Cellule et transports membranaires Flashcards
1
Q
Quels sont les deux types principaux de cellules chez les eucaryotes ?
A
Cellules somatiques (ex : cellules musculaires) et cellules germinales (ex : spermatozoïdes, ovocytes).
2
Q
Quelle est la différence principale entre cellules procaryotes et eucaryotes ?
A
Les cellules eucaryotes ont un noyau et des organites membranaires, contrairement aux cellules procaryotes.
3
Q
De quoi est composé le cytoplasme ?
A
Du cytosol, des organites, et du noyau.
4
Q
Quel est le rôle du noyau dans la cellule ?
A
Il contient l’information génétique nécessaire à la synthèse des protéines et à la transmission héréditaire.
5
Q
Quelles sont les quatre principales structures du noyau ?
A
- Membrane nucléaire : Double membrane entourant le noyau, contenant des pores permettant les échanges entre le noyau et le cytoplasme.
- Nucléoplasme : Substance liquide dans laquelle baignent les composants du noyau, notamment l’ADN et les nucléoles.
- Chromatine : ADN décondensé associé à des protéines, permettant l’expression des gènes et la division cellulaire.
- Nucléole : Structure dense dans le noyau, responsable de la synthèse des ARN ribosomiques et de l’assemblage des sous-unités ribosomiques.
6
Q
Quelle est la fonction du nucléole ?
A
Synthèse des ARN ribosomiques.
7
Q
Que contient la chromatine ?
A
L’ADN sous forme décondensée.
8
Q
Quel est le rôle des pores nucléaires ?
A
Réguler les échanges entre le noyau et le cytoplasme.
9
Q
Quels sont les trois principaux constituants de la membrane plasmique ?
A
Phospholipides, cholestérol, protéines (transmembranaires et périphériques).
10
Q
Quel est le rôle principal du cholestérol dans la membrane plasmique ?
A
Réguler la fluidité membranaire en fonction de la température.
=> La fluidité augmente lorsque la température diminue.
11
Q
Pourquoi parle-t-on de “mosaïque fluide” pour la membrane plasmique ?
A
Les molécules lipidiques et protéiques sont mobiles, favorisant l’adaptabilité de la membrane. (par exemple ouverture des canaux)
12
Q
Quels sont les rôles des protéines transmembranaires et périphériques ?
A
- Transmembranaires : Transport, signalisation cellulaire.
- Périphériques : Soutien structurel, signalisation.
13
Q
Quels sont les trois types de transports passifs ?
A
Diffusion simple, diffusion facilitée, osmose.
–
- Diffusion simple :
- Passage direct à travers la membrane plasmique, sans aide.
- Exemple : L’oxygène (O₂) et le dioxyde de carbone (CO₂) diffusent directement à travers la membrane.
2. Diffusion facilitée : - Passage de molécules via des protéines transmembranaires, sans consommation d’énergie.
- Exemple : Le glucose utilise une protéine de transport pour entrer dans la cellule. Les ions (comme Na⁺ ou K⁺) traversent via des canaux ioniques.
3. Osmose : - Passage de l’eau à travers une membrane semi-perméable, selon le gradient de concentration.
- Exemple : L’eau entre dans une cellule végétale par osmose pour équilibrer les concentrations entre le milieu intracellulaire et extracellulaire.
14
Q
Qu’est-ce que l’osmose ?
A
Passage de l’eau à travers une membrane semi-perméable d’un milieu moins concentré en solutés vers un milieu plus concentré.
15
Q
Citez deux exemples de transports actifs et leur rôle.
A
- Pompe Na+/K+ : Maintien du potentiel membranaire.
- Transport actif secondaire : Cotransport du glucose avec le sodium.
16
Q
Quelle est la différence entre exocytose et endocytose ?
A
- Exocytose : Libération de molécules dans le milieu extracellulaire.
- Endocytose : Capture de molécules ou particules dans des vésicules.
17
Q
Quel est le rôle principal des mitochondries ?
A
Production d’énergie (ATP) via la respiration cellulaire.
18
Q
Quelles sont les fonctions du réticulum endoplasmique rugueux (REG) et lisse (REL) ?
A
- REG : Synthèse des protéines grâce aux ribosomes.
- REL : Synthèse des lipides et détoxification.
19
Q
À quoi servent les lysosomes ?
A
Digestion des particules ingérées et des organites usés.
20
Q
Quel est le rôle de l’appareil de Golgi ?
A
Maturation, emballage et transport des protéines.
21
Q
Quelles sont les quatre phases principales du cycle cellulaire ?
A
G1, S, G2, M (mitose).
22
Q
Que se passe-t-il lors de la phase S ?
A
Réplication de l’ADN, doublant le nombre de chromatides.
23
Q
Quelle est la différence entre mitose et méiose ?
A
- Mitose : Division des cellules somatiques, produit 2 cellules diploïdes.
- Méiose : Division des cellules germinales, produit 4 cellules haploïdes.
24
Q
Expliquez le crossing-over.
A
Échange de segments d’ADN entre chromatides non sœurs lors de la prophase I de la méiose. Permet le brassage génétique.
25
Quelles sont les étapes de la mitose ?
Prophase, Métaphase, Anaphase, Télophase. (Cytocinèse)
--
1. Prophase :
* Les chromosomes se condensent, devenant visibles sous forme de structures en X.
* La membrane nucléaire commence à se désintégrer.
* Les centrioles migrent vers les pôles opposés de la cellule, formant le fuseau mitotique.
2. Métaphase :
* Les chromosomes s’alignent sur la plaque équatoriale (au centre de la cellule).
* Les microtubules du fuseau mitotique se fixent aux centromères des chromosomes.
3. Anaphase :
* Les chromatides sœurs se séparent au niveau du centromère.
* Elles sont tirées vers les pôles opposés de la cellule par les microtubules.
4. Télophase :
* Les chromosomes décondensés reprennent leur forme filamenteuse.
* Deux nouvelles enveloppes nucléaires se forment autour des deux ensembles de chromosomes.
* Le fuseau mitotique disparaît, marquant la fin de la division nucléaire.
Enfin, la cytocinèse (séparation du cytoplasme) suit souvent la mitose pour produire deux cellules filles distinctes.
26
Quelle méthode permet d’observer des organites cellulaires en détail ?
Microscopie électronique.
--
Explication :
* Le MET utilise un faisceau d’électrons pour traverser l’échantillon.
* Cela permet de visualiser des structures internes de l’échantillon avec une très haute résolution, allant jusqu’à l’échelle nanométrique (1 nm ≈ 10⁻⁹ m).
* Les organites, tels que les mitochondries, les ribosomes, ou le réticulum endoplasmique, peuvent être observés de manière fine grâce à cette méthode.
* En revanche, elle nécessite des échantillons très minces et des préparations spécifiques (fixation, inclusion, etc.).
27
Quels sont les trois types de microscopes et les ordres de grandeurs observables ?
Microscope optique, miscroscope électronique à transmission, miscroscope électronique à balayage
* Microscope optique : Résolution de 200 nm à 10 µm (peut observer des cellules entières et certains grands organites comme le noyau).
* Microscope électronique à transmission (MET) : Résolution jusqu’à 0,1 nm (idéal pour observer des structures internes comme les ribosomes ou membranes cellulaires).
* Microscope électronique à balayage (MEB) : Résolution de 1 à 10 nm (observation des surfaces en 3D).
Note de mémorisation : Pensez à l’échelle des structures biologiques :
* Cellules : µm (micromètres).
* Organites : nm (nanomètres).
* Protéines et molécules : sous-nanométriques (< 1 nm).
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Quelle est la différence entre microscopie électronique à transmission et à balayage ?
* Transmission : Observation des détails internes en 2D.
=> mitochondries (crêtes internes), RE, ribosomes, chromatine
* Balayage : Observation de la surface externe en 3D.
=> Surface globule rouge, membrane plasmique, pores nucléaires, structure des cils d'une cellule ciliée
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Qu’est-ce que l’électrophorèse ?
Technique de séparation des molécules selon leur taille et leur charge.
30
Quel est le rôle principal de la pompe Na+/K+ ?
Maintenir le potentiel de repos et réguler le volume cellulaire.
31
Pourquoi les membranes cellulaires sont-elles essentielles pour l’absorption des nutriments ?
* Permettent l’entrée des nutriments via des transporteurs spécifiques (ex : glucose via SGLT1).
* Régulent les flux d’ions nécessaires au métabolisme.
32
Pourquoi les mitochondries possèdent-elles leur propre ADN ?
Elles produisent localement les protéines nécessaires à la respiration cellulaire, favorisant une réponse rapide.
33
Pourquoi étudier les transports membranaires est-il important pour un diététicien ?
Les transports membranaires sont essentiels pour comprendre :
1. L’absorption des nutriments : Glucose (diffusion facilitée via GLUT), sodium (transport actif couplé), etc.
2. L’élimination des déchets : Excrétion de l’urée ou régulation des ions via la pompe Na+/K+.
3. Les pathologies associées : Par exemple, résistance à l’insuline dans le diabète de type 2 où les transporteurs GLUT sont affectés.
34
Quel est le lien entre la pompe Na+/K+ et l’alimentation ?
La pompe Na+/K+ régule :
1. L’équilibre hydrique (rétention/excrétion d’eau en fonction des apports en sodium).
2. L’influx nerveux et la contraction musculaire, particulièrement pertinent chez les sportifs.
Une alimentation riche en sodium (excès de sel) surcharge la pompe et peut mener à l’hypertension.
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Recommandations spécifiques pour les sports d’ultra-endurance :
* Sodium :
* Avant l’effort : Une alimentation légèrement enrichie en sodium pour maximiser les réserves (notamment si l’effort se fait en milieu chaud).
* Pendant l’effort : Consommer des électrolytes (gels, boissons isotoniques) contenant du sodium pour compenser les pertes (300-600 mg/heure selon les pertes estimées).
* Potassium :
* Pendant l’effort : Maintenir un équilibre avec une source modérée de potassium pour éviter les troubles du rythme cardiaque (ex. banane, boissons isotoniques).
* Éviter les déséquilibres : Une supplémentation excessive en sodium sans apport de potassium peut aggraver l’hyponatrémie et augmenter le risque cardiovasculaire.
35
Pourquoi les mitochondries sont-elles essentielles pour un diététicien ?
1. Les mitochondries sont responsables de la production d’ATP via le cycle de Krebs et la chaîne respiratoire, nécessitant glucose, lipides et parfois protéines comme substrats.
2. Pathologies comme l’obésité ou le diabète affectent la fonction mitochondriale, entraînant une réduction de l’énergie disponible.
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En résumé, une réduction de l’énergie disponible affecte les tissus à haute demande énergétique (muscles, cerveau, cœur) en provoquant fatigue, dysfonctionnement organique et réduction des performances physiques et mentales. Une alimentation riche en nutriments essentiels (oméga-3, antioxydants, vitamines du groupe B) est cruciale pour soutenir la fonction mitochondriale et prévenir ces effets.
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Quel est le rôle des membranes cellulaires dans l’absorption des acides gras ?
1. Les AG libres traversent les membranes des entérocytes (intestin grêle) par diffusion simple grâce à leur liposolubilité.
2. Les AG sont ensuite incorporés dans des chylomicrons (système lymphatique) pour être transportés vers les cellules.
3. Importance en diététique : Comprendre ces mécanismes est crucial pour optimiser les recommandations en lipides chez les patients (sportifs, pathologies métaboliques)
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* Choisir les sources lipidiques en fonction des besoins spécifiques du patient.
* Privilégier les graisses de haute qualité nutritionnelle (oméga-3, AGMI) et limiter les graisses délétères (trans, AGS en excès).
* Éduquer sur les aliments riches en lipides bénéfiques, en insistant sur leur rôle dans la santé mitochondriale et le métabolisme énergétique global.
37
Qu’est-ce qu’un transport actif ?
Transport de molécules à travers une membrane contre leur gradient de concentration (du moins concentré vers le plus concentré) nécessitant de l’énergie sous forme d’ATP.
38
Quels sont les deux types principaux de transport actif ?
1. Transport actif primaire : Utilise directement l’ATP (ex : pompe Na+/K+).
2. Transport actif secondaire : Utilise l’énergie fournie par le gradient électrochimique créé par un transport actif primaire (ex : symport glucose/Na+).
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Qu’est-ce qu’un uniport ?
Transport d’une seule molécule ou ion dans une seule direction à travers une membrane.
Il peut être soit passif, soit actif, selon les conditions et les molécules transportées.
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1. Uniport passif :
* Mécanisme : Se fait selon le gradient de concentration ou électrochimique (de la zone de forte concentration vers celle de faible concentration).
* Exemple : Transport du glucose par le transporteur GLUT dans certains tissus. Le glucose passe de manière passive selon son gradient de concentration, sans besoin d’énergie.
2. Uniport actif :
* Mécanisme : Se fait contre le gradient de concentration ou électrochimique, nécessitant un apport d’énergie (souvent sous forme d’ATP).
* Exemple : Dans certaines conditions spécifiques, des pompes utilisant l’énergie permettent un transport actif d’une seule molécule, bien qu’elles soient plus souvent associées à des symports ou antiports.
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Qu’est-ce qu’un symport ?
Transport de deux molécules ou ions dans la même direction à travers une membrane.
Exemple : Symport sodium/glucose dans les cellules intestinales (SGLT).
41
Qu’est-ce qu’un antiport ?
Transport de deux molécules ou ions dans des directions opposées à travers une membrane.
Exemple : Pompe Na+/K+ (3 Na+ sortent, 2 K+ entrent).
42
Quelle est la fonction de la pompe Na+/K+ ?
Maintient les gradients ioniques : expulse 3 ions Na+ hors de la cellule et fait entrer 2 ions K+ dans la cellule, avec consommation d’ATP.
Importance : Essentielle pour le potentiel de membrane, l’influx nerveux, et le transport actif secondaire.
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Quel est le rôle des symports dans l’intestin ?
Transport simultané du glucose et du sodium depuis la lumière intestinale vers l’intérieur des cellules intestinales. Utilise l’énergie du gradient de Na+ créé par la pompe Na+/K+.
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Pourquoi le transport actif secondaire est-il indirectement lié à l’ATP ?
Il dépend du gradient électrochimique créé par le transport actif primaire, qui lui utilise directement l’ATP.
45
Quel est l’impact des antiports sur l’équilibre cellulaire ?
Les antiports permettent de maintenir l’équilibre ionique, le volume cellulaire, et le pH intracellulaire. Exemple : échangeur Na+/H+ dans la régulation du pH.
