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Supposons que la phosphorylation oxydative se produise continuellement dans les mitochondries. Si le nombre d’ions d’hydrogène dans l’espace intermembranaire augmente de manière significative, quel effet cela aura-t-il? (A) Moins de molécules de dioxyde de carbone seront libérées. (B) Plus de NAD et de FAD réduits seront produits. (C) Plus d’ATP sera produite. Ou (D) moins d’ATP sera produite.
La phosphorylation oxydative a lieu dans la membrane mitochondriale interne des cellules eucaryotes. À l’intérieur de la membrane mitochondriale interne se trouvent une série de protéines, d’enzymes, de pompes à protons et d’accepteurs d’électrons qui composent la chaîne de transport d’électrons. Examinons de plus près la chaîne de transport d’électrons pour nous aider à répondre à cette question.
Ici, nous avons une version simplifiée de la chaîne de transport d’électrons, présentant seulement deux pompes à protons et l’enzyme ATP synthase. La membrane mitochondriale interne, où se trouve la chaîne de transport d’électrons, sépare la matrice mitochondriale de l’espace intermembranaire. Le rôle principal des pompes à protons est de transporter activement les ions hydrogène H+ de la matrice à l’espace intermembranaire. Ces ions hydrogène s’accumulent à des concentrations relativement élevées dans l’espace intermembranaire. Ils descendent ensuite le long de leur gradient de concentration à travers le canal de l’ATP synthase. L’ATP synthase couple ce mouvement des ions hydrogène à la phosphorylation de l’ADP, ce qui produit de l’ATP.
Revenons à notre question. En utilisant ce que nous savons maintenant de la phosphorylation oxydative, que se passera-t-il si le nombre d’ions hydrogène dans l’espace intermembranaire augmente de manière significative? Davantage d’ions hydrogène dans l’espace intermembranaire signifie qu’il y a plus d’ions hydrogène qui pourront se déplacer à travers le canal de l’ATP synthase. Il y aura donc également une augmentation du nombre de molécules d’ADP phosphorylées. Par conséquent, davantage d’ATP sera produite.
D’après nos réponses, nous pouvons voir que le seul choix correct est l’option (C). Si le nombre d’ions d’hydrogène dans l’espace intermembranaire augmente de manière significative, plus d’ATP sera produite.