Différence principale - Chloroplaste vs Mitochondries

Le chloroplaste et les mitochondries sont deux organites présents dans la cellule. Le chloroplaste est un organite membranaire que l'on ne trouve que dans les algues et les cellules végétales. Les mitochondries se trouvent dans les champignons, les plantes et les animaux comme les cellules eucaryotes. Les différence principale entre le chloroplaste et les mitochondries se trouvent leurs fonctions; les chloroplastes sont responsables de la production de sucres à l'aide de la lumière du soleil dans un processus appelé photosynthèse, tandis que les mitochondries sont les centrales électriques de la cellule qui décomposent le sucre afin de capturer l'énergie dans un processus appelé respiration cellulaire.

Cet article examine,

1. Qu'est-ce que le chloroplaste - La structure et la fonction 2. Qu'est-ce que les mitochondries - La structure et la fonction 3. Quelle est la différence entre le chloroplaste et les mitochondries

Qu'est-ce que le chloroplaste

Les chloroplastes sont un type de plastes trouvés dans les cellules des algues et des plantes. Ils contiennent des pigments de chlorophylle afin de réaliser la photosynthèse. Le chloroplaste est constitué de son propre ADN. La fonction principale du chloroplaste est la production de molécules organiques, le glucose à partir de CO₂ et H₂O à l'aide de la lumière du soleil.

Structure

Les chloroplastes sont identifiés comme des pigments de couleur verte en forme de lentille chez les plantes. Ils ont un diamètre de 3 à 10 µm et leur épaisseur est d'environ 1 à 3 µm. Les cellules végétales traitent 10 à 100 chloroplastes par cellule. Différentes formes de chloroplaste peuvent être trouvées dans les algues. La cellule algale contient un seul chloroplaste qui peut être en forme de filet, de coupe ou de spirale en forme de ruban.

Figure 1: Structure du chloroplaste dans les plantes

Trois systèmes membranaires peuvent être identifiés dans un chloroplaste. Ce sont la membrane chloroplastique externe, la membrane chloroplastique interne et les thylakoïdes.

Membrane extérieure en chloroplaste

La membrane externe du chloroplaste est semi-poreuse, permettant aux petites molécules de se diffuser facilement. Mais les grosses protéines sont incapables de se diffuser. Par conséquent, les protéines requises par le chloroplaste sont transportées du cytoplasme par le complexe TOC dans la membrane externe.

Membrane intérieure en chloroplaste

La membrane chloroplastique interne maintient un environnement constant dans le stroma en régulant le passage des substances. Une fois que les protéines sont passées à travers le complexe TOC, elles sont transportées à travers le complexe TIC dans la membrane interne. Les stromules sont les saillies des membranes chloroplastiques dans le cytoplasme.

Le stroma chloroplastique est le fluide entouré de deux membranes du chloroplaste. Thylakoïdes, ADN chloroplastique, ribosomes, granules d'amidon et de nombreuses protéines flottent dans le stroma. Les ribosomes dans les chloroplastes sont 70S et responsables de la traduction des protéines codées par l'ADN du chloroplaste. L'ADN chloroplastique est appelé ADNc ou ADNcp. C'est un ADN circulaire unique situé dans le nucléoïde du chloroplaste. La taille de l'ADN chloroplastique est d'environ 120-170 kb, contenant 4 à 150 gènes et des répétitions inversées. L'ADN chloroplastique est répliqué à travers l'unité à double déplacement (D-loop). La plupart des transferts d'ADN chloroplastiques dans le génome hôte par transfert de gène endosymbiotique. Un peptide de transit clivable est ajouté à l'extrémité N-terminale des protéines traduites dans le cytoplasme en tant que système de ciblage pour le chloroplaste.

Thylakoïdes

Le système thylakoïde est composé de thylakoïdes, qui sont une collection de sacs membraneux hautement dynamiques. Les thylacoïdes sont constitués de chlorophylle a, un pigment bleu-vert qui est responsable de la réaction lumineuse dans la photosynthèse. En plus des chlorophylles, deux types de pigments photosynthétiques peuvent être présents dans les plantes: les caroténoïdes de couleur jaune-orange et les phycobilines de couleur rouge. Les grana sont les piles formées par l'arrangement des thylakoïdes ensemble. Différents grana sont interconnectés par les thylakoïdes du stroma. Chloroplastes de C₄ les plantes et certaines algues sont constituées de chloroplastes flottant librement.

Fonction

Les chloroplastes peuvent être trouvés dans les feuilles, les cactus et les tiges des plantes. Une cellule végétale constituée de chlorophylle est appelée chlorenchyme. Les chloroplastes peuvent changer d'orientation en fonction de la disponibilité de la lumière du soleil. Les chloroplastes sont capables de produire du glucose, en utilisant du CO₂ et H₂O à l'aide de l'énergie lumineuse dans un processus appelé photosynthèse. La photosynthèse se déroule en deux étapes: la réaction à la lumière et la réaction à l'obscurité.

Réaction légère

La réaction légère se produit dans la membrane thylacoïdienne. Au cours de la réaction lumineuse, de l'oxygène est produit par fractionnement de l'eau. L'énergie lumineuse est également stockée dans le NADPH et l'ATP par le NADP⁺ réduction et photophosphorylation, respectivement. Ainsi, les deux vecteurs énergétiques de la réaction sombre sont l'ATP et le NADPH. Un schéma détaillé de la réaction lumineuse est présenté sur la figure 2.

Figure 2: Réaction lumineuse

Réaction sombre

La réaction sombre est aussi appelée cycle de Calvin. Il se produit dans le stroma du chloroplaste. Le cycle de Calvin se déroule en trois phases: la fixation du carbone, la réduction et la régénération du ribulose. Le produit final du cycle de Calvin est le glycéraldéhyde-3-phosphate, qui peut être doublé pour former du glucose ou du fructose.

Figure 3: Cycle de Calvin

Les chloroplastes sont également capables de produire tous les acides aminés et les bases azotées de la cellule par eux-mêmes. Cela élimine la nécessité de les exporter du cytosol. Les chloroplastes participent également à la réponse immunitaire de la plante pour la défense contre les agents pathogènes.

Que sont les mitochondries

Une mitochondrie est un organite membranaire présent dans toutes les cellules eucaryotes. La source d'énergie chimique de la cellule, qui est l'ATP, est générée dans les mitochondries. Les mitochondries contiennent également leur propre ADN à l'intérieur de l'organite.

Structure

Une mitochondrie est une structure en forme de haricot de 0,75 à 3 µm de diamètre. Le nombre de mitochondries présentes dans une cellule particulière dépend du type de cellule, du tissu et de l'organisme. Cinq composants distincts peuvent être identifiés dans la structure mitochondriale. La structure d'une mitochondrie est montrée dans Figure 4.

Figure 4: Mitochondrie

Une mitochondrie est constituée de deux membranes: la membrane interne et la membrane externe.

Membrane mitochondriale externe

La membrane mitochondriale externe contient un grand nombre de protéines membranaires intégrales appelées porines. La translocase est une protéine de la membrane externe. La séquence signal N-terminale liée à la translocase de grosses protéines permet à la protéine d'entrer dans les mitochondries. L'association de la membrane externe mitochondriale avec le réticulum endoplasmique forme une structure appelée MAM (membrane ER associée aux mitochondries). La MAM permet le transport des lipides entre les mitochondries et le RE via la signalisation calcique.

Membrane mitochondriale interne

La membrane mitochondriale interne se compose de plus de 151 types de protéines différents, fonctionnant de plusieurs manières. Il manque de porines; le type de translocase dans la membrane interne est appelé complexe TIC. L'espace intermembranaire est situé entre les membranes mitochondriales interne et externe.

L'espace délimité par les deux membranes mitochondriales s'appelle la matrice. L'ADN mitochondrial et les ribosomes avec de nombreuses enzymes sont en suspension dans la matrice. L'ADN mitochondrial est une molécule circulaire. La taille de l'ADN est d'environ 16 kb, codant pour 37 gènes. Les mitochondries peuvent contenir 2 à 10 copies de son ADN dans l'organite. La membrane mitochondriale interne forme des plis dans la matrice, appelés crêtes. Les crêtes augmentent la surface de la membrane interne.

Fonction

Les mitochondries produisent de l'énergie chimique sous forme d'ATP à utiliser dans les fonctions cellulaires dans le processus appelé respiration. Les réactions impliquées dans la respiration sont collectivement appelées cycle de l'acide citrique ou cycle de Krebs. Le cycle de l'acide citrique se produit dans la membrane interne des mitochondries. Il oxyde le pyruvate et le NADH produits dans le cytosol à partir du glucose à l'aide d'oxygène.

Figure 5: Cycle de l'acide citrique

NADH et FADH₂ sont les porteurs de l'énergie redox générée dans le cycle de l'acide citrique. NADH et FADH₂ transférer leur énergie à O₂ en passant par la chaîne de transport d'électrons. Ce processus est appelé phosphorylation oxydative. Les protons libérés de la phosphorylation oxydative sont utilisés par l'ATP synthase pour produire de l'ATP à partir de l'ADP. Un schéma de la chaîne de transport d'électrons est présenté sur la figure 6. Les ATP produits traversent la membrane à l'aide de porines.

Figure 6: Chaîne de transport d'électrons

Fonctions de la membrane interne mitochondriale

Autres fonctions des mitochondries

Différence entre le chloroplaste et les mitochondries

Type de cellule

Chloroplaste: Les chloroplastes se trouvent dans les cellules des plantes et des algues.

Mitochondries: Les mitochondries se trouvent dans toutes les cellules eucaryotes aérobies.

Couleur

Chloroplaste: Les chloroplastes sont de couleur verte.

Mitochondries: Les mitochondries sont généralement incolores.

Forme

Chloroplaste: Les chloroplastes ont la forme d'un disque.

Mitochondries: Les mitochondries ont la forme d'un haricot.

Membrane intérieure

Chloroplaste: Les plis de la membrane interne forment des stromules.

Mitochondries: Les plis de la membrane interne forment des crêtes.

Grana

Chloroplaste: Les thylakoïdes forment des empilements de disques appelés grana.

Mitochondries: Les Cristae ne forment pas de grana.

Compartiments

Chloroplaste: Deux compartiments peuvent être identifiés: les thylakoïdes et le stroma.

Mitochondries: Deux compartiments peuvent être trouvés: les crêtes et la matrice.

Pigments

Chloroplaste: La chlorophylle et les caroténoïdes sont présents sous forme de pigments photosynthétiques dans la membrane thylakoïde.

Mitochondries: Aucun pigment ne peut être trouvé dans les mitochondries.

Conversion de l'énergie

Chloroplaste: Le chloroplaste stocke l'énergie solaire dans les liaisons chimiques du glucose.

Mitochondries: Les mitochondries convertissent le sucre en énergie chimique qui est l'ATP.

Matières premières et produits finis

Chloroplaste: Les chloroplastes utilisent du CO₂ et H₂O afin d'accumuler du glucose.

Mitochondries: Les mitochondries décomposent le glucose en CO₂ et H₂O.

Oxygène

Chloroplaste: Les chloroplastes libèrent de l'oxygène.

Mitochondries: Les mitochondries consomment de l'oxygène.

Processus

Chloroplaste: La photosynthèse et la photorespiration se produisent dans le chloroplaste.

Mitochondries: Les mitochondries sont un site de chaîne de transport d'électrons, de phosphorylation oxydative, de bêta-oxydation et de photorespiration.

Conclusion

Les chloroplastes et les mitochondries sont tous deux des organites liés à la membrane qui sont impliqués dans la conversion d'énergie. Le chloroplaste stocke l'énergie lumineuse dans les liaisons chimiques du glucose dans le processus appelé photosynthèse. Les mitochondries convertissent l'énergie lumineuse stockée dans le glucose en énergie chimique, sous forme d'ATP qui peut être utilisée dans les processus cellulaires. Ce processus est appelé respiration cellulaire. Les deux organites utilisent du CO₂ et ô₂ dans leurs processus. Les chloroplastes et les mitochondries participent à la différenciation cellulaire, à la signalisation et à la mort cellulaire autre que leur fonction principale. En outre, ils contrôlent la croissance cellulaire et le cycle cellulaire. Les deux organites sont considérés comme issus de l'endosymbiose. Ils contiennent leur propre ADN. Mais la principale différence entre les chloroplastes et les mitochondries réside dans leur fonction dans la cellule.

Référence: 1. « Chloroplaste ». Wikipédia, l'encyclopédie libre, 2017. Consulté le 02 février 2017 2. "Mitochondrie". Wikipédia, l'encyclopédie gratuite, 2017. Consulté le 02 février 2017

Avec l'aimable autorisation de l'image: 1. « Structure du chloroplaste » par Kelvinsong - Travail personnel (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia 2. "Membrane thylacoïde 3" par Somepics - Travail personnel (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia 3. ": Calvin-cycle4" de Mike Jones - Travail personnel (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia 4. "Structure mitochondriale" de Kelvinsong; modifié par Sowlos - Travail personnel basé sur: Mitochondrion mini.svg, CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia 5. "Cycle de l'acide citrique noi" Par Narayanese (discussion) - Version modifiée de Image: Citricacidcycle_ball2.png. (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikipedia 6. «Chaîne de transport d'électrons» Par T-Fork - (Domaine public) via Commons Wikimedia