BIO 3 - membrane plasmique Flashcards
Quels sont les types de composants de la membrane ?
- Une bicouche de phospholipides formant une barrière imperméable; + cholestérol (dans les cellules animales)
o Une tête polaire (hydrophile) et deux queues apolaires (hydrophobes)
o La zone interne apolaire empêche le passage de substances hydrophiles
o Fluidité : les phospholipides peuvent se déplacer les uns par rapport aux autres - Des protéines transmembranaires exerçant diverses fonctions (transport, communication, …)
- Un réseau de protéines intracellulaires (périphériques) liées au cytosquelette, assurant le soutien
- Divers marqueurs de surface, sous forme de chaînes glucidiques liées à des protéines (glycoprotéines) ou des lipides (glycolipides), donnent l’identité des cellules. Ils forment ensemble le glycocalyx
Quelles sont les fonctions des protéines membranaires ?
- Transporteurs ou canaux : transfert sélectif de substances à travers la membrane (entrée ou sortie)
- Enzymes : de nombreuses réactions enzymatiques ont lieu à la face interne de la membrane plasmique
- Récepteurs de surface : reconnaissent molécules à l’extérieur et transmettent un signal chimique à l’intérieur
- Marqueurs de surface : glycoprotéines qui marquent les cellules pour leur donner une identité spécifique
- Protéines d’adhérence : permettent aux cellules d’adhérer les unes aux autres à travers des interactions
- Protéines de fixation au cytosquelette : protéines d’adhérence qui se fixent par l’intermédiaire de protéines de liaison (adaptatrices)
Quelle est la structure des protéines membranaires ?
Protéines transmembranaires :
* Traversent la membrane des deux parts de la membrane
* Possèdent un ou plusieurs domaines transmembranaires, constitués d’acides aminés polaires, retenus à l’intérieur de la bicouche lipidique
* Les extrémités polaires de la protéines font saillie de part et d’autre de la membrane
Protéines membranaires extrinsèques :
* Attachées à la membrane par des molécules d’ancrage qui s’associent aux phospholipides
* Les molécules d’ancrage sont des lipides modifiés attachés d’une part à la protéine (lipoprotéine) et insérés d’autre part dans la membrane
Comment se fait le passage des substances ?
La bicouche lipidique, en raison de sa nature hydrophobe, laisse passer des molécules apolaires, mais est imperméable aux molécules polaires. Il y a ainsi un flux continuel de molécules entre la cellule et le milieu extérieur :
* Capture des nutriments
* Ajustement du pH et des concentrations ioniques
* Sécrétion de substances
Il y a plusieurs modes de passage de molécules à travers la membrane :
* Diffusion simple à travers la bicouche lipidique : molécules apolaires
* Transport à l’aide de protéines transmembranaires : molécules polaires et chargées
* Endocytose/exocytose par repliements de la membrane : grandes molécules
Comment fonctionne la diffusion ?
Principe de diffusion : les molécules et ions en solution sont en mouvement constant, depuis les régions les plus concentrées vers les raisons moins concentrées. C’est un transport passif (naturel, sans besoin d’énergie) :
* Diffusion simple : les molécules apolaires et non chargées traversent directement la membrane plasmique selon gradient (plus concentrés moins concentrés), jusqu’à l’égalisation des C. Ex : O2, CO2, hormones stéroïdes
* Diffusion facilitée : les molécules polaires ou chargées ont besoin d’un canal/transporteur/perméases/canaux ioniques pour traverser la membrane, dans le sens de gradient. Ex : eau, ions, glucose
o Pour les canaux ioniques, il y a une étape de fixation de la molécule à transporter qui implique une saturation possible et donc une vitesse de transport limitée (ralentit le flux)
o Les perméases peuvent fonctionner dans les deux sens
o Grande spécificité du canal ionique et les perméases pour la molécule à transporter
Comment fonctionne l’osmose ?
- Dans une solution aqueuse, les molécules dissoutes et les molécules d’eau sont en mouvement
- Si deux concentrations différentes sont séparées par une membrane semi-perméable qui est perméable à l’eau mais pas aux solutés, les molécules d’eau vont migrer à travers la membrane vers la solution la plus concentrée
- La pression osmotique sert à arrêter le flux d’eau
- La concentration osmotique d’une solution dépend de la concentration de l’ensemble des solutés
- La solution la plus concentrée est dite hypertonique, la moins concentrée hypotonique; deux solutions de même concentration osmotique sont dites isotoniques
- Dans le sang :
o Si je plonge des globules rouges dans une solution hypertonique, l’eau va sortir des GR (contraction)
o Si je plonge des globules rouges dans une solution isotonique, les GR seront normales
o Si je plonge des globules rouges dans une solution hypotonique, l’eau va rentrer dans les GR
Comment se fait le transport actif ?
- Besoin d’énergie pour transporter les molécules contre gradient de concentration.
- Ions, sucres, acides aminés, nucléotides
- Assuré par des transporteurs protéiques
o Uniport: transporte une seule substance
o Symport: transporte simultanément deux substances dans la même direction
o Antiports: transporte deux substances en directions opposées
Comment fonctionne la pompe Na+/K+ ?
- Situation initiale : [Na+] cytosol < extérieur, et [K+] cytosol > extérieur
- Pompage Na+ hors de la cellule et de K+ dans la cellule par un transporteur protéique antiport (+ énergie)
1) 3 Na+ se lient à la pompe coté cytosol
2) Liaison d’un ATP qui cède un phosphate à la pompe, ce qui change sa conformation
3) Les Na+ sont libérés à l’extérieur et la nouvelle forme a une grande affinité pour la liaison de 2 K+
4) La pompe perd son phosphate et change de conformation, ce qui fait expulser les K+ dans la cellule
5) Retour à la conformation initiale qui a une grande affinité pour 3 Na+
Comment fonctionne le co-transporteur Na+/glucose ?
- Où ? Qui ? Dans les cellules de l’épithélium intestinal ; co-transporteur symport
- Quoi ? transport passif de Na+ : flux qui fournit l’énergie pour le transport actif du glucose
1) Deux Na+ se lient au transporteur côté extracellulaire (attirés par des charges – sur la protéine).
2) Changement de conformation du co-transporteur et liaison d’un glucose.
3) Le flux d’ions permet le passage du glucose, un nouveau changement de conformation s’ensuit.
4) Le glucose et les Na+ sont libérés dans le cytosol.
Comment fonctionnent les transporteurs dans le réseau membranaire interne ?
Dans la membrane de différents organites de la cellule on trouve des canaux et des transporteurs passifs ou actifs, qui permettent le contrôle de la répartition de solutés au sein des différents compartiments de la cellule.
1) Canaux calcium (passif) : REL cytosol
2) Pompe à proton (actif) : cytosol lysosomes
Comment se fait le transport de l’eau dans la cellule ? Qu’est-ce que le diabète insipide ?
- La capacité de diffusion de l’eau à travers la bicouche lipidique est faible, donc elle traverse les aquaporines, des canaux protéiques qui facilitent le passage de l’eau à travers la membrane (diffusion facilitée)
- Un disfonctionnement de l’aquaporine AQP2 est à l’origine d’une forme de diabète insipide :
o Production abondante d’urine diluée
o Manque de réabsorption d’eau par des cellules dans les reins
Comment se fait le transport des grandes molécules ?
Les macromolécules (protéines, polysaccharides, et lipides) ainsi que les microorganismes et autres particules traversent la membrane plasmique via la formation de vésicules.
* Endocytose: entrée dans la cellule
o Importante pour la nutrition cellulaire, l’incorporation de macromolécules dans des structures cellulaires
o Impliquée dans la destruction de microorganismes par des cellules spécialisées du système immunitaire
* Exocytose: exportation hors de la cellule
o Impliquée dans la sécrétion d’hormones, et d’autres substances
Comment se fait l’endocytose ?
Phagocytose:
* Pour les particules (cellules, microorganismes, fragments organiques)
* La membrane entoure la particule, puis se referme pour créer une vésicule
Pinocytose:
* Pour les substances dissoutes
* Capture sous forme de gouttelettes de fluide
* Invagination de la membrane et formation d’une vésicule
Endocytose via récepteur:
* Pour des macromolécules spécifiques : ex. transferrine (transport du fer); lipoprotéines LDL (transport du cholestérol)
* Fixation préalable des macromolécules sur des récepteurs membranaires protéiques (“attirent“ ces molécules même si elles sont peu concentrées)
* Généralement dans une région de la membrane où le feuillet interne est recouvert d’une assise protéique particulière (formée de clathrine)
* Invagination de la membrane et formation d’une vésicule enrobée de clathrine
Qu’est-ce qui se passe après l’endocytose ?
- La plupart des macromolécules et particules ingérées par endocytose finiront par être dégradées dans des lysosomes, et les composés qui en résultent pourront passer dans le cytosol
- Certaines vésicules d’endocytose vont s’associer au Golgi, à partir duquel les molécules endocytées seront dirigées vers des compartiments spécifiques de la cellule
Qu’est-ce que l’hypercholestérolémie familiale ?
- Dysfonctionnement du récepteur nécessaire à l’endocytose de la lipoprotéine LDL
- Le LDL chargé de cholestérol reste dans le sang et se dépose dans différentes parties du corps (ex. paupières), ainsi que dans les artères (risques cardiovasculaires)
