Quelle est la fonction principale des mitochondries dans les cellules ?

Les mitochondries sont des organites présents dans la plupart des cellules eucaryotes, notamment chez les animaux, les végétaux et les champignons. Leur fonction principale est de fournir à la cellule l’énergie immédiatement utilisable dont elle a besoin. Elles produisent cette énergie sous forme d’ATP, ou adénosine triphosphate, une molécule qui peut être rapidement consommée pour alimenter de nombreuses réactions cellulaires, comme le transport de substances, la synthèse de molécules ou la contraction musculaire.

La production d’ATP

La production d’ATP s’inscrit dans la respiration cellulaire, un ensemble de réactions qui permettent d’extraire l’énergie contenue dans les nutriments, en particulier le glucose. La glycolyse commence dans le cytoplasme et transforme le glucose en pyruvate. Dans les cellules qui disposent de mitochondries, les produits issus de cette étape sont ensuite pris en charge par la mitochondrie. Le cycle de Krebs se déroule principalement dans sa matrice et produit des transporteurs d’électrons, notamment le NADH et le FADH2. Ceux-ci cèdent leurs électrons à la chaîne respiratoire située dans la membrane interne de la mitochondrie.

Le rôle de la membrane interne

La chaîne respiratoire utilise l’énergie des électrons pour déplacer des protons et créer une différence de concentration de part et d’autre de la membrane interne. Le retour des protons à travers une enzyme appelée ATP synthase fournit l’énergie nécessaire à la fabrication de l’ATP à partir de l’ADP et d’un phosphate. Cette étape, appelée phosphorylation oxydative, est la principale source de production d’ATP dans les cellules utilisant la respiration aérobie. L’ATP ne constitue pas une réserve énergétique à long terme comparable aux lipides ou au glycogène : il sert surtout d’intermédiaire rapidement renouvelé entre les réactions qui libèrent de l’énergie et celles qui en consomment.

Une fonction centrale, mais pas exclusive

La quantité de mitochondries varie selon les besoins énergétiques des cellules. Les cellules musculaires, par exemple, en contiennent généralement beaucoup parce qu’elles ont besoin d’un apport important d’ATP pour se contracter. Les mitochondries remplissent aussi d’autres fonctions : elles participent à certaines étapes du métabolisme, à la régulation de l’apoptose, c’est-à-dire la mort cellulaire programmée, et, dans certains tissus, à des étapes de la synthèse de molécules particulières. Elles possèdent en outre un ADN propre et se multiplient par division, caractéristiques généralement interprétées comme des indices de leur origine évolutive issue d’une ancienne association entre une cellule ancestrale et une bactérie. Ces rôles complémentaires ne changent toutefois pas leur fonction principale : assurer une grande partie de la production d’ATP nécessaire au fonctionnement cellulaire.