QCM : La mitochondrie — 21 questions

Explication

La mitochondrie est un organite des cellules eucaryotes et produit principalement l’ATP grâce à la phosphorylation oxydative. Les cellules procaryotes et les globules rouges ne possèdent pas de mitochondries fonctionnelles.

Explication

L’hydrolyse de l’ATP en ADP et phosphate libère l’énergie utilisée pour le transport actif, la synthèse moléculaire et les mouvements cellulaires. La synthèse de l’ATP consomme au contraire une énergie métabolique produite par la cellule.

Explication

L’enveloppe mitochondriale comprend une membrane externe et une membrane interne, entre lesquelles se trouve l’espace intermembranaire, tandis que la matrice est située à l’intérieur de la membrane interne. La matrice n’est donc pas un compartiment inclus dans la membrane externe.

Explication

Les porines ou VDAC de la membrane externe autorisent la diffusion passive bidirectionnelle de l’eau, des sels minéraux et des molécules dont la masse est inférieure ou égale à 10 000 daltons. Les transports fortement sélectifs et dépendants de mécanismes spécialisés caractérisent plutôt la membrane interne.

Explication

Une demande élevée en ATP s’accompagne de crêtes plus nombreuses et plus étendues, comme dans les cardiomyocytes par rapport aux hépatocytes. Les cellules très actives sur le plan énergétique présentent donc une membrane interne davantage développée.

Explication

Un symport associe le déplacement de plusieurs ions ou molécules dans une même direction, alors qu’un antiport organise des déplacements de directions opposées. Cette distinction concerne le sens relatif des transports et non la nature des molécules ou leur consommation directe d’ATP.

Explication

La matrice contient les enzymes du cycle de Krebs et de la dégradation des acides gras et du pyruvate, ainsi que des ribosomes et de l’ADN mitochondrial. Les complexes de la chaîne respiratoire sont localisés dans la membrane interne, et non dans la matrice.

Explication

Les cinq complexes de la chaîne respiratoire sont intégrés à la membrane interne mitochondriale. La matrice contient les enzymes métaboliques et le matériel génétique mitochondrial, mais elle ne porte pas les complexes membranaires de la chaîne respiratoire.

Explication

Le complexe V comprend une tête catalytique F1 orientée vers la matrice et une partie F0 intégrée à la membrane interne, qui assure le passage des protons. F1 n’est donc pas la partie transmembranaire du complexe.

Explication

Le passage de 10 protons de l’espace intermembranaire vers la matrice produit 3 molécules d’ATP, ce qui correspond à environ 3 protons par ATP. Les autres rapports modifient le rendement énergétique indiqué.

Explication

L’ADN mitochondrial est un ADN circulaire à double brin d’environ 16 500 paires de bases, présent en plusieurs copies par mitochondrie. L’ADN nucléaire, en revanche, est organisé sous une forme différente et possède une taille bien supérieure.

Explication

Le génome mitochondrial code environ une quinzaine de protéines ainsi que 22 ARN de transfert, alors que de nombreuses autres protéines mitochondriales sont codées par le génome nucléaire puis synthétisées dans le cytosol. Les autres propositions attribuent à tort l’ensemble de la synthèse protéique au génome mitochondrial ou à d’autres compartiments.

Explication

L’ADN mitochondrial est transmis par la mère et possède une réplication indépendante de celle de l’ADN nucléaire. L’ADN polymérase nécessaire à cette réplication est toutefois codée par l’ADN nucléaire, ce qui distingue cette proposition de la dernière.

Explication

La phosphorylation oxydative associe la formation de l’acétyl-CoA, le cycle de Krebs dans la matrice et la chaîne respiratoire, qui crée un gradient de protons utilisé par l’ATP synthase. La glycolyse cytosolique peut produire de l’ATP sans oxygène, mais elle ne correspond pas à cette succession mitochondriale.

Explication

Chaque acétyl-CoA engagé dans le cycle de Krebs produit trois NADH, un FADH₂ et un CO₂. Les autres bilans modifient le nombre de transporteurs réduits, d’ATP ou de molécules de dioxyde de carbone formées.

Explication

La mitochondrie, le réticulum endoplasmique et des protéines cytosoliques coopèrent pour maintenir le calcium cytosolique à un faible niveau, car une libération massive peut perturber la phosphorylation oxydative et conduire à la mort cellulaire. Une faible concentration ne bloque donc pas l’activité mitochondriale, et l’accumulation de calcium n’a pas un effet protecteur durable.

Explication

L’apoptose est une mort cellulaire physiologique organisée qui nécessite de l’ATP, alors que la nécrose correspond à une mort accidentelle ne nécessitant pas d’ATP. Les autres propositions inversent cette distinction ou effacent la différence entre les deux mécanismes.

Explication

Dans la voie intrinsèque, BAX et BAK forment un canal dans la membrane externe, ce qui permet la sortie du cytochrome C et la formation de l’apoptosome avec la procaspase 9. Les autres propositions inversent le déplacement du cytochrome C, impliquent une localisation erronée ou décrivent plutôt une activation par des récepteurs membranaires.

Explication

Ces maladies correspondent à des déficits héréditaires de la phosphorylation oxydative, ce qui compromet la consommation d’oxygène et la production d’énergie. La glycolyse concerne une autre voie métabolique et ne définit pas ce groupe de maladies mitochondriales.

Explication

Les maladies liées au génome mitochondrial se transmettent selon une lignée maternelle, tandis que les anomalies du génome nucléaire suivent les règles mendéliennes. La transmission mendélienne ne constitue donc pas le mode caractéristique des maladies du génome mitochondrial.

Explication

Le cerveau, les muscles et le cœur sont particulièrement vulnérables car ils consomment beaucoup d’énergie, puis l’atteinte peut s’étendre à plusieurs organes. Les autres groupes proposés ne correspondent pas aux organes décrits comme atteints en premier.