Par Kevin Beck — Mis à jour le 24 mars 2022
La respiration cellulaire est la cascade biochimique qui alimente les cellules eucaryotes en convertissant le glucose en adénosine triphosphate (ATP). Le processus comprend quatre étapes distinctes :glycolyse , la réaction de lien (pont) , le cycle de Krebs , et la chaîne de transport d'électrons (ETC). Bien que la glycolyse puisse se dérouler sans oxygène, les trois étapes restantes sont strictement aérobies et se déroulent à l'intérieur des mitochondries.
Les cellules procaryotes sont dépourvues d'organites liées à la membrane, de sorte que tout leur métabolisme du glucose se produit dans le cytoplasme. En revanche, les cellules eucaryotes compartimentent les trois dernières étapes au sein des mitochondries, permettant une production efficace d'ATP.
Seules la réaction de liaison, le cycle de Krebs et l'ETC sont des événements mitochondriaux. La glycolyse — la division du glucose en deux molécules de pyruvate — a lieu entièrement dans le cytoplasme.
Les mitochondries sont des organites à double membrane. Leur membrane interne se replie en crêtes, créant le site de l'ETC. La matrice, l'espace à l'intérieur de la membrane interne, héberge le cycle de Krebs et abrite l'ADN mitochondrial, hérité de la mère.
Glycolyse :Cytoplasme – Dix réactions catalysées par des enzymes convertissent une molécule de glucose en deux molécules de pyruvate, produisant un gain net de deux ATP et deux NADH. Cette étape est anaérobie.
Réaction de lien (pont) :matrice mitochondriale – Chaque pyruvate est décarboxylé pour former de l'acétyl‑CoA, libérant du CO₂ et produisant un NADH par pyruvate.
Cycle de Krebs :Matrice mitochondriale – L'acétyl‑CoA se condense avec l'oxaloacétate pour former du citrate. Au cours d'une série de réactions, le citrate est réoxydé en oxaloacétate, générant deux ATP (un par acétyl-CoA), trois NADH et un FADH₂.
Chaîne de transport d'électrons :membrane mitochondriale interne – NADH et FADH₂ donnent des électrons à l’ETC, pilotant la synthèse de 32 à 34 ATP via la phosphorylation oxydative. La force motrice des protons créée à travers la membrane interne entraîne l'ATP synthase.
Collectivement, la respiration cellulaire produit 36 à 38 ATP par molécule de glucose :environ deux proviennent de la glycolyse et 34 à 36 des étapes mitochondriales.