulte d’environ 75 kilos. - DÉF: Unité structurale et fonctionnelle fondamentale de la vie; plus petite unité d’organisation capable de vie. - Elle contient, en principe, tous les outils qui lui permettent de survivre dans son environnement en continuel changement - Elle est très complexe. - Elle est microscopique. Source: https://www.bioutils.ch/protocoles/12- cellule-et-adn-ecole-primaire 3 3 Taille des cellules Si une cellule animale avait la taille d'un immeuble de six logements… 1 µm = 1/1000 mm 1 nm = 1/1000 µm Protéine ~ 3 nm Bactérie (2 µm) Virus (50 à 100 nm) 4 4 2 2024-10-21 Vue d’ensemble de l’organisation cellulaire Cellules procaryotes ▪ Exclusives aux eubactéries et aux archéobactéries ▪ Elles n ’ont pas de noyau véritable ni de membrane nucléaire ▪ ADN confiné dans une région désignée: nucléoïde ▪ Ne possèdent pas d’organites complexes 5 5 La cellule procaryote Structures anatomiques Source: https://pdfs.semanticscholar.org/91ef/db0b1432844e6a124a 5f397ec150f9ab38bd.pdf 6 6 3 2024-10-21 La cellule eucaryote http://cellule.ccdmd.qc.ca/ Voir animation ERPI : Chapitre 6 ▪ Présente chez les protistes, eumycètes, végétaux et animaux. ▪ Matériel génétique contenu dans une enveloppe nucléaire ▪ ADN associé à des protéines (histones) ▪ Cytoplasme, cytosol, structures et organites membraneux variés Source: Source: https://www.fetedelascience.fr/comment-la- https://www.flickr.com/photos/anhe nature-permet-de-proteger-la-cellule donias/6426507379 Source: https://www.unamur.be/sciences/enligne/transition/biologie/Fichesderevision/revision1/cellvegetale Source: http://cellule.ccdmd.qc.ca/.htm 7 7 LA CELLULE ANIMALE: MODÈLE GÉNÉRAL 8 Campbell; p. 110 8 4 2024-10-21 LA CELLULE VÉGÉTALE: MODÈLE GÉNÉRAL 9 Campbell; p. 111 9 Qu'elle soit végétale ou animale, la cellule possède des membranes, des compartiments fonctionnels délimités par des membranes appelés: organites Déf: Plusieurs structures délimitées par une ou des membranes dans le cytosol des cellules eucaryotes, exerçant une fonction déterminée. Cellule végétale Cellule animale ▪ Paroi cellulaire -cellulose ▪ Pas de paroi cellulaire ▪ Absence de plastes ▪ Plastes variés dont les ▪ Plusieurs petites vacuoles chloroplastes formées par invagination de la ▪ Une grande vacuole délimitéeVS par membrane plasmique un tonoplaste ▪ Système de jonction et de communication intercellulaire ▪ Système de communication complexe: (jonctions serrées, jonctions ouvertes et desmosomes) intercellulaire: plasmodesmes ▪ Centrosome avec une paire de ▪ Centrosome sans centriole centrioles pour la division cellulaire 10 10 5 2024-10-21 Cytoplasme Cytoplasme ▪ Zone entre la membrane cellulaire et le noyau. ▪ Comprend : ▪ le cytosol (la solution, un gel) ▪ les organites membraneux et autres structures intracellulaires Cytoplasme 11 11 La membrane plasmique Constituée d’une double couche de phospholipides (membrane simple). Sa perméabilité est sélective (douane) Contient des protéines de transport (pour laisser passer certaines molécules) Liquide extracellulaire (entre les cellules) Cytoplasme (dans la cellule) Fig. 6.6 12 12 6 2024-10-21 Affinités de la membrane plasmique Liquide extracellulaire (entre les cellules) Fig. 6.6 Cytoplasme 13 (dans la cellule) 13 Structure générale Combien de couches de phospholipides Contient l’ADN contient la membrane nucléaire ? Chromatine (ADN + protéines sous forme décondensée; chromosomes sous forme condensée) La membrane nucléaire est double. Nucléoles Particules d’ARNr et protéines qui fabrique les sous-unités des ribosomes. Fig. 6.9 14 14 7 2024-10-21 15 *L’ADN, la recette originale, ne sort jamais du noyau où elle est protégée par la membrane (bicouche de phospholipides) nucléaire… La cellule a donc trouvé un moyen pour apporter la recette aux ribosomes (organites qui fabriquent les protéines)… elle fait des copies. Les ARN sont donc des copies de la recette originale (ADN) qui pourront sortir du noyau et aller se fixer sur les ribosomes pour que la recette soit lue et déchiffrée, et qu’elle soit traduite en chaîne d’a.a., puis en protéine. 16 8 2024-10-21 Le matériel génétique change d'état physique (de forme)lorsque la cellule se prépare à se diviser La chromatine (matériel génétique filamenteux) se fragmente et se condense en chromosomes (matériel génétique fortement condensé). 17 17 Le réticulum endoplasmique lisse (REL) Pas de ribosome donc pas de synthèse de protéine Synthèse des lipides Phospholipides Graisses Stéroïdes (hormones sexuelles) Métabolisme des glucides Stockage du calcium Détoxication des drogues, de l’alcool et de médicaments beaucoup dans le foie = cellules hépatiques RE lisse 18 18 9 2024-10-21 RE rugueux RE lisse 19 19 Fonctions : Décodent l’ARNm Synthèse des protéines Donnent l’aspect rugueux (ou granuleux) du RER Ribosomes 20 20 10 2024-10-21 21 ▪ Formé de 2 sous-unités ▪ Chaque sous-unité : ARN ribosomale et protéines ▪ 2 populations de ribosomes ▪ Libres dans le cytoplasme ▪ Liés aux membranes du RER pour exportation des protéines ▪ Rôle http://www.larousse.fr/encyclopedie/medical/ribosome/15911 ▪ Synthétiser la structure primaire des protéines ▪ La chaîne linéaire d'acides aminés (aa) 22 22 11 2024-10-21 Un rôle du RER - Produire des vésicules de transition ▪ Le RER capte les protéines fabriquées par les ribosomes accrochés à sa membrane. ▪ Le RER attache des polysaccharides aux protéines et les emballent dans des vésicules de transition qui se dirigent vers l'appareil de Golgi. RER = REG (réticulum endoplasmique granuleux) 23 23 Un rôle du RER - Fabriquer des membranes ▪ Le RER produit de nouvelles membranes en synthétisant des lipides et en les jumelant aux protéines (destinées à être sécrétées) qu'il capte des ribosomes. ▪ Ces membranes s'incorporent à sa propre structure ce qui augmente sa propre quantité de membrane. ▪ Ces membranes peuvent aussi être redirigées vers d'autres organites membraneux via des vésicules de de transport/ de membrane (ex: Golgi). 24 24 12 2024-10-21 ▪ Gère la distribution des protéines dans la cellule : Appareil de Golgi (AG) 1- Réception et Vésicules de transport intégration des vésicules de transition (RER) dans des saccules. 2- Les saccules migrent d'une face à l’autre du Golgi. Les protéines qu’ils contiennent sont modifiées et emballées dans des vésicules de sécrétion. Les vésicules sont triées puis expédiées où elles sont requises À la membrane plasmique À l’extérieur de la cellule 25 25 Appareil de Golgi (AG) « 26 13 2024-10-21 Deux rôles de l’AG 1- Modifier les protéines qu'il reçoit du RER (via les vésicules de wikipedia transition) en leur apposant une étiquette moléculaire. 2- Trier ces protéines et les emballer dans les vésicules de sécrétion ou dans les lysosomes. 27 J.-C. CALLEN - "Biologie Cellulaire" (1999) 27 La sécrétion hors de la cellule Les vésicules de sécrétion (venant de l’AG) fusionnent avec la membrane plasmique et déversent leur contenu à l'extérieur de la cellule Exocytose Le contenu des vésicules de sécrétion Vésicule de sécrétion est précieux : des hormones qui vont contrôler d'autres cellules, des enzymes qui digèrent les aliments, des molécules structurantes du tissu extracellulaire, etc. 28 28 14 2024-10-21 Les lysosomes ▪ Vésicules remplies d'enzymes hydrolytiques qui proviennent de l’AG (par bourgeonnement), ou parfois directement du RER. Rôles Digérer le contenu des vacuoles Digérer les vieux organites cellulaires Endocytose 29 29 Digestion par un macrophage Définitions de… Endocytose; -pinocytose -phagocytose vs exocytose ? 30 30 15 2024-10-21 La mitochondrie Organite entouré de 2 membranes; Endosymbionte? Contient un peu d’ADN (synthétisent elles- mêmes qq protéines). La membrane interne se replie dans la matrice (semi-liquide) en formant des crêtes Augmente la surface exposée pour la respiration cellulaire Ex de surfaces repliées dans le corps pour augmenter la surface par « cm2 »? 1- 2- 3- 31 31 La mitochondrie Rôle ▪ Lieu essentiel de la respiration cellulaire, le processus métabolique qui permet de dégrader le glucose (ingéré via la nourriture) grâce à l'oxygène (respiré via les poumons) afin de produire de l'ATP (la source d'énergie principale de la cellule). 32 32 16 2024-10-21 Les chloroplastes Cellules végétales Site de la photosynthèse Organite entouré de 2 membranes Endosymbionte? Contient un peu d’ADN (synthétisent eux-mêmes qq protéines). Captent la lumière (via thylakoïdes). Dans les feuilles et autres organes verts des plantes. Contiennent la chlorophylle, qui effectue la photosynthèse. Permet de synthétiser de la matière organique en exploitant la lumière du soleil. 33 33 La théorie endosymbiotique 34 34 17 2024-10-21 Le cytosquelette Cils sert de « système osseux et musculaire » Flagelles Centrioles Organite non membraneux Réseau de différentes fibres dans le cytoplasme 1. Microfilaments 2. Microtubules 3. Filaments intermédiaires Source: http://www.springerimages.com/Images/Biomedicine/1- 10.1007_s00441-008-0718-1-1 Source: http://cellularpedia.wikispaces.com/Microfilament 35 35 Rôles généraux du cytosquelette Microtubules (montés et démontés continuellement) ▪ Centrioles (centrosome: centre organisateur des microtubules) ▪ Structure et soutien de la cellule (poutres du cytosquelette; résistance à l’écrasement) ▪ Autoroute (rails) pour les organites et vésicules ▪ Séparation des chromosomes lors de la division cellulaire ▪ Cils et flagelles (mobilité) Microfilaments (actine) (montés et démontés continuellement) ▪ Aident à supporter la tension ▪ Mouvement amiboïde (contractions musculaires; pseudopodes) Filaments intermédiaires (stables) ▪ Maintien et forme de la cellule ▪ Aident à supporter la tension ▪ Ancrage des organites (noyau) ▪ Axone des neurones 36 36 18 2024-10-21 Les centrioles Petites structures formées de microtubules de protéines. Sont toujours par paires (une paire de centrioles = un centrosome) Pas de centrioles chez les végétaux, mais un centrosome très bien organisé Servent à assembler des microtubules, entre autres lors de la division cellulaire. 37 37 Surface cellulaire Cils: - Extensions cellulaires mobiles (cils) - Permettent, à l’aide de mouvements coordonnés, de déplacer des substances à la surface des cellules Ex: voies respiratoires https://www.sante-sur-le-net.com/maladies/maladies- rares/dyskinesie-ciliaire-primitive/ Flagelles : - Longue extension cellulaire mobile produites à partir d’un centriole (microtubules) - Permet à la cellule de se déplacer Ex: spermatozoïde, bactéries M L A P 38 38 19 2024-10-21 Jonctions cellulaires -cellules animales 1. Jonctions serrées (étanchéité) 1. Jonctions ouvertes (communication) 1. Desmosomes (ancrage) 39 39 Les plasmodesmes Fonction: jonctions de communication chez les cellules végétales Source: https://www.aquaportail.com/definition-1760- membrane-plasmique.html 40 20 2024-10-21 Vacuole centrale - Cellules végétales Structure Fonctions ▪ Sac délimité par une membrane Emmagasine l’eau, des composés appelée: tonoplaste organiques et inorganiques (ions); Isole le contenu du cytoplasme Dégradation de macromolécules; hydrolyse par des enzymes Vacuole pulsatile expulsion d’eau et d’ions pour certains protistes; permet de garder l’équilibre osmotique. Isole le cytoplasme des sous-produits du métabolisme qui peuvent être toxiques; Contient des pigments; Pétales des fleurs Réserve de protéines Renferment des composés toxiques Protection contre prédateurs Croissance végétale; Absorption d’eau = allongement des cellules 41 41 42 21 2024-10-21 43 La structure et la fonction des membranes biologiques Ce chapitre fournit une compréhension approfondie de comment les membranes cellulaires maintiennent l’homéostasie et facilitent la communication et le transport entre les cellules et leur environnement. 44 44 22 2024-10-21 Fonctions des membranes Transport membranaire : Les membranes régulent le passage des substances grâce à des mécanismes tels que la diffusion, l’osmose et le transport actif. Signalisation cellulaire : Les récepteurs membranaires permettent aux cellules de recevoir et de répondre aux signaux chimiques de leur environnement. Reconnaissance cellulaire : Les glycoprotéines et glycolipides à la surface des cellules jouent un rôle dans la reconnaissance cellulaire et les interactions intercellulaires. 45 45 Structure des membranes Mosaïque fluide : La membrane plasmique est décrite comme une mosaïque fluide composée de lipides, de protéines et de glucides. Phospholipides : Les phospholipides forment une bicouche qui constitue la structure de base de la membrane, avec des têtes hydrophiles et des queues hydrophobes. Protéines membranaires : Les protéines intégrales et périphériques jouent divers rôles, notamment le transport, la signalisation et l’adhésion cellulaire. 46 46 23 2024-10-21 47 47 Rôle dans l’homéostasie cellulaire Les protéines membranaires sont cruciales pour maintenir l’équilibre interne des cellules (homéostasie) en régulant les concentrations de diverses substances, comme les ions, les nutriments et les déchets. Def: Processus physiologique permettant le maintien constant du milieu intérieur de l'organisme afin d'en assurer le bon fonctionnement. 48 48 24 2024-10-21 homéostasie 49 Rétroactivation (boucle de rétroaction positive) L’activité est de plus en plus augmentée homéostasie Perte d’homéostasie https://etatdurgence.ch/climat/boucles-de- retroaction/ 50 50 25 2024-10-21 Rétro-inhibition (boucle de rétroaction négative) Ex: La régulation du taux de sucre dans le sang L’augmentation du glucose dans le sang = production d’insuline = stockage et utilisation du glucose La baisse de glucose dans le sang, inhibe le stimulus (production d’insuline) Régulation à la baisse, la stimulation cesse car la molécule n’est plus présente. homéostasie 51 51 52 52 26 2024-10-21 Transport passif et actif Diffusion simple et facilitée : Osmose : Le mouvement de Les molécules se déplacent l’eau à travers une membrane selon leur gradient de semi-perméable en réponse à concentration, soit directement des différences de à travers la membrane, soit via concentration de solutés. des protéines de transport. Transport actif : Nécessite de l’énergie (ATP) pour déplacer des substances contre leur gradient de concentration, souvent via des pompes ioniques. 53 53 L’osmose 54 54 27 2024-10-21 Types de protéines de transport 1. Protéines de canal : Ces protéines forment des pores dans la membrane, permettant le passage rapide de petites molécules polaires ou d’ions spécifiques, comme les aquaporines pour l’eau1. 2. Transporteurs : Ces protéines changent de conformation pour déplacer des molécules d’un côté de la membrane à l’autre. Elles peuvent être impliquées dans le transport passif (diffusion facilitée) ou actif2. 3. Pompes : Utilisent l’énergie de l’ATP pour transporter des ions ou des molécules contre leur gradient de concentration. Un exemple classique est la pompe sodium- potassium (Na+/K+ ATPase), qui maintient les gradients ioniques essentiels pour la fonction cellulaire3. 55 55 Sans énergie (ATP) 56 56 28 2024-10-21 57 57 58 58 29 2024-10-21 59 59 En résumé Les protéines membranaires sont indispensables pour le transport des substances, la communication cellulaire et le maintien de l’homéostasie. 60 60 30 2024-10-21 Les microorganismes… ▪ On les connaît depuis relativement peu de temps, même s’ils ont toujours été là! ▪ C’est l’invention du microscope qui nous a révélé leur existence 61 61 Saviez-vous que? La plupart des micro-organismes ne sont pas pathogènes. Les micro-organismes sont la source d'au moins la moitié de l'oxygène que nous respirons. Les procaryotes sont des agents indispensables du recyclage des éléments chimiques dans les écosystèmes. Les procaryotes jouent un rôle fondamental dans les cycles biogéochimiques: « Si ces décomposeurs n’existaient pas, le carbone, l’azote et d’autres éléments essentiels à la vie resteraient prisonniers des molécules organiques des cadavres et des excréments ». 62 62 31 2024-10-21 Saviez-vous que? Un seul yogourt contient plus de bactéries qu'il n'y a d'êtres Humains sur Terre ! Des bactéries résistantes aux hautes températures sont incorporées dans les lessives pour détruire les saletés. En Chine, on récupère les excréments humains et le lisier de porc pour fabriquer du biogaz grâce à la fermentation des bactéries. Ce biogaz est utilisé pour chauffer les bâtiments ou cuisiner. Une petite centrale peut produire 700 000 kW par an. Dans les mines d'Afrique du Sud, certaines bactéries peuvent dissoudre les roches et faire remonter l'or à la surface. 63 63 Les trois grands domaines 1978, Carl R. Woese fait des analyses phylogénétiques et suggère de créer trois domaines, basé sur la différence de la séquence des nucléotides des ARNr des organismes vivants (OV). 1. Bactéries (Bacteria) 2. Archéobactéries (Archaea) Plus apparentées aux eucaryotes qu’aux bactéries 3. Eucaryotes (Eucarya) Par la suite, on a classifié les OV en utilisant les techniques de la biologie moléculaire. PCR, séquençage des génomes, etc. 64 64 32 2024-10-21 Étudiant de bio Eucaryote Archéobactérie Bactérie Les archéobactéries ont autant sinon plus de pts communs avec les eucaryotes qu’avec les bactéries 65 65 Les microorganismes Archéobactérie « anciens » Procaryote Unicellulaire 1 chromo circulaire libre dans le cytoplasme Différentes formes particulières Avec ou sans paroi, mais sans peptidoglycanes Vivent dans des conditions environnementales extrêmes Ne causent pas de maladies humaines (connues) 66 66 33 2024-10-21 Archéobactéries Sièges de processus métaboliques exceptionnels 3 groupes: 1) Bactéries méthanogènes Anaérobies strictes produisant du méthane à partir de CO 2 et d’O2 2) Bactéries halophiles extrêmes Milieux très salins Certaines requièrent un milieu 10x plus concentré que l’eau de mer!!! 3) Bactéries thermophiles extrêmes Sources chaudes, sulfureuses et acides Croissent à un pH de 2-4 et à une température de plus de 70 oC. Thermoticus aquaticus = Taq polymérase Révolution en science: La PCR ! 67 67 Thermophiles extrêmes http://en.wikipedia.org/wiki/File:Grand_prismatic_spri ng.jpg Exemple d’habitat de Sulfolobus – Parc Yellowstone (chaud, acide, riche en sulfure) 68 68 34 2024-10-21 La paroi cellulaire Structure semi-rigide complexe qui confère à la bactérie sa forme et sa rigidité 69 69 Les microorganismes Déf: Ils sont trop petits pour être vus à l’œil nus Bactéries Mycètes Levures Moisissures Protozoaires Algues microscopiques Virus 70 70 35 2024-10-21 Principaux traits distinctifs des Procaryotes - Organisme unicellulaire. - Petite taille. - Pas de noyau. - Le matériel génétique n’a pas d’enveloppe nucléaire et est constitué d’un seul chromosome circulaire (et parfois de plasmides). -Plasmide : petite molécule circulaire d’ADN qui contient du matériel génétique non essentiel - Pas d’organites membranaires. - La paroi cellulaire contient du peptidoglycane, un polysaccharide complexe. - Division par scissiparité. 71 71 Reproduction des Procaryotes Scissiparité de la bactérie = reproduction asexuée - S’apparentes à une mitose 2 bactéries génétiquement identiques (clones) N’entraîne aucune variabilité génétique, mais il existe d’autres moyens qui expliquent leur grande diversité génétique 72 72 36 2024-10-21 Culture pure: «colonie » Amas de clones génétiques descendants de la reproduction asexuée (scissiparité) d’une cellule- mère (bactérie d’origine) 73 La cellule eucaryote vs la cellule procaryote 74 74 37 2024-10-21 Principaux traits distinctifs des procaryotes 1- Le matériel héréditaire (ADN) est composé d’un seul chromosome circulaire. Ce dernier est libre dans le cytoplasme (nucléoïde) Cellule procaryote 75 Procaryote Eucaryote Procaryote 0,2µm -10 µm – 1 µm - 5 µm (levure) – 100 Taille µm (voire de l’ordre du Image:cellules.png mètre si on pense aux neurones) Le plus souvent Uni ou multicellulaire – Organisation unicellulaire – Absent Noyau avec (sauf très rares Présent membrane exceptions) Matériel Matériel génétique Plusieurs chromosomes génétique dans cytosol Matériel génétique dans (parfois plasmides) noyau et certains organites Eucaryote Cytosquelette Pas à proprement Présent (microtubules, parler filaments d’actine) Image:cellules.png Mitose (réplication de la Mitochondrie Division scissiparité cellule) et souvent méïose (formation de gamètes) Présents : compartimentation Absents de la production d’énergie Compartiments (mithochondrie, chloroplaste), des réactions internes enzymatiques (péroxysome, (organites lysosome, cytosol), de la membranaires) synthèse protéique et sécrétion (réticulum Ribosome endoplasmique, appareil de Golgi) 76 76 38 2024-10-21 Procaryotes Eucaryotes Appareil Présent chez les Présent chez les photosynthétique phototrophes algues et les plantes au sein d’organites spécialisés : les chloroplastes Endospore Parfois présente Absente Flagelles, cils Présent (selon Présent (selon espèces) – Flagelles espèces) – constitués de Flagelles et cils flagelline faits de tubuline Paroi Peptidoglycane Paroi de cellulose présent chez la chez les plantes, plupart des bactéries Cytosquelette chez – Paroi absente chez les animaux quelques procaryotes) - Paroi différente présent chez certaines archées– 77 77 Caractéristiques des cellules procaryotes: la taille Elles sont petites (vs les cellules eucaryotes) 0,2 à 2 µm de diamètre 2 à 8 µm de longueur Bactéries sur une cellule eucaryote 78 78 39 2024-10-21 Caractéristiques des cellules procaryotes: la forme 79 Caractéristiques des cellules procaryotes: la forme ◼ Les spiralées Vibrions Spirilles Spirochètes ◼ Autres Étoiles Rectangulaires Triangulaires http://schaechter.asmblog.org/schaechter/2008/06/the-long-star-s.html Monomorphe (ne changent pas de forme) Pléomorphe (changent de forme) 80 80 40 2024-10-21 Comment nommer les bactéries ? Hommage à un(e) scientifique/découvreur Escherichia coli baptisée en l’honneur du scientifique Thedor Escherich Description de l’organisme Staphylococcus aureus S. aureus En lien avec son habitat E. « coli » car on l’a retrouve dans le gros intestin, ie, le côlon. En lien avec les dommages causés Chlamydophila pneumoniae S. pyogenes 81 81 La nomenclature Le système binomiale Système mis au point par Carl von Linné, en 1735 Langage = Latin Binomiale Ex. Escherichia coli ou Escherichia coli E. coli ou E. coli E. Coli e. coli E. coli 82 82 41 2024-10-21 La majorité des microorganismes (MO) sont indispensables à nos vies Seul une minorité causent des effets indésirables! 83 83 84 Importance des procaryotes Procaryotes et cycles biogéochimiques Rôle de décomposeurs: ils fixent les composés inorganiques dans le sol pour en faire des composés organiques que les Animaux pourront utiliser. Bactéries symbiotiques Un très grand nombre de Procaryotes vivent associés (symbioses) à des Eucaryotes. Il existe 3 types de relations symbiotiques : 1- mutualisme, 2- commensalisme 3- parasitisme 84 42 2024-10-21 Les relations symbiotiques Mutualisme → Les deux symbiontes tirent profit de la relation. Commensalisme → Un seul des deux symbiontes retire des avantages de la relation symbiotique, sans nuire à l’autre, ni l’aider de façon significative. Parasitisme → Un des symbiontes est appelé parasite parce qu’il tire profit de la relation aux dépens de l’autre. - Des racines de Trèfle portent des nodules qui contiennent des Procaryotes qui fixent l’azote (mycorhize). - Permet de récupérer l’azote atmosphérique et de le remettre en circulation dans la chaîne alimentaire. 85 85 Les bienfaits des MO Flores bactériennes (microbiote) Peau Buccale Vaginale Intestinale Synthèse de la vitamine K (coagulation du sang) Certaines vitamines B 86 86 43 2024-10-21 Bactéries et maladies Les bactéries sont présentes partout, et certaines menacent notre santé. Cependant, notre système immunitaire est normalement assez puissant pour tenir en échec la croissance des bactéries nuisibles et pathogènes. Il arrive cependant, que l’équilibre bascule en faveur des bactéries pathogènes et nous tombons alors malade. Pour qu’ un parasite devienne pathogène, il doit d’abord envahir un hôte , résister aux mécanismes de défense interne de l’hôte et ensuite proliférer. On attribue aux Bactéries environ 50% des maladies qui affligent l’Humain Clostridium tetanii = Tétanos Treponema palladium = Syphilis Chlamydia trachomatis = Chlamydia Mycobacterium tuberculosis = Tuberculose Mycobacterium laprae = Lèpre 87 87 Bactéries opportunistes et toxines 88 Le plus souvent, les bactéries causent des maladies en produisant des toxines Des endotoxines: Ex: Salmonella que l’on retrouve sur la volaille Des exotoxines: Ex: Le choléra qui est produit par Vibrio cholerae Le tétanos: Clostridium tetani Les bactéries pathogènes ne sont pas toujours étrangères. En effet, elles sont parfois opportunistes ▪ Font partie du microbiote de l’humain. ▪ Elles profitent de certaines conditions pour devenir pathogènes et venir nous infecter Ex : Streptococcus pneumoniae vit normalement dans la gorge de la plupart des gens en bonne santé. Cependant, cette bactérie opportuniste peut proliférer et causer une pneumonie lorsque le système immunitaire est affaibli. 88 44 2024-10-21 La paroi cellulaire Rôle de protection Pratiquement tous les procaryotes ont une paroi Physiquement, elle protège la membrane plasmique. C’est une des voies d’entrée des antibiotiques pour détruire les bactéries Protège la bactérie des variations défavorables de l’environnement Pression, température, sécheresse etc. Sert d’ancrage pour les flagelles Relativement élastique 89 89 Composition et caractéristiques de la paroi cellulaire Composée d’un réseau de macromolécules : les peptidoglycanes (chaîne de disaccharydes + liens polypeptidiques) Important pour départager les bactéries à Gram + et à Gram - 90 90 45 2024-10-21 Bactéries à Gram + vs Bactéries à Gram – Selon le nombre et l’épaisseur des couches de peptydoglicanes dans leur paroi Gram + Paroi épaisse et rigide composé majoritairement de peptidoglycanes Acide teichoïque Spécificité antigénique (identification) Paroi qui retient bien les colorants dans la cellule Pas de membrane externe Gram - Paroi plus mince et plus souple (une ou quelques couches de peptidoglycanes) Pas d’acide teichoïque Paroi composée d’une membrane externe En plus de la membrane plasmique « régulière » 91 91 La paroi cellulaire Gram + 92 92 46 2024-10-21 93 93 La coloration de Gram Principe de différentiation qui se fonde sur les différences structurales entre les parois cellulaire des bactéries à Gram + et Gram -, et sur les effets que produisent les divers réactifs utilisés dans la coloration 94 94 47 2024-10-21 La coloration de Gram Protocole 1. Lame avec bactéries fixées 2. + violet de crystal (colorant primaire) Pénètre dans le cytoplasme Tout devient mauve! 3. + iode (mordant) Formation de gros cristaux violet-iode ne pouvant s’échapper en traversant la paroi cellulaire 95 95 La coloration de Gram Protocole (suite) 4. Rinçage avec de l’alcool Effet différent sur les Gram + et les Gram – Gram+ : la paroi est déshydratée, la rendant encore plus imperméable, donc les cristaux violet-iode restent prisonniers dans le cytoplasme, les bactéries sont violettes ! Gram -: Dissout la membrane externe (petits trous), les cristaux sortent de la bactérie, elles sont transparentes ! 5. Ajout de safranine (colorant secondaire/contre-colorant) Les cellules Gram – se colorent en rose Gram - Gram + 96 Tortora, p. 96 96 48 2024-10-21 Mélange de bactéries Gram + (Staphylococcus) et de bactéries Gram – (E. coli) Laquelle est E. coli? Laquelle est Staphylococcus? 97 97 Altérations de la paroi cellulaire La paroi cellulaire bactérienne peut être une bonne cible pour des antibiotiques ou des nettoyants car elle n’existe pas chez les cellules humaines. Efficace surtout contre les Gram + …Pourquoi? L’antibiotique (très sélectif) s’attaque aux ponts transversaux entre les polymères du réseau de peptidoglycanes. Le peptidoglycane des Gram – est moins accessible Protégé par la membrane externe 98 98 49 2024-10-21 Bactéries résistantes Parmi les 160 antibiotiques connus, il n'y en a plus beaucoup qui sont efficaces contre les bactéries résistantes. Un antibiotique, c'est une clé qui permet d’ouvrir la serrure de la porte d’une bactérie, permettant ainsi de créer beaucoup de problèmes à l'intérieur de celle-ci et éventuellement, de la tuer (...) Pour devenir résistante, la bactérie doit donc trouver la façon de changer sa serrure (...) pour qu’on ne puisse plus utiliser l’ancienne clé (…) et donc que l’antibiotique ne fonctionne plus. 99 99 Exemple actuelle de sélection 100 100 50 2024-10-21 Comment éviter de rendre les bactéries plus résistantes? Quand on prend des antibiotiques, il faut absolument prendre tout ce qui est prescrit, pendant toute la période prescrite, pour éviter que les bactéries ne développent une résistance. Elles doivent toutes mourir !! À ne pas faire: - Prendre des antibiotiques pour rien : réserver leur utilisation aux moments où on a vraiment une infection à combattre. - Prendre des antibiotiques pour soigner une infection virale… pourquoi? - Utiliser un antibiotique à large spectre. 101 101 Mécanismes d’échanges des Procaryotes En se reproduisant par scissiparité, les Procaryotes ne gagnent aucune variabilité génétique mais 3 mécanismes leur permettent de changer leur bagage génétique: Transformation: Mécanisme simple par lequel la cellule procaryote puisent des gènes dans le milieu environnant (même entre individus d’espèces ou souches différentes) Conjugaison: Un échange direct de gènes entre 2 cellules procaryotes, par l’intermédiaire d’une structure spécialisée (un pilus) Ex: Transmission de plasmide de résistance aux antibiotiques Transduction: Transfert génétique par l’intermédiaire de virus 102 102 51 2024-10-21 Conjugaison Établit une jonction cytoplasmique temporaire entre 2 cellules et constitue une voie pour le transfert d’ADN. Requiert la présence de plasmide 103 103 La résistance aux antibiotiques 104 52 2024-10-21 105 Exemple actuelle de sélection Les bactéries pharmacorésistantes Super-bactéries! SARM Staphylococcus aureus résistant à la méthycilline 106 106 53 2024-10-21 Structures à l’intérieur de la paroi cellulaire 107 107 Les endospores Pour Gram + seulement… ou presque Des cellules dormantes spécialisées… … très très RÉSISTANTES !!! 108 108 54 2024-10-21 Endospores ◼ Unique aux bactéries Gram + ◼ Très durable ▪ Clostridium sp. et Bacillus sp. millions d’années ◼ Se forme à l’intérieur de la ◼ Extrêmement résistantes membrane ▪ Chaleur extrême ▪ Même bouillies après des ◼ Cellules heures ! stressées/déshydratées ▪ Sécheresse ▪ Produits chimiques ◼ Paroi très épaisse ▪ Rayonnements ▪ Tunique sporale ▪ Couche externe supplémentaire Difficile de s’en débarrasser ! 109 109 Endospores ◼ Très durable ▪ (millions d’années) Cellule déshydratée et enrobée de plusieurs couches contenant l’ADN. Résiste à la chaleur, au manque de nutriment, à la déshydratation, etc. Tués seulement à l’autoclave. L’autoclave monte à 120OC et tue les endospores. Surtout chez les Gram + du genre Bacillus et Clostridium Ex.: Bactérie de l’Anthrax 110 110 55 2024-10-21 111 111 Modes de nutrition des Procaryotes Il y a 4 catégories. Auto: par soi-même Hétéro: par les autres Trophe: manger Photo: lumière Chimio: chimie Photoautotrophes: l’énergie solaire est l’énergie qui aide à fixer le carbone par la photosynthèse. La source de carbone = CO2 Photohétérotrophes: la source d’énergie est l’énergie solaire et leur source de carbone est un carbone organique (glucide). Chimiohétérotrophes: source de carbone et d’énergie provient de molécules organiques complexes (glucides). Chimioautotrophes: la source de carbone est le CO2 mais l’énergie provient des molécules chimiques comme H2S, NH3 et ions ferreux Fe2+ 112 112 56 2024-10-21 La croissance microbienne Croissance = nb de cellules = taille des cellules Quelle est la définition de colonie ? Facteurs essentiels de croissance: Physiques Température Ph Pression osmotique Chimiques Approvisionnement en C, N, S, P,O2, oligoéléments, facteurs organiques de croissance 113 113 Facteurs physique Températures de croissance Minimale : la plus basse à laquelle la B peut se développer Optimale: où sa croissance est la plus rapide Maximale: la plus élevée à laquelle la B peut encore se développer N.B. Quand la To devient trop élevée pour la B, ses enzymes sont dénaturées (inactivées, déformées) ce qui l’empêche de bien fonctionner, éventuellement elle meurt… principe de la fièvre pour combattre les infections. Voir Tortora p. 170 114 114 57 2024-10-21 Classement des grandes catégories de bactéries selon leur température optimale de croissance Types de Bactéries To minimale de To optimale de To miaximale de croissance (oC) croissance (oC) croissance (oC) Psychrophyles -10 15 (frigo) 20 Psychotrophes 0 25 (frigo) 30 Mésophyles 10 37 (mammifères) 45 Thermophyles 40 55 à 65 (chauffe-eau, 75 soleil, spa, compost) Hyperthermophyles 65 100 (sources 110 (archeabacteria) thermales d’origine volcanique) 115 Voir Tortora p. 170, fig 6.1 115 Facteurs physique Le pH -Acide -Neutre -Alcalin La majorité des Bactéries croissent à des pH entre 6,5 et 7,5 près de la neutralité. D’autres peuvent croître en milieu acide (bactéries acidophiles), mais il y en a peu… L’acidité est le résultat du métabolisme de ces bactéries (déchets), et comme la plupart des autres bactéries ne peuvent croître à ces valeurs de pH, les marinades se conservent longtemps. Choucroute Marinades Fromages Les levures et moisissures sont plus « endurantes » que les bactéries à supporter des écarts de pH pendant leur croissance. Leur pH optimal de croissance: 5-6 Une espèce de levure ou de moisissure peut donc croître dans une plus grande diversité d’endroits qu’une espèce de bactérie 116 116 58 2024-10-21 ? Chez les Bactéries, qu’advient-il de la paroi cellulaire dans un milieu hypertonique comme la viande salée ou de la confiture ? 117 117 Facteurs physique La pression osmotique Hypotonique Hypertonique Isotonique Turgescence Plasmolyse Équilibre Solution hypotonique: contient moins de solutés que le cytoplasme Donc… + d’eau entre dans la cellule qu’il n’en sort = elle explose (c’est l’effet de la turgescence) Solution hypertonique: contient plus de solutés que le cytoplasme Donc…+ d’eau sort de la cellule qu’il n’en rentre = la membrane cytoplasmique se détache de la paroi = plasmolyse Solution isotonique: contient autant de solutés que le cytoplasme Donc… Autant d’eau entre et sort de la cellule = c’est l’équilibre ☺ 118 118 59 2024-10-21 Métabolisme et consommation d’O2 On peut classer les bactéries selon le taux d’oxygène dont elles ont besoin pour survivre. Absolument nécessaire pour certaines, mais toxique pour d’autres… 1- Aérobies strictes 2- Anaérobies strictes 3- Anaérobies facultatives 4- Microaérophiles 5- Anaérobies aérotolérantes 119 119 120 120 60 2024-10-21 Conclusions Les cellules procaryotes sont: Très diversifiées Très anciennes Très bien adaptées et adaptables ! D’excellentes reproductrices Nos ennemies et nos amies! 121 121 Glossaire Vocabulaire à connaître ‒ Bacille ‒ Lipopolysaccharide ‒ Bactérie ‒ Membrane plasmique ‒ Capsule ‒ Paroi cellulaire ‒ Cocci ‒ Peptidoglycane ‒ Coloration de Gram ‒ Phagocytose ‒ Conjugaison ‒ Pili ‒ Cytoplasme ‒ Plasmide ‒ Endospore ‒ Procaryote ‒ Filament axial ‒ Scissiparité ‒ Fimbriae ‒ Vecteur ‒ Flagelle ‒ Virulence ‒ Glycocalyx 122 122 61 2024-10-21 Les microorganismes Virus Acellulaire (pas véritablement des cellules) Visibles au microscope électronique À la frontière du vivant et du non-vivant Parasites obligatoires Capside protéique Matériel génétique un seul type (ARN ou ADN) Virus enveloppé avec spicules Virus enveloppé Bactériophage 123 123 Les microorganismes Crédit d'image : Orphée FX/Shutterstock.com 124 124 62 2024-10-21 Les Enzymes : Catalyseurs Essentiels de la Vie Les enzymes sont des protéines cruciales pour la vie. Elles accélèrent les réactions biochimiques dans les organismes vivants. Sans elles, la plupart des processus biologiques seraient trop lents pour soutenir la vie. preencoded.png 125 Production et Sources d'Enzymes 1 Sources Naturelles Les enzymes sont produites par tous les organismes vivants. Elles sont essentielles à leur métabolisme et survie. 2 Production Industrielle L'industrie extrait des enzymes de sources végétales, animales et microbiennes. Les microorganismes sont particulièrement utilisés pour la production à grande échelle. 3 Ingénierie Génétique Des techniques modernes permettent de modifier génétiquement des organismes. Cela optimise la production d'enzymes spécifiques. preencoded.png 126 63 2024-10-21 Structure et Fonctionnement des Enzymes Structure Globulaire Les enzymes sont des protéines globulaires avec une forme tridimensionnelle spécifique. Cette structure est essentielle à leur fonction. Site Actif Le site actif est une région spécialisée de l'enzyme. Il se lie spécifiquement à un substrat particulier. Catalyse L'enzyme abaisse l'énergie d'activation de la réaction. Cela accélère considérablement la vitesse de la réaction biochimique. preencoded.png 127 128 128 64 2024-10-21 Spécificité des Enzymes Modèle Clé-Serrure L'enzyme et le substrat s'emboîtent parfaitement. Cette complémentarité assure une grande spécificité d'action. Substrat Unique Chaque enzyme ne catalyse qu'une seule réaction. Cela permet un contrôle précis des processus biochimiques. "Flexitariennes" Certaines enzymes peuvent accepter des substrats similaires. Cela offre une flexibilité limitée tout en maintenant la spécificité. preencoded.png 129 130 130 65 2024-10-21 Ce chapitre fournit une compréhension détaillée des mécanismes par lesquels les cellules convertissent les nutriments en énergie utilisable sous forme d’ATP. Chapitre 8 Introduction au métabolisme 131 131 Le Métabolisme : Moteur de la Vie Cellulaire Le métabolisme est l'ensemble des réactions chimiques essentielles à la vie. Il assure le fonctionnement et l'adaptation des organismes vivants à leur environnement en transformant la matière et l'énergie pour maintenir les fonctions vitales. Le métabolisme opère au niveau cellulaire. Chaque cellule est un mini-laboratoire chimique en constante activité. preencoded.png 132 66 2024-10-21 Fonctions Essentielles du Métabolisme 1 Production d'Énergie Le métabolisme transforme les nutriments en énergie cellulaire. Cette énergie alimente toutes les fonctions vitales de l'organisme. 2 Synthèse Cellulaire Il assure la production des composants cellulaires essentiels. Ces composants incluent les protéines, les lipides et les acides nucléiques. 3 Élimination des Déchets Le métabolisme gère l'élimination des toxines et déchets cellulaires. Ce processus est crucial pour maintenir l'équilibre interne de l'organisme. 4 Régulation Thermique Il joue un rôle clé dans la régulation de la température corporelle. Cette fonction est essentielle pour l'homéostasie de l'organisme. preencoded.png 133 Composantes principales du métabolisme Anabolisme Catabolisme L'anabolisme construit les composants Le catabolisme dégrade les molécules pour cellulaires. produire de l'énergie. Il utilise l'énergie pour synthétiser des Il brise les composés complexes en éléments molécules complexes à partir d'éléments plus simples, libérant de l'énergie. simples. preencoded.png 134 67 2024-10-21 Métabolisme Basal Facteur Impact sur le Métabolisme Basal Âge Diminue avec l'âge Sexe Généralement plus élevé chez les hommes Taille Augmente avec la taille Masse musculaire Augmente avec la masse musculaire preencoded.png 135 136 136 68 2024-10-21 preencoded.png 137 Dans le système digestif Dans le cytosol des cellules Dans les mitochondries 138 69 2024-10-21 v 139 139 Dans les mitochondries 140 140 70 2024-10-21 Voies Métaboliques Principales Les mitochondries: des convertisseurs d’énergie chimique, sont le site de la respiration cellulaire aérobie - Elles ont deux doubles membranes et deux compartiments Fig 6.17 preencoded.png 141 Rôle de l’ATP Source d’énergie : L’ATP fournit l’énergie nécessaire pour diverses réactions métaboliques, y compris la synthèse des macromolécules, le transport actif à travers les membranes cellulaires et la contraction musculaire. Transfert d’énergie : L’ATP agit comme un intermédiaire énergétique, capturant l’énergie libérée par la dégradation des nutriments et la transférant aux processus cellulaires qui en ont besoin. Régulation des processus cellulaires : L’ATP est également impliquée dans la régulation de nombreuses voies métaboliques, agissant souvent comme un signal pour activer ou inhiber des enzymes spécifiques3. 142 142 71 2024-10-21 Bref aperçu Lorsque les glucides (principalement le glucose) entrent dans une cellule, il est utilisé pour fabriquer de l’énergie. L’énergie est entreposée dans une molécule que l’on nomme ATP (adénosine triphosphate). Dans cette molécule, l’énergie se situe entre les liaisons chimiques des phosphates. Pour utiliser l’énergie de cette molécule, nous devons briser les liens entre les phosphates. On brise ces liens avec une molécule d’eau (réaction d’hydratation). L’ATP est fabriquée principalement dans un organite qui se situe dans nos cellules, soit la mitochondrie. Pour fabriquer l’ATP, la mitochondrie a besoin de glucose, mais également d’oxygène. Elle fabrique par le fait même des déchets (ex. : CO2) qui seront envoyés dans le sang et - Manon Deschatelet, éventuellement éliminés par les poumons. 2024 preencoded.png 143 Respiration cellulaire Voie catabolique la plus répandue et la plus efficace Composés organiques + O2→ CO2 + H2O + ATP Voies métaboliques intermédiaires étudiées : Glycolyse Conversion du pyruvate en acétyl-CoA Cycle de l’acide citrique (aussi appelé cycle de Krebs) Phosphorylation oxydative Quel est le but de la respiration cellulaire ? 144 144 72 2024-10-21 Vocabulaire Oxydation: molécule perd un électron (elle devient oxydée) Réduction: molécule gagne un électron (elle devient réduite) Lorsqu’on parle d’une réaction d’oxydoréduction, on fait référence à un échange qu’il y a eu entre 2 molécules 145 Exemple dans la respiration cellulaire Dans nos cellules il existe des transporteurs d’électron (et de H+), les NAD+ (nicotinamide adénine dinucléotide) qui vont chercher des électrons se trouvant sur la molécule organique (le plus souvent du glucose) que l’on dégrade. Lorsqu’un de ces transporteurs prend un électron, il devient alors réduit et on le nomme NADH. Glucose → 2é + 2H+ → NAD+ = NADH + H+ 146 73 2024-10-21 Voies Métaboliques Principales Étapes de la respiration cellulaire Pour chaque mole de glucose dégradée en CO2 et H2O, environ 32 moles d’ATP sont produites. Glycolyse (10 étapes enzymatiques) Cette première étape se déroule dans le cytoplasme des mitochondries et convertit le glucose en pyruvate, produisant 2 molécules de NADH et un gain net de deux molécules d’ATP. Elle a lieu avec ou sans O2 (anaérobie) Cycle de Krebs Il se déroule dans la matrice mitochondriale, où il oxyde le pyruvate. Chaque molécule de pyruvate est dégradée en CO₂, produisant des NADH et FADH₂ qui transportent des électrons vers la chaîne de transport d’électrons. Chaîne de Transport d'Électrons Ce cycle génère des transporteurs d’électrons (NADH et FADH₂) qui sont essentiels pour la production d’ATP dans la phase suivante. Est située dans la membrane interne des mitochondries. 2 évènements: 1- La chaine de transport des électrons 2- La chimiosmose Cette chaîne produit la majorité de l'ATP cellulaire. Elle utilise l'oxygène comme accepteur final d'électrons. preencoded.png 147 Étape intermédiaire (ou réaction transitoire) S’il y a de l’oxygène (condition aérobie, voir figure 9.10): le pyruvate (une molécule à 3 carbones) entre dans une mitochondrie et est transformé en molécule d’acétyl CoA (une molécule à 2 carbones). Le carbone perdu a été incorporé dans une molécule de CO2. Ce CO2, déchet moléculaire, sera envoyé dans le cytosol, puis dans le sang et expulsé de notre organisme par les poumons. Finalement, durant cette transformation, des électrons seront transférés à des NAD+ afin d’être transportés à la chaîne de transport des électrons. L’acétyl CoA qui a été fabriqué peut alors commencer la 2e étape du cycle cellulaire, soit le cycle de l’acide citrique. Le résultat final à retenir pour cette étape intermédiaire (l’oxydation du pyruvate) s’il y a O2… 2 molécules d’acétyl CoA sont formées et seront utilisées lors de la prochaine étape (cycle de l’acide citrique) 2 CO2 seront produits par la mitochondrie et éliminés de la cellule 2 NADH transporteront des électrons vers la 3e étape de la respiration cellulaire (Chaîne de transport des électrons). 148 148 74 2024-10-21 * 149 149 preencoded.png 150 75 2024-10-21 X2 preencoded.png 151 152 152 76 2024-10-21 Fermentation Fermentation lactique : Se produit en l’absence d’oxygène, convertissant le pyruvate en lactate. Ce processus régénère le NAD⁺ nécessaire à la glycolyse. Fermentation alcoolique : Se produit également en l’absence d’oxygène, convertissant le pyruvate en éthanol et CO₂, tout en régénérant le NAD⁺. 153 153 Fermentation Absence de cycle de Krebs et de chaîne de transport d’électrons : La fermentation ne passe pas par le cycle de Krebs ni par la chaîne de transport d’électrons1. Produits finaux : Les produits finaux de la fermentation sont souvent des molécules organiques comme l’acide lactique (fermentation lactique) ou l’éthanol et le dioxyde de carbone (fermentation alcoolique)2. Production d’ATP : La fermentation produit une quantité limitée d’ATP (environ 2 molécules d’ATP par molécule de glucose) uniquement via la glycolyse2. Utilisation commerciale : La fermentation est couramment utilisée dans des procédés industriels, comme la production de bière, de vin et de yaourt3. 154 154 77 2024-10-21 Étape intermédiaire (ou réaction transitoire) Dans cette sous-étape, les 2 molécules de pyruvate sont transformées. Cette transformation sera différente et aura lieu à des endroits différents en fonction de la présence ou de l’absence de l’oxygène dans la cellule. S’il n’y a pas d’oxygène (condition anaérobie) les NADH produits lors de la glycolyse ne peuvent pas donner leurs électrons à des transporteurs dans la mitochondrie (en absence d’O2, la mitochondrie ne les laisse pas passer), donc ils donnent leurs électrons aux pyruvates. Ce gain d’électrons transforme les pyruvates (ou acides pyruviques) en acide lactique (ou lactate). Chez l’humain, cet acide est ensuite stocké dans le foie pour être retransformé en pyruvate lors du retour de l’oxygénation. C’est ce que l’on nomme la FERMENTATION lactique. Plusieurs bactéries et levures ne produisent leur ATP que de cette façon. D’autres (bactéries