Énergie

L'énergie dans la cellule

Pour que les réactions puissent avoir lieu mais de manière contrôler, la cellule contrôlent les activités métaboliques par l'intermédiaire des enzymes.

Les [[enzyme]] abaissent l'énergie d'activation de certaines réactions substrat réactifs sur lequel agit l'enzyme.

Catalyseur molécule qui augmente la vitesse de réaction.

Le stockage de l'énergie

Les molécules riches en énergie sont :

• l'ATP.
• les nucléotides triphosphate.
• les dérivés nicotinamides.

L'ATP est formée d'un adénine et d'un ribose (adénosine) et de plusieurs groupements phosphates.

La rupture d'une liaison phosphate-phosphate comme pour l'hydrolyse de l'ATP libère \(G'^0 = 30,5 kJ \cdot mol^{-1} = 7 \cdot 3 kcal \cdot mol^{-1}\) en condition standard (\(1atm\) et 25 C°) et \(G'^0 = - 50\) \(kJ \cdot mol^{-1}\) à 37 °C.

Chimiosmose processus d'utilisation du gradient électronique pour effectuer un travail. C'est la chimiosmose qui permet la synthèse de l'ATP.

Rendement biomasse formée (g)/substrat consommé.

Adénosine Three Phosphate (ATP)

L'ATP est la molécule la plus utilisées par les cellules pour stocker l'énergie.

L'énergie libérée par une molécule d'ATP est dû :

• à la rupture de la liaison phosphate par hydrolyse ( \(54,4 kJ \cdot mol^{-1}\) ).
• au réarrangement des électrons et de leur orbitale.

Les trois charges négatives des groupements phosphates facilitent la libération de l'énergie stockée dans l'ATP en contribuant à une instabilité moléculaire. Ainsi l'énergie d'activation pour provoquer la rupture du groupement phosphate est suffisamment élevée pour ne pas se produire spontanément et faible pour être accessible via l'interaction avec les autres molécules notamment les enzymes.

Note

L'hydrolyse de l'ATP seul produit de la chaleur.

Utilisation dans la cellule

L'énergie contenue dans l'ATP est libérée par une réaction d'hydrolyse qui produit un ADP et un Pi. Son utilisation se fait par l'intermédiaire d'enzymes. La réaction consiste à passer par un intermédiaire phosphorylé qui sera moins stable que la molécule originelle. Cela se produit par l'hydrolyse de l'ATP créer une liaison covalente entre un groupement phosphate et l'enzyme ou le réactif.

Production

La cellule régénère son stock d'ATP en dégradant des molécules dont le glucose qui est fabriquer par la respiration cellulaire des végétaux.

Note

Pour réaliser la catalyse la cellule a besoin de dépenser de l'ATP.

Note

Une cellule musculaire renouvelle en une minute tout son stock d'ATP soit environ 10 millions de molécules.

Les cellules peuvent produire de l'énergie par la dégradation de molécules principalement en utilisant deux modes qui dépendent de l'environnement :

• La [[respiration cellulaire]] (présence de \(O_2\)).
• La [[fermentation]] (absence de \(O_2\)).

Note

Certains organismes sont capables des deux modes mais ils privilégient la respiration cellulaire lorsque c'est possible.