Objectifs d’apprentissage
À la fin de cette section, vous commencerez à être capable de :
- Comparer les processus de génération d’énergie dans différents types de cellules.
Tous les organismes vivants ont besoin d’énergie pour effectuer leurs processus vitaux. L’énergie, comme vous l’avez appris plus tôt dans le chapitre sur les enzymes, est la capacité à effectuer un travail ou à créer un certain type de changement. Vous connaissez ou avez appris de nombreux processus qui peuvent nécessiter de l’énergie :
- Mouvement
- Reproduction
- Maintien de l’homéostasie de nombreuses conditions différentes
- Acquisition et digestion de la nourriture
- Production de protéines
De même que les êtres vivants doivent continuellement consommer de la nourriture pour reconstituer leurs réserves d’énergie, les cellules doivent continuellement produire plus d’énergie pour reconstituer celle utilisée par les nombreuses réactions chimiques nécessitant de l’énergie qui ont constamment lieu. Ensemble, toutes les réactions chimiques qui ont lieu à l’intérieur des cellules, y compris celles qui consomment ou génèrent de l’énergie, sont appelées le métabolisme de la cellule.
Une cellule vivante ne peut pas stocker des quantités importantes d’énergie libre. L’énergie libre est l’énergie qui n’est pas stockée dans les molécules. Un excès d’énergie libre entraînerait une augmentation de la chaleur dans la cellule, ce qui dénaturerait les enzymes et autres protéines, et détruirait la cellule. Au lieu de cela, une cellule doit être capable de stocker l’énergie en toute sécurité et de la libérer pour l’utiliser uniquement en cas de besoin. Les cellules vivantes y parviennent grâce à l’ATP, qui peut être utilisé pour répondre à tous les besoins énergétiques de la cellule. Comment ? Elle fonctionne comme une batterie rechargeable.
Lorsque l’ATP est décomposée, de l’énergie est libérée. Cette énergie est utilisée par la cellule pour effectuer un travail. Par exemple, dans le travail mécanique de la contraction musculaire, l’ATP fournit de l’énergie pour déplacer les protéines musculaires contractiles.
L’ATP est une molécule d’apparence complexe, mais pour nos besoins, vous pouvez la considérer comme une batterie rechargeable. L’ATP, la forme entièrement chargée de notre batterie, est composée de trois phosphates (la partie « TP » d’ATP signifie « tri phosphate ») attachés à un sucre et à une adénine (la partie « A » d’ATP) (figure 1). Lorsque le dernier phosphate se détache de l’ATP, de l’énergie est libérée. Le résultat est un seul phosphate et une molécule appelée ADP (« D » signifie « di » qui veut dire deux).
Une grande quantité d’énergie est nécessaire pour recharger une molécule d’ADP en ATP. Cette énergie est stockée dans la liaison entre les deuxième et troisième phosphates. Lorsque cette liaison est rompue, l’énergie est libérée de manière à ce que la cellule puisse l’utiliser.