Métabolisme des levures : respiration et fermentation

Les levures sont des organismes hétérotrophes, ce qui signifie qu'ils prélèvent des constituants organiques dans leur environnement afin de se développer.
Pour produire de l'énergie, les levures utilisent deux processus différents : la respiration et la fermentation alcoolique.

I) La respiration

Les levures utilisent la respiration en milieu aérobie (présence de dioxygène). Ce métabolisme sert à produire des molécules d'ATP (adénosine tri-phosphate), source d'énergie de la cellule. La respiration cellulaire se déroule en 3 grandes étapes : la glycolyse, le cycle de Krebs et la chaîne de transport des électrons, liée à la phosphorylation oxydative.

L'équation bilan de la respiration cellulaire est :
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 36 ATP

 la glycolyse :

La glycolyse est un ensemble de dix réactions biochimiques, catalysées par dix enzymes différentes, qui se déroulent dans le cytosol de la cellule. Lors de la glycolyse, il y a dégradation d'une molécule de glucose ( C6H12O6) en 2 molécules de pyruvate (CH3-CO-COOH) :
C6H12O6 ---> 2CH3-CO-COOH
Ces réactions produisent des molécules d'ATP ainsi que des transporteurs d'électrons (NADH).

 le cycle de Krebs :

Le cycle de Krebs est un cycle de sept réactions biochimiques catalysées par sept enzymes différentes. Il se déroule dans la matrice mitochondriale, c'est à dire l'intérieur des mitochondries. Après l'étape de la glycolyse, le pyruvate qui a été formé se transforme en acétyl-Coenzyme A, par décarboxylation (perte d'un atome de carbone). cet acétyl-CoA va entrer dans le cycle de Krebs, où le processus de décarboxylation va se poursuivre. L'acétyl-CoA est alors dégradé en CO2. Cette étape produit des molécules d'ATP et des transporteurs d'électrons (NADH et FADH2), mais en contrepartie, elle produit aussi du CO2 (déchet).

 la chaîne de transport des électrons et la phosphorylation oxydative :

Cette étape se déroule dans la membrane interne des mitochondries. Les transporteurs d'électrons (NADH et FADH2) produits lors des étapes précédentes viennent céder leurs électrons et protons à travers une chaîne de molécules appelée chaîne respiratoire. Au bout de cette chaîne, les molécules de dioxygène viennent capter les électrons et les protons, ce qui forme de l'eau (4H+ + 4e- + O2 ---> 2H2O). Cette réaction est accompagnée par la production d'ATP par une enzyme, l'ATP synthase.

En conclusion, pour une mole de glucose dégradée, la respiration cellulaire produit 36 moles d'ATP.

 

II) La fermentation alcoolique

Lorsque le milieu est dépourvu de dioxygène, les levures utilisent la fermentation alcoolique.
La première étape de la fermentation alcoolique est la même que celle de la respiration : c'est la glycolyse. La molécule de glucose est donc dégradée en 2 molécules de pyruvate, mais cette fois-ci, les molécules de pyruvate restent dans le cytosol, où elles vont être partiellement dégradées en alcool (éthanol) et en CO2. l'équation bilan de la fermentation est : C6H12O6 ---> 2C2H5OH + 2CO2 + 2 ATP.

 

 

 

 


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