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| BIOC0709-3 | Bioénergétique
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| Durée : | 30h Th, 20h Pr |
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| Nombre de crédits : |
| Master en biochimie et biologie moléculaire et cellulaire, à finalité approfondie, 1re année | | Deuxième quadrimestre | | 3 |
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| Master en biochimie et biologie moléculaire et cellulaire, à finalité didactique, 1re année | | Deuxième quadrimestre | | 3 |
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| Master en biochimie et biologie moléculaire et cellulaire, à finalité spécialisée en bio-industrie, 1re année | | Deuxième quadrimestre | | 3 |
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| Master en biochimie et biologie moléculaire et cellulaire, à finalité spécialisée en biochimie industrielle, 1re année | | Deuxième quadrimestre | | 3 |
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| Master en biochimie et biologie moléculaire et cellulaire, à finalité spécialisée en bioinformatique et modélisation, 1re année | | Deuxième quadrimestre | | 3 |
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| Master en sciences biologiques | | Deuxième quadrimestre | | 5 |
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| Nom du professeur : | Pierre Cardol, Fabrice Franck |
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| Coordinateur(s) : | Fabrice Franck |
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Langue(s) du cours :
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| Langue française |
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Contenus du cours :
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| Partim Mitochondrie (Pierre Cardol)
A) Introduction
Vie énergie et métabolisme - ATP et gradients d'ions : stocks intermédiaires d'énergie - Oxygène : ses bénéfices et dangers - Cofacteurs dans les réactions redox.
B) Les chaînes respiratoires
Chaîne respiratoire mitochondriale : le flux d'électrons - Organisation des complexes protéiques - Chaînes respiratoires bactériennes - Mécanisme chimio-osmotique - Transfert d'énergie via un gradient de protons.
C) La synthèse d'ATP
Stoechiométrie - Rapport H+/P : approche cinétique - Rapport H+/P : approche thermodynamique.
D) Le gradient électrochimique de protons
Principes de la génération d'un gradient de protons - Mécanismes impliquant des transporteurs d'hydrogène - Cycle de 1'ubiquinone - Pompes redox à protons.
E) Mécanisme de transfert d'électrons.
F) Mécanisme de synthèse d'ATP
Energétique - Mécanisme enzymatique - Modèle conformationnel.
G) Couplage et découplage entre respiration et phosphorylation (OXPHOS)
Mécanisme de couplage - Agents découplants - Distinction entre découplage intrinsèque et dissipation du gradient de protons - Compartimentation - Transporteurs - Contrôle de la synthèse d'ATP.
H) OXPHOS : mécanismes moléculaires et structures des complexes
Complexe I - Complex II- Complexe Ill - Complexe IV - Complexe V.
I) Autres usages du gradient de protons - Transports de métabolites, andions et cations.
J) Dissipation d'énergie redox - Rôle
- NADH déshydrogénases - oxydase alternative.
K) Dissipation du gradient électrochimique de protons - Les protéines découplantes
Mise en évidence fonctionnelle - Régulation - Contribution à la respiration - Effet sur l'efficacité de l'OXPHOS
Partim Photosynthèse (Fabrice Franck)
A) Introduction -Principe général de la photosynthèse oxygénique- Les thylakoïdes des plantes, algues et cyanobactéries.
B) Les premières expériences d'Emerson, démonstration de l'existence des photosystèmes chez les algues unicellulaires
C) Les pigments des photosystèmes -tétrapyrroles et caroténoïdes
D) Propriétés des états excités des pigments in vitro et in vivo. Principes des transferts d'énergie d'excitation entre pigments et des séparations de charges
E) Structures moléculaires et fonctions des complexes collecteurs de lumière -LHC's des plantes vertes, phycobilisomes des algues bleues et rouges, LHC's des bactéries photo synthétiques
F) Les centres réactionnels photosynthétiques -Relations structure-fonction. Evolution des centres réactionnels.
G) Transport d'électrons photosynthétique et photophosphorylations -Structure et fonction du cytochrome b6/f, application de la théorie chimiosmotique à la photophosphorylation - Particularités et régulation de ATP synthétase chloroplastique
H) La fluorescence chlorophyllienne comme outil d'analyse des processus photochimiques et de la dissipation de l'énergie d'excitation in vivo - Théorie des relations entre rendements et flux énergétiques - Applications écophysiologiques
I) Processus de régulation du transport d'électrons photosynthétique -Phosphorylation des protéines, transitions d'état, extinction non-photochimique, cycle des xanthophylles, photoinhibition, interactions mitochondries-chloroplastes
J) Un cas particulier de pompe à protons photo-dépendante : la bactériorhodopsine |
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Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) du cours :
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| La respiration et la photosynthèse génèrent un gradient électrochimique de protons qui peut être utilisé comme force motrice pour la synthèse d'ATP . Les objectifs du cours sont d'expliquer les principes qui régissent ces processus et d'étudier les structures des complexes protéiques impliqués. L'accent est aussi mis sur la balance entre les systèmes conservateurs et dissipateurs d'énergie et sur la réponse des systèmes face aux stress énergétiques. |
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Prérequis et corequis / Modules de cours optionnels recommandés :
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| Cours de Biochimie générale et de Physiologie cellulaire.
Notions de base sur la respiration, la photosynthèse et les voies métaboliques majeures (cycle de Krebs, Glycolyse, cycle de Clavin). |
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Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement :
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| Exposés oraux avec participation active |
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Mode d'enseignement (présentiel ; enseignement à distance) :
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| Présentiel |
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Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours :
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| "Bioenergetics 3" de David G. Nicholls and Stuart J. Ferguson (Academic press 2002). Les illustration en support de cours seront délivrées au préalable et des notes générales servant de base pour le cours seront distribuées en fin d'année. |
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Modalités d'évaluation et critères :
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| Examen oral individuel précédé d'une préparation écrit (60% de la note finale)
Examen écrit collectif (40% de la note finale) |
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Remarques organisationnelles :
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| Cours organisé au second semestre |
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Contacts :
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| Pierre Cardol
043663840
pierre.cardol@ulg.ac.be
Fabrice Franck
043663904
F.Franck@ulg.ac.be |
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