Cours 3: bicouche etc.

Question 1

Décrit en gros les membranes?

Answer 1

Les membranes sont une bicouche fluide formée de molécules amphiphiles: phospholipides, glycolipides, cholestérol…
La fluidité dépend de la composition de la membrane et de la température de l’environnement
Elle contrôle les entrées et les sorties des matériaux, ce qui lui permet de maintenir son milieu intracellulaire mieux organisé (perméabilité sélective)
Amphiphiles= qui possèdent à la fois un groupe hydrophile et un groupe hydrophobe

Question 2

Quelle est la composition de la membrane plasmique?

Answer 2

Phosphoglycérolipides
Glycolipides
Protéines
Cholestérol

Question 3

Décrit les phosphoglycérolipides?

Answer 3

Lipides les plus abondants de toutes les membranes (plasmique et intracellulaire)
Ester d’un GLYCÉROL (squelette carboné), de 2 acides gras et d’un groupement phosphate portant des charges négatives
D’autres groupes polaires peuvent se lier au phosphate pour constituer divers phophoglycérolipides
Chaînes d’acides gras
- Plus ou moins longues (entre 14 et 24 carbone en général)
- Plus ou moins saturées (double liaison entre 2C)

D’autre groupes polaires peuvent se lier au phosphate pour constituer divers phosphoglycérolipides
D’autres squelettes de carbone que le glycérol sont aussi possibles

Exemple: gaine de myéline

Question 4

Décrit les glycolipides?

Answer 4

Molécule amphipathiques dont la structure ressemble à celle des phospoglycérolipides: 2 chaînes d’acide gras + une tête hydrophile constitiuée d’un ou plusieurs sucres (sans gr. phosphate)
Participe à la formation du glycocalyx
Adhésion des bactéries sur la surface. Bactérie va avoir de la difficulté à atteindre la cellule.

Question 5

Décrit le cholestérol?

Answer 5

Molécule amphipathique dont la partie hydrophobe est formée par un stéroïde et une queue d’hydrocarbures non polaires, alors que la région hydrophile est constituée par un groupement OH.
Pratiquement absent des membranes intracellulaires
Représente environ ¼ des lipides des membranes plasmiques

Question 6

C’Est quoi la fonctions du cholestérol?

Answer 6

Empêche la gélification de la membrane en évitant la cristallisation des acides gras
Diminue la perméabilité membranaire aux molécules hydrosolubles: le cholestérol interagit avec les phospho pour diminuer la perméabilité
Permet la formation de radeaux lipidiques, zone essentielle à l’ancrage de protéines fonctionnelles.
Pas de cholestérol chez les plantes, ni chez les procaryotes (bactéries)
D’autres stérols jouent un rôle similaire chez les végétaux.

Question 7

Décrit les protéines?

Answer 7

Les protéines enchâssées dans la membrane peuvent être modifiées de manière post-traductionnelle: les glycoprotéines
Ajout de sucres vers la partie extracellulaire
Participent aussi à la formation du glycocalyx
Jouent un rôle dans la reconnaissance celluaire
Ajout des résidus glucidiques dans la lumière du RE et de l’appareil de Glogi → c’est pourquoi ces résidus sont toujours situés vers l’extérieur de la cellule.

Question 8

Les étapes de la structure cellulaire?

Answer 8

1. Formation d’une bicouche spontanément
2. Mouvement des phospholipides:
3. L’asymétrie de la bicouche lipidique

Question 9

Comment se fait la formation de la bicouche spontanée?

Answer 9

Toutes les molécules amphiphiles dans l’eau s’assemblent selon deux structures possibles, dépendamment de leur forme intrinsèque.
Une bicouche membranaire se renferme spontanément pour faire un compartiment avec de l’eau à l’intérieur

Question 10

COmment on démontre que la membrane est une bicouche?

Answer 10

on peut utiliser le bain de Langmuir
Un bras compresse des molécules amphiphiles déposées sur l’eau afin de déterminer leur superficie
Que se passe t’il quand on dépose une membrane sur l’eau? Tête hydrophobe,vont se mettre d’un côté.
Les globules rouges sont de bons candidats pour cette expérience: elle n’ont pas de membranes internes
La superficie calculée d’une cellule sphérique = 90 μm2
La superficie mesurée de lipide par cellule = 180 μm2

Question 11

Décrit le mouvement des phospholipides?

Answer 11

-Les lipides de la bicouche membranaire peuvent bouger dans celle-ci de manière spontanée:
Mouvement latéral (sur la même couche)
Rotation (sur 360 degré)
-Le passage d’une couche à l’autre (flip-flop) est rare et nécessite l’action d’une enzyme (la flippase):
Passage difficule de la tête polaire à travers la couche hydrophobe
Besoin d’ATP (énergie)

Question 12

Décrit l’asymétrie de la bicouche lipidique?

Answer 12

Les deux feuillets de la membrane plasmiques n’ont pas de composition identique en phospholipides
Permet de répondre à des fonctions différentes
Signalisation intercellulaire
Liaisons protéiques

Question 13

C’est quoi l’exception de la membrane des Archae?

Answer 13

s a une composition chimique singulière qui permet une plus grande stabilité.
La bicouche est formée par des diéthers du glycérol et des tétraéthers du diglycérol (plus stable que ester)
Les chaînes de carbone attachées au glycérol sont ramifiées et non simples: molécules d’isoprène au lieu d’acides gras

Question 14

Décrit la composition des acides gras dans la mosaïque fluide?

Answer 14

Affecte la température de transition(=zone de T critique où une membrane donnée subit un changement d’état)
La longueur chaînes d’acides gras → + la chaîne est longue + il y a d’interactions → Besoin de plus d’énergie (chaleur) pour rendre fluide
Le degré de saturation des acides gras (insaturé au moins une double liaison C=C)–> Insaturaté en cis espacent les phosphoglycérolipides les uns des autres → augmente la fluidité de la membrane en diminuant le nombre d’interactions entre les chaînes.

Question 15

Décrit la présence des cholestérol dans la mosaïque fluide?

Answer 15

Augmente la stabilité mécanique de la bicouche de phospholipides.
Le passage d’un feuillet à l’autre est possible
Imperméabilise les membranes aux ions
S’insère entre les acides gras des phospholipides et son groupe hydoxy interagit avec les groupements polaire.
La fluidité de la membrane est affectée selon la température:
À haute T: l’interaction du cholestérol avec les acides gras permet de garder la membrane compacte et diminue la fluidité
À basse T: ces mêmes interactions permettent de garder une certaine distance entre les acides gras qui se compacte plus: augmente la fluidité.

Les interactions entre le cholestérol et les lipides dépendent du degré d’insaturation des acides gras.

Question 16

Décrit les protéines enchâssées entre les phospholipides de la membrane dans la mosaïque des fluides?

Answer 16

En plus de différents lipides, la membrane héberge des protéines. On les regroupe en 3 grandes classes: transmembranaires (ou enchâssées), ancrées (ou intégrées) et périphériques
Fonctions possibles : transport, enzyme, réception d’un signal, adhésion et fixation du cytosquelette.
Possible de visualiser leur présence par cryofacture ou par FRAP (récupération du fluorescence après photodécoloration)

Les protéines peuvent s’associéer de différentes manières à la bicouche lipidique

Question 17

C’Est quoi les protéines transmembranaire?

Answer 17

Elle peuvent passer une ou plusieurs fois à travers la membrane sous une structure secondaire d’hélice alpha ou de feuillets beta enroulés

Question 18

C”est quoi les protéines ancrées?

Answer 18

Elles sont enchâssées sur un seul feuillet de la membrane via une hélice alpha amphipatique ou reliées par une chaîne lipidique. Elles sont intracellulaires ou extracellulaires.

Question 19

C’est quoi les protéines périphériques?

Answer 19

Elles sont liées à la membrane via des interactions plus ou moins fortes avec des composantes de la membrane ou des protéines transmembranaires.

Question 20

C’est quoi la technique SDS-PAGE?

Answer 20

Permet d’analyser la composition protéique globale d’un échantillon
Les étapes:
-L’extraction des protéines d’un échantillon
-Les protéines sont dénaturées par la chaleur. L’utilisation d’un détergent, le sodium dodecyl sulfate (SDS), masque les charges intrinsèques des acides aminés et rend la protéine chargée négativement.
-Les protéines dénaturées sont déposées sur le gel et un courant est appliqué. Les protéines migrent plus vite vers l’électrode (+)
-La vitesse de migration dépends du poids moléculaire (taille): plus petites protéines migrent plus vite
-L’ensemble de protéines est séparé, selon leur taille, en bandes distinctes
Une bande= une protéine.

Question 21

C’Est quoi la technique de l’autoradiographie?

Answer 21

Permet d’analyser la composition protéique précise d’un échantillon
La démonstration:
Les globules rouges sont vidés de leur cytoplasme et deviennent des fantômes.
Leur membrane peut être subdivisée en petites vésicules. En présence de Mg2+ les vésicules se referment à l’endroit. Sans Mg2+, il se referment à l’envers.
Dans les deux cas, les vésicules sont marquées avec de l’iode125. Ces atomes radioactifs se lient de façon covalente sur des protéines exposées (marquage)
Il reste à voir quelles protéines ont été marquées dans chaque cas.

Question 22

C’est quoi la technique de la fluorescence?

Answer 22

La fusion de deux cellules avec des protéines membranaires fluorescentes: les protéines d’une sont marquées en rouge et les protéines de l’autre, en vert. Après 40 min, la distribution de la couleur est uniforme
Il est possible de quantifier la fluidité par la technique FRAP, permet de quantifier la fluidité. (récupération de fluorescence après photodécoloration)
On calcule le temps nécessaire pour retrouver la moitié de la fluorescence. Différentes protéines diffusent avec des vitesses différentes. Un changement de la température peut provoquer une transition de phase dans la membrane. Une transition de phase change le temps nécessaire pour récupérer la moitié de la fluorescence originale (appelé T1/2)
La composition de la membrane détermine la fluidité à une température donnée. Les lipides plus compacts gèlent plus facilement
Chaque cellule s’assure que la température de transition (Tm) de sa membrane est juste en dessous de la température externe (Text).
La microscope à fluorescence:
La fluorescence c’est l’émission de la lumière d’une couleur suite à l’excitation d’une autre couleur.

Question 23

Comment ça marche la diffusion des protéines?

Answer 23

Les protéines ne diffusent pas toutes de manière similaire ou à la même vitesse dans la bicouche lipidique.
Cette diffusion dépend des liaisons avec les autres composantes de la membrane.
Par exemple:
Les agrégats protéiques
Les radeaux lipidiques
Les jonctions cellulaires
Le cytosquelette

Question 24

Comment fonctionnent les protéines membranaires?

Answer 24

Les protéines membranaires fonctionnent souvent sous forme de gros complexes.
Ces associations entre protéines entravent leurs mouvements à travers la bicouche fluide de phospholipides de la membrane.
Ex: photosystèmes impliqués dans la photosynthèse chez les végétaux.
La cellule peut aussi confiner certains phospholipides à certaines régions de la membrane plasmiques.

Question 25

Comment nomment t’on les microdomaines?

Answer 25

radeaux lipidique

peuven se former par association des lipides à chaînes longues.

Question 26

Comment sont unies entres elle les cellules épithéliales?

Answer 26

jonction étanche (imperméables) formées par des protéines transmembranaires qui possèdent des domaines exracellulaires auto-complémentaires.

Question 27

Décrit le cytosquelette du globule rouge?

Answer 27

Possèdent des filaments protéiques spéciaux (spectrine). Ils s’assemblent en réseau en dessous de la membrane plasmique et donnent la forme caractéristiques de cette cellules.
De plus, ils interagissent avec certaines protéines membranaires et ainsi freinent leurs mouvements.

Question 28

Combien des 20 acides aminés sont non polaires?

Answer 28

9

Question 29

Décrit les hélices alpha hydrophobes?

Answer 29

Épaisseur membranaire d’environ 3nm, chaque nm peut s’accommoder
Environ 70 a.a (2 tours d’hélice)
1 hélice alpha de 15-20 a.a (7x3) traverse une membrane
Pour qu’une hélice accepte de rester dans la membrane, elle doit avoir 10 a.a hydrophobes consécutifs.

Question 30

C’Est quoi l’index hydropathie?

Answer 30

Il est calculé pour une fenêtre de 10 acides aminés continus: plus la région variante (R) d’un acide aminé est hydrophobe, plus l’index est fort. Cette fenêtre est déplacée le long de la séquence pour identifier les endroits qui pourraient être des hélices alpha hydrophobes.

Question 31

Décrit les feuillets amphiphiles (beta)?

Answer 31

Les feuillets Béta orientent les chaînes latérales hydrophobes vers l’extérieur du plan et s’enroulent en cylindre. L’intérieur du cylindre peut être hydrophile et créer un passage à travers la membrane plasmique (un pore)

Question 32

C’Est quoi la perméabilité sélective?

Answer 32

Une perméabilité équilibrée est essentielle pour la survie de la cellule
La sélectivité dépend de la composition en protéines de la membrane
Le caractères hydrophobe d’une membrane constitue une barrière pour des molécules hydrophiles
Permet ainsi à la cellule de contenir les solutés en concentrations différentes entre son cytoplasme et le milieu extracellulaire
Les petites molécules hydrophobes et certaines molécules polaires peuvent quant à elles traverser facilement la bicouche lipidique.

Question 33

Décrit la diffusion?

Answer 33

La DIFFUSION est le mouvement des molécules d’une région de haute concentration à une région de basse concentration
Le taux de diffusion est proportionnel au gradient de concentration de part et d’autre de la membrane.
Diffusion simple
Diffusion facilitée à travers des canaux protéiques
Diffusion facilitée par des protéines transporteuses

Question 34

Décrit la diffusion simple?

Answer 34

Les petites molécules hydrophobes sont solubles dans la membrane et peuvent diffuser librement à travers celle-ci.
La répartition de ces molécules se fait donc selon le gradient de concentration.
Les petites molécules polaires non-chargées, telles que l’eau, peuvent aussi traverser la membrane par simple diffusion.

Question 35

C’Est quoi l’osmose?

Answer 35

mouvement du solvant de la solution la moins concentrée (hypotonique) vers la concentration la plus concentrée (hypertonique) tendant vers l’équilibre des concentrations (isotonique)

Question 36

Décrit le membranes artificielles vs les biologiques?

Answer 36

Les membranes artificielles n’ont pas de protéines (seulement les phopholipides) et donc ne transportent pas des sucres. Ces derniers entrent par diffusion(très lentement)
Les membranes bio ont des protéines transporteurs pour certains sucre (c’est plus vite que la diffusion)

Question 37

Décrit les protéines de transport?

Answer 37

Il existe deux principales classes de protéines de transport membranaire:
Les protéines des canaux (transport facilité passif)
Les protéines porteuse (transport passif ou actif)
Le transport actif implique que la protéine porteuse est couplée à une source d’énergie: peut aller contre le gradient de concentration.

Question 38

Décrit la diffusion facilitée passive?

Answer 38

Les CANAUX PROTÉIQUES facilitent la diffusion à travers la membrane et ne peuvent pas être saturés.

• Forment des pores remplis d’eau
• Transport de molécules spécifiques
• Interactions faibles entre le soluté à transporter et les protéines membranaires.

Question 39

Décrit le transport des protéines porteuse?

Answer 39

présentent un ou plusieurs sites de liaison spécifiques pour son substrat. Les modifications réversibles de la conformation des protéines membranaires permettent le passage de son substrat à travers la bicouche lipidique

Question 40

Décrit le transport passif?

Answer 40

2. Le transport passif
   Les IONOPHORES permettent la perméabilité de le membrane à certains ions de manière spécifiques.
   Opèrent en protégeant la charge de l’ion transporté pour qu’il puisse pénétrer dans le coeur hydrophobe de la bicouche lipidique
   Non couplés à une source d’énergie → déplacement net des ions selon leur gradient électrochimique
   Lorsque couplé à l’ATP. On parle plutôt de pompes ATP-dépendantes.

Question 41

Donnent un exemple de transport passif?

Answer 41

Ex: Le canal K+
Le canal est entouré par des charges négatives qui éloignent les ions (-)
Un filtre de sélection étroit fait des carbonyles distingue les K+ des Na+: les C=O lient le K+ parfaitement (delta G=0) et Na+ que partiellement (delta G+)

Question 42

Décrit le transport actif?

Answer 42

Va dans le sens contraire de la diffusion: besoin d’énergie pour le transport actif.
Provient de l’ATP, du soleil ou d’un gradient de concentration d’un autre ion.
Une réaction couplée marie une réaction dont le delta G est négatif avec une autre dont le delta G est positif.

Question 43

uniport?

Answer 43

un ion dans une direction

Question 44

Symport?

Answer 44

deux ions dans la même direction

Question 45

Antiport?

Answer 45

deux ions dans deux direction différente.

Question 46

Décrit au niveau symport et antiport le gradient de concentration?

Answer 46

Quand l’énergie vient d’un gradient de concentration, on parle de transport symport ou antiport, qui diffère dans la direction du transport de l’ion cotransporté.
Ce transport couplé permet d’utiliser l’énergie stockée dans le gradient électrochimique d’un soluté (généralement un ion) pour transporter l’autre.
L’énergie libre libérée pendant le déplacement d’un ion inorganique est utilisée comme source d’entrainement pour transporter le 2e en contre son gradient.

Question 47

Décrit les aquaporines?

Answer 47

Les aquaporines sont des canaux spécifiques à l’eau dans la membrane qui facilitent l’osmose.
Ils sont spécifiques:
-Le diamètre est ajusté à H2O et exclut les molécules plus grosses
-Une partie interne du canal est hydrophobe et ne laisse pas passer les ions
-Présence de 2 Asn (a.a polaire) placés pour former des liens H avec l’eau et ainsi l’attirer à l’intérieur. De plus, ces liens H excluent le passage des protons.