Ch1: Les Membranes Biologiques, Structures Et Fonctions

Question 1

Membranes cellulaires

Answer 1

• indispensables à la vie
• frontière entre l’intérieur et l’extérieur de la cellule
• perméabilité sélective ( laissent passer que certaines molécules /ions)
• constituant principaux : lipides, glucides, protéines

Question 2

Cellule procaryote

Answer 2

Pas de membrane internes

Cellules les + simples et les + petites, entouré d’une membrane plasmique

Question 3

Fonctions des membranes biologiques

Answer 3

• compartimentation( séparation de l’extérieur et intérieur de la cellule)
• échange d’infos entre les cellules
• régulation du transport d’ions, protéines, sucre, graisse…
• mouvements cellulaires( endocytose, exocytose)
• reconnaissance ( antigène de surface)
• régulation du métabolisme ( tranduction intraC des signaux extraC)
• site de réaction chimique

Question 4

Structure de la membrane plasmique

Answer 4

• bicouche lipidique (visible en ME)

- 7 à 8nm d’épaisseur

Question 5

Teteoxyde d’osmium

Answer 5

Marqueur qui se fixe fortement au groupement polaires des têtes de phospholipides

Question 6

Composition des membranes cellulaire

Answer 6

• 49% de lipides ( phospholipides et cholestérol) -> squelette
• 43% de protéines (attachés aux phospholipides) -> fonction
• 8% de glucides ( glycophospholipides et glycoprotéines)

Question 7

Modèle de la mosaïque fluide

Answer 7

Singer et Nicholson

• mosaïque : composition très Hétérogene
• fluide: phospholipides et protéines se déplacent
• 2 couches de phospholipides
• protéines à la surface et à travers
• polysaccharides attachés au lipides/ protéine
• cholestérol entre les phospholipides

Question 8

Les lipides

Answer 8

Molécules amphipathiques :

• tête Hydrophile à l’extérieur ( affinité pour l’eau)
• queue hydrophobe ( à cause des AG) à l’intérieur
• -> bicouche à 2 poles

Question 9

Acides gras

Answer 9

• Constituants clés des lipides membranaires
• acides carboxyliques+ Groupement méthylène CH2 -> chaîne carbonée
• nombre paire de carbone ( entre 14 et 24)-> AG naturels
• AG saturés-> linéaire
• AG insaturés-> coude dans la structure

Question 10

Nomenclature de lipides

Answer 10

• nom commun AG saturés reflete leur origine
• nom systématique reflete leur structure ( nb de C, insaturation)
• si double liaison : volume augmente, adhérence diminue
• dès 10carbones , AG insoluble dans l’eau et solide à T ambiante

Question 11

Incidence sur la cohésion des phospholipides membranaires

Answer 11

• membrane fluide grâce AG insaturés ( double liaison)
• Membrane rigide grâce AG saturés
• AG des membranes: d’origine alimentaire

Question 12

Origine de la cohésion des phospholipides membranaires

Answer 12

• liaison de van der Waals

- interaction hydrophobe ( eau repousse les AG)

Question 13

Les différentes classes de lipides

Answer 13

• les glycerophospholipides
• les sphingolipides
• les stéroïdes

Question 14

les glycerophospholipides

Answer 14

• glycérol+ 2AG + Groupement phosphate + Groupement alcool
• porte le nom du Groupement alcoolique ( ex: choline-> phosphatidylcholine)
• grande diversité ( grâce alcools et AG (+de 900 AG)

Question 15

Les sphingolipides

Answer 15

• constituant de base = sphingosine( dialcool Aminé + chaîne hydrocarbonée)
• à côté des glycerophospholipides membranaires

Question 16

Les stéroïdes

Answer 16

30 à 50% des lipides des membranes plasmique végétale

• cholestérol : principal constituant des tissus animaux
• Groupement hydroxyle le rend amphiphatique
• absent chez la plupart des procaryotes
• rôle : s’intercaler entre les phospholipides membranaires pour rigidifier l’ensemble
  
  • Ergosterol : stéroïdes propre au plantes

Question 17

Structure physique de la Bicouche membranaire fluide

Answer 17

• pas une structure statique
• grande mobilité des lipides dans la membrane
• AG tournent sur eux- mêmes( en qq picosecondes)
• mouvements latéraux ( en qlq ms) et bascules des glycerophospholipides ( + rare que les les mouvements latéraux)

Question 18

Conséquences de la fluidité des membranes

Answer 18

• réparation autonome de la membrane si percée ou déchirée-> rapprochement des phospholipides
• membrane peut faire varier facilement sa taille : ajout ou enlèvement de phospholipides
• permet aux cellules de se diviser : resserrement de l’Équateur

Question 19

Distribution asymétrique des lipides au sein de la membrane

Answer 19

• nécessaire pour diverse fonction impliquant la membrane
• localisation préférentielle des lipides -> fonction de la cellule
  Phosphatidyslerine et phosphatidylethanolamine à l’intérieur

Phosphatidylcholine, glycolipides et cholestérol à l’extérieur
( son “ Co” -> extérieur)

Question 20

Composition lipidique de la Bicouche membranaire

Answer 20

Varié selon le type de membrane

Question 21

Protéines membranaires

Answer 21

50% du poids des membranes plasmique
- 2 classes de protéines :
. Protéines extrinsèques ( périphérique)
. Protéines intrinsèques ( intégrales)

Question 22

Protéines intrinsèques

Answer 22

• traversent la membrane, 1 ou +sieurs fois
• impliquées dans la transmission du signal ++( hormones)
• interagissent avec les protéines du cytosol
• portion transmembranaire :
  . 20 à 25 résidus d’Aa hydrophobes
  . Structure en hélice alpha

Question 23

Protéines extrinsèques

Answer 23

( flotte comme des icebergs sur la mer lipidique)
accolées à la membrane :
- par des interactions électrostatiques
- par ancrage lipidique

Question 24

Mobilité des protéines membranaires

Answer 24

• diffusion latérale

- expérience avec 2 cellules différentes, on obtient des cellules hybrides après incubation= preuve de mobilité

Question 25

Les glucides membranaires

Answer 25

Toujours liés au lipides et protéines membranaires -> Glycolipides et glycoprotéines

• Zone péri- cellulaire riche en glucides
• reconnaissance et protection de la cellule

Question 26

Glycocalix

Answer 26

Glucides membranaires

• glycolipides+ glycoprotéines
• zone péri- cellulaire riche en glucides
• reconnaissance et protection de la Cellule

Question 27

Groupes sanguins

Answer 27

Groupe A: anticorps B et antigène A
Groupe B : anticorps A et antigène B
Groupe AB : pas d’anticorps et antigène A et B
Groupe O : anticorps A et B, et pas d’antigene
- glucides-> rôle des très important dans la diversité des groupes sanguins ( déterminent les antigènes)
- groupe AB : receveur universel
- groupe O : donneur universel

Question 28

Transports membranaires

Answer 28

• membrane plasmique : barrière de diffusion aux ions et molécules polaires (>150 Daltons)
• passage à travers la membrane : transport actif ou passif

Question 29

Transport passif

Answer 29

= sans énergie

• diffusion simple
• diffusion facilité

Question 30

Diffusion simple

Answer 30

• diffusion selon gradient de concentration= du + concentré au - concentré, jusqu’à équilibre ( gradient : différence de concentration entre 2milieux)
• perméabilité aux petites molécules et molécules hydrophobe (liposoluble) ex: O2, CO2, N2, Benzène,Urée,Glycérol,éthanol,stéroïdes,H2O-> petites molécules ( mémo technique : BOCU de GENS)
  saccharose, AA, glucose et ions ne passent pas
  Vitesse de diffusion :
• • rapide quand gradient ↗️ et hydrophobicité ↗️
• • rapide quand taille ↗️

Question 31

Diffusion facilité

Answer 31

Pour les grosses molécules non liposoluble ( sucres, ions)
Diffusion : - selon gradient de concentration
- passage à travers la membrane grâce à des protéines de transport
Structure des canaux : plusieurs sous-unités, association forme la lumière du canal

Question 32

Protéines de transport

Answer 32

• transmembranaire
• protéines porteuse ( changent de forme, ex: GLUT-1-> uniporteur, transporte glucose vers le cytosol
• protéines tunnels( forment des pores dans la membrane, ex: canal ionique-> passage très rapide des ions(1million/s), très sélectif, uniporteur)

Question 33

Les canalopathies

Answer 33

Diffusion facilité

• dysfonctionnements (mutation des gènes) des canaux ioniques membranaires-> + de 20 maladies génétique
• peuvent être musculaire, cardiaque (épilepsie), cérébrale (Parkinson, Alzheimer)

Question 34

Comparaison diffusion simple et facilité

Answer 34

Diffusion facilité nécessite une protéine spécifique (pas diffusion simple)
Vitesse de diffusion importante pour facilité (pas simple)
Diffusion simple: influence de l’hydrophobicité (pas facilité)
Diffusion facilité: spécificité ( pas simple)
Point commun: ne consomment pas d’énergie -> transport passif

Question 35

Osmose

Answer 35

Phénomène passif

• uniquement si membrane semi-permeable (perméable à l’eau mais pas aux solutés)
• déplacement des molécules d’eau d’un milieu hypotonique vers hypertonique jusqu’à l’isotonicité (même concentration)
• pouvoir osmotique électrolytes > non electrolytes
• > osmolarité

Question 36

Aquaporine

Answer 36

• protéines membranaire formant des pores
• passage sélectif des molécules d’eau
• 200types différents
• Tétrameres ( 4 monomères transportant chacun l’eau)
• 0,2 nm de diamètre

Question 37

Mutation de l’aquaporine

Answer 37

Entraine certaines pathologies

Ex: diabète insipide-> mutation de 2 allèles de l’aquaporine

Question 38

Transport actif

Answer 38

Avec énergie

• Transporteurs nécessaire (comme diffusion facilité)
• contre le gradient de concentration (du - au + concentré)
• besoin d’énergie-> ATP, lumière, redox..
• transport défavorable au PDV. thermodynamique
• permet de maintenir un milieu intérieur différents du milieu extérieur

Question 39

Transporteurs ATPases

Answer 39

• Transmembranaires
• site de liaison à l’ATP
• sur la face cytosolique
• clivent l’ATP pour produire de l’énergie et transporter d’autre molécules contre leur gradient

Question 40

Pompe Na+/K+ ATPase

Answer 40

• ATP-> ADP+ Pi
• 3 ions Na+ sortent de la cellule contre 2ions K+ qui rentrent
• utilise 25% de l’ATP cellulaire
• rôle :. propagation des signaux électrique dans le nerf et le muscle
  . Transport actif d’autres molécules
  . Ajustement de l’équilibre osmotique

Question 41

Transporteurs ABC

Answer 41

Transport actif
- la + grande et + variées des familles de transporteurs
- chez tout les vivants
2 sites de reconnaissance pour le substrat + 2domaines de liaison à l’ATP
- importe et export d’ions et de xenobiotique-> detoxification ( important)
- exprimés +++ dans : foie, reins, intestin
- pathologies par altération des transporteurs

Question 42

Transport actif : secondaire/co-transport

Answer 42

• régit par un gradient d’ions
• transport de solutés pas de manière simultanée
  . Si même Direction= SYMport
  . Direction opposé= ANTIport
• transport de À énergétiquement favorable fournis l’énergie pour les transport de B qui est défavorable

Question 43

Comparaison transport actif primaire et secondaire( co- transport)

Answer 43

• nécessite tout les deux une protéine spécifique
• tout les deux: soluté transporté contre son gradient
• couplé à une hydrolyse d’ATP pour le transport actif
• permis par le déplacement d’un ion co-transporté dans le sens de son gradient pour co-transport
• molécules transporté par:
  . Actif : ionsions, petites molécules hydrophile, lipides
  . Co-transport : glucose, acides aminés et saccharose

Question 44

Étude de la fonctionnalité des protéines de transport

Answer 44

1- solubilisation des protéines intrinsèques
2- purification de la protéine de transport
3- incorporation de la protéine de transport dans des liposomes