ATP-dépendance de la cyclose

Le déplacement des organites dans le cytosol, en particulier la cyclose des chloroplastes, met en jeu un processus energétique chimio-mécanique. C'est la conversion de l'énergie chimique fournie par l'hydrolyse de l'ATP en énergie mécanique qui permet le déplacement (voir Etude de la cyclose dans la cellule géante des Characées). C'est la respiration cellulaire qui est à l'origine de l'ATP. Un bloquage de la respiration mitochondriale doit empêcher le renouvellement de l'ATP et finalement entraîner l'arrêt des courants cytoplasmiques d'organites.


Objectif
Vérifier indirectement l'ATP-dépendance de la cyclose, en plaçant des cellules de feuille d'Elodée en présence d'ions cyanure qui bloquent la chaîne respiratoire mitochondriale.

Protocole
Un fragment de feuille d'Elodée est monté dans l'eau. On repère une cellule dans laquelle la cyclose des chloroplastes est bien visible. On introduit dans le milieu extracellulaire par diffusion, une goutte d'extrait aqueux de laurier cerise qui contient des ions CN- (cyanure). On observe les conséquences de cet ajout sur le déplacement des organites.

Résultats

Test CN-
Click droit sur la vidéo: ouverture de la fenêtre de commandes.
La cyclose des chloroplastes est fortement ralentie une vingtaine de secondes (ici) après l'ajout de l'extrait contenant les ions CN-.
Autre test CN-

Cellule dans eau + extrait (CN-)
Extrait introduit depuis 1 min

Cellule dans eau + extrait (CN-)
Extrait introduit depuis 1 min 40s
Cellule dans l'eau
L'ajout d'extrait entraîne ici un ralentissement puis un arrêt de la cyclose des chloroplastes et du déplacement des autres organites présents dans le cytosol (en particulier les mitochondries).

Interprétation
Les observations suggèrent que des ions CN- présents dans l'extrait sont entrés dans les cellules puis dans les mitochondries où ils ont bloqué la chaîne respiratoire, avec pour conséquence, l'arrêt des phosphorylations oxydatives qui renouvellent l'ATP.
Sans renouvellement de l'ATP, les mouvements d'organites ne peuvent être entretenus.
Rq/ L'interprétation doit être discutée car d'autres constituants présents dans l'extrait pourraient également influer sur la cyclose.
Complément voir "Mécanisme moléculaire de la cyclose : un modèle" (site SVT Lycée).