DIVERSITE ET COMPLEMENTARITE DES METABOLISMES

CHAPITRE 9 : l'ATP, molécule indispensable à la vie cellulaire


La réduction du CO2 en carbone organique par les cellules photosynthétiques consomme de l’ATP. Cette molécule est utilisée par toutes les cellules pour permettre l’ensemble des réactions nécessitant de l’énergie. Sans ATP par exemple, il serait impossible d'observer une telle activité chez les euglènes! (voir vidéo ci-dessous)





Pb : Quelles sont les caractéristiques de cette molécule qui en font une forme d’énergie ? Comment l’ATP est-il utilisé par les cellules ?

I- L'ATP, une monnaie d'échange énergétique

1- Structure moléculaire de l'ATP


Molécule d'ATP visualisé avec le logiciel Rastop


Source

L'adénosine triphosphate (ATP) est la principale forme d'énergie utilisée par les cellules chez tous les organismes vivants. L'ATP est un nucléotide d'ARN sur lequel sont ajoutés deux groupements phosphate. Il contient donc une adénine, un ribose et trois groupements phosphate.

L'hydrolyse de l'ATP en ADP + Pi (Phosphate inorganique) est une réaction exergonique (ie libérant de l'énergie) :



Remarque : l'ATP et son rôle important dans les processus musculaires et les fermentations a été découvert par le biochimiste allemand Karl Lohmann en 1929

2- Une régénération rapide


Documents extraits du manuel de SVT spe BORDAS 2002 p223

Durée théorique de travail permise par 20 kg de muscles impliqués dans l'exercice si le renouvellement de l'ATP ne pouvait avoir lieu : 10' seulement!

L'ATP n'est pas stocké (comme le glycogène par exemple) mais régénéré aussi vite qu'il est utilisé : son turn-over est extrêment rapide .

Pb : la contraction musculaire est un exemple d'activité cellulaire très consommatrice d'énergie. Comment se déroule-t-elle et à quel moment intervient l'ATP ?

II- Les mécanismes de la contraction musculaire

1- Observation microscopique d'un muscle strié squelettique

Objectif du TP : faire le lien entre les schémas et la réalité. Dessiner quelques fibres musculaires avec échelle et légende.


Source : http://archimede.bibl.ulaval.ca/archimede/fichiers/25962/ch03.html




Documents extraits du manuel de SVT spe BELIN 2012 p50-51

Lien vers une animation pour comprendre le glissement des filaments d'actine sur les filaments de myosine

2- Rôle de l'ATP dans la contraction


Documents extraits du manuel de SVT spe BELIN 2012 p53

Le mécanisme de la contraction se déroule en 4 étapes et nécessite l'hydrolyse de l'ATP et la présence de calcium :

1- L'hydrolyse de l'ATP permet le basculement de la tête de myosine non fixée à l'actine.
2- En présence de calcium, la tête de myosine qui a conservé son ADP et son Pi se fixe à l'actine.
3- La libération de l'ADP puis du Pi entraine un nouveau basculement de la tête de myosine et donc le glissement du filament d'actine auquel elle est accrochée.
4- L'ATP est nécessaire à la rupture du complexe actine/myosine (d'où la rigidité cadavérique après la mort) pour permettre un nouveau cycle.