Cours 6

Question 1

Quels sont les 3 types de transport passif?

Answer 1

1- Diffusion simple
2- Canal protéique
3- Protéine porteuse (dans le sens du gradient de concentration)

Question 2

La diffusion le long d’un gradient de concentration (du + vers le - concentré) est spontanée. Pourquoi?

Answer 2

Car elle demande seulement l’agitation thermique des molécules

Question 3

Le mouvement d’une mole de soluté à travers la membrane est associé à Delta G. De quoi dépend-il?

Answer 3

De la température et de la concentration à l’intérieur et à l’extérieur de la cellule.
–> Quand on 2 compartiments séparés par une membrane imperméable, ça revient à emmagasiner de l’énergie associée à l’entropie. Si on laisse passer ces ions du côté le plus concentré au moins concentré, on va pouvoir récupérer cette énergie. Quelle énergie pourrait-on récupérer si on laissait passer les solutés? On peut calculer DG avec cette équation.

Question 4

L’aquaporine, le canal qui laisse passer ___, peut être représenté comme un __. Elle agit comme un filtre de ___.

Answer 4

l’eau, sablier, taille (passage très serré, 0.30 nm)

Question 5

Pourquoi les aquaporines ne laissent-elles pas passer les ions, alors qu’ils sont plus petits que leur trou de passage?

Answer 5

Elles ne les laissent pas passer sous leur forme hydratée, qui est trop grosse.
Le canal n’est pas complètement symétrique; un côté est tapissé de groupes hydrophobes et l’autre de groupes hydrophiles. La molécule avance en s’agrippant à ce dernier côté. Ça les force à entrer de façon ordonnée dans le canal. Si on met un ion en milieu aqueux, pour que l’ion puisse passer dans le canal, il faudrait que les molécules d’eau se détachent d’eux et ça ne serait pas favorable énergétiquement (liaisons côtéHydrophile+ion moins fortes que les liaisons eau et ions)

Question 6

Les molécules d’eau sont alignées dans le canal. Comment empêcher les protons de se propager?

Answer 6

Dans le canal, deux groupes asparagines placés stratégiquement imposent que la chaine de molécules d’H2O change d’orientation à mi-chemin
–> Les H+ ne peuvent pas se propager le long de la chaine d’H2O dans le canal; protection du pH de la cellule

Question 7

Qu’est-ce que l’osmose?

Answer 7

Osmose : diffusion des molécules d’eau à travers une membrane semi-perméable suite à un déséquilibre en concentration de soluté.

Question 8

Vrai ou faux? Pression osmotique et pression hydrostatique s’équilibrent.

Answer 8

Vrai.

Question 9

La pression osmotique entre le milieu intra et le milieu extracellulaire produit une ___.

Answer 9

Pression hydrostatique.

Question 10

Décrivez milieux hypertonique, isotonique et hypotonique.

Answer 10

Milieu hypertonique : Plus de soluté à l’extérieur = on augmente l’osmolarité = on perd de l’eau par osmose et on va se retrouver avec des globules rouges complètement déformés
Milieu hypotonique : Plus de soluté à l’intérieur = eau entre dans le globule = ils vont éclater car la membrane de globule rouge est une membrane lipidique qui a une élasticité très limitée

Question 11

Décrivez les canaux de fuites K+.

Answer 11

Sous-ensemble important de canaux K+, qui s’ouvrent même dans une cellule non stimulée ou «au repos».
Ces canaux diffèrent selon le type de cellule mais servent tous à rendre la membrane plasmique beaucoup plus perméable au K+ qu’aux autres ions (rôle crucial dans le maintien du potentiel de membrane).

Question 12

Comment fonctionnent les canaux de fuites K+?

Answer 12

1- Le canal à K+ est entouré par des charges négatives qui éloignent les ions chargés négativement (on veut sélectionner uniquement les ions positifs)
2- Un filtre de sélection étroit ne laisse passer que les ions positifs déshydratés. Il est tapissé avec des carbonyles pour distinguer les K+ des Na+
–> Les carbonyles lient les K+ parfaitement, mais ne lient les ions Na+ que partiellement
–> Les ions déshydratés passent en file unique dans le filtre de sélection du canal, ce qui limite leur vitesse de passage (puis se réhydratent)

Question 13

Quand la concentration en ions augmente, le flux de l’ion à travers le canal augmente proportionnellement, puis se __ à une vitesse maximale.

Answer 13

Sature; pour éviter un surplus d’ions (on veut calmer l’entrée pour favoriser la sortie)

Question 14

Décrivez les canaux ioniques.

Answer 14

• Sélectifs: permettent à certains ions inorganiques de passer mais pas à d’autres.
• Saturent à haute concentration d’ions (vitesse maximale de passage)
• Deux états possibles: ouvert ou fermé (contrairement aux aquaporines qui sont toujours ouvertes)

Question 15

Quels sont les 4 mécanismes d’ouverture des canaux ioniques?

Answer 15

1- Potentiel électrique
2- Ligand extracellulaire
3- Ligand intracellulaire
4- Stimulation mécanique

Question 16

Décrivez les protéines porteuses.

Answer 16

Une protéine porteuse facilite la diffusion des molécules dans le sens du gradient de concentration.
- Elles n’ont pas besoin d’énergie pour fonctionner. Elles vont avoir des sites à conformation spécifique pour certaines molécules.
Quand ces dernières vont se relier à ces sites, ça va augmenter la probabilité du changement de conformation de la molécule et ça va permettre à ces solutés de passer de l’autre côté de la membrane

Question 17

Quel est le principal type de transport actif?

Answer 17

Protéine porteuse (contre le gradient de concentration).

Question 18

Quelles sont les 3 sources possibles d’énergie pour le transport actif?

Answer 18

1- ATP
2- Lumière
3- Gradient de concentration

Question 19

Quelles sont les 3 grandes familles de pompes qui utilisent l’ATP?

Answer 19

Trois grandes familles de pompes utilisent de l’ATP:
• Type P: hydrolyse l’ATP pour transporter des ions à travers la membrane plasmique et les organelles (ex: pompe Na+/K+). Phosphorylée au moment de l’activation.
• Type F, A et V: les dynamos.
• F: synthétase d’ATP . Se trouvent dans chloroplastes (photosynthèse) et mitochondries. Peuvent aussi transporter H+ en hydrolysant l’ATP .
• Type A: même fonction, chez les archées.
• Type V: hydrolyse l’ATP pour transporter des ions et molécules, mais à travers les endomembranes (vacuole, Golgi, lysosome etc).
• Les transporteurs ABC (ATP binding cassette): transport de petites (acides aminés, sucres) et grosses molécules (lipides, oligonucléotides).

Question 20

Quelle est la différence entre “symport” et “antiport”?

Answer 20

On parle de «symport» ou d’«antiport», qui diffèrent selon la direction du transport de l’ion co-transporté (du même côté ou de côtés opposés)

Question 21

L’ATPase de type P Antiport conduit dans des directions ___ deux espèces ioniques.

Answer 21

Opposées;

Ex: La pompe sodium-potassium utilise 1 ATP pour importer 2 K+ et exporter 3 Na+.

Question 22

Comment fonctionnent les pompes ATPases de type V et F?

Answer 22

Pompes rotatives: conversion d’énergie ATP <=> gradient chimique
1) Laisser diffuser le gradient –> Synthèse (stockage) d’ATP
Le fait de les laisser les ions diffuser librement permet de fabriquer de l’énergie (ATP) pour faire tourner la pompe dans l’autre sens éventuellement
- Pompes F-ATPase
2) Dépenser (hydrolyser) l’ATP –> Générer un gradient
- Pompes F-ATPase
- Pompes V-ATPase

Question 23

Les transporteurs ABC ne se phosphorylent pas. Expliquez.

Answer 23

Quand la protéine est liée avec l’ATP, ça change sa structure.
La dissociation des 2 nécessite l’hydrolyse de l’ATP (pour que l’ATP puisse se détacher de cette molécule et qu’elle puisse trouver sa conformation initiale, il va falloir que l’ATP se dissocie (soit hydrolysé en ADP + phosphate inorganique))

Question 24

Décrivez le transport trans-membranaire du glucose.

Answer 24

La concentration interne en Na+ est maintenue faible grâce aux pompes Na+-K+ dans le domaine basal et latéral. Cela entretient le gradient de Na+ entre la lumière intestinale et la cellule épithéliale, qui entraîne le symport du glucose.

Question 25

Comment fonctionne la sécrétion de fluides?

Answer 25

Un feuillet de cellules épithéliales tapisse les canaux des glandes exocrines.

• Les pompes et canaux ioniques des membranes plasmiques des cellules exportent des ions Na + et Cl – dans la lumière du canal –> créé un gradient osmotique
• L’eau suit le gradient osmotique à travers les aquaporines –> pression hydrolique dans le canal.

Question 26

Pression osmotique (donc hydrostatique) \_\_ chez les cellules animales,  \_\_ chez plantes et champignons. 
Pression

Answer 26

faible, élevée

Question 27

Presque toutes les membranes plasmiques ont un potentiel électrique (un voltage). La face interne de la membrane est d’habitude chargée ___.

Answer 27

négativement.

Question 28

Un gradient ___ créé la différence de potentiel à travers la membrane.

Answer 28

électrochimique

Question 29

Quand est-ce que la diffusion passive s’arrête en ce qui concerne le gradient électrochimique?

Answer 29

La diffusion passive s’arrête quand le gradient électrochimique est nul: il y a équilibre entre le flux d’ions dû au gradient de concentration et le flux d’ions dû à l’attraction entre charges + et -

Question 30

Quels sont les 3 ingrédients essentiels pour créer un potentiel de repos?

Answer 30

1- Charges négatives « emprisonnées » dans la cellule (groupements négatifs dans protéines, acides aminés, phospholipides à tête négative…)
2- Transport actif du K+ vers l’intérieur: Pompe sodium-potassium (utilise 1 ATP pour importer 2 K+ et exporter 3 Na+)
3- Transport passif du K+ vers l’extérieur : canaux de fuite K+

Question 31

Le potentiel de repos d’une cellule animale varie entre __ mV et __ mV, en fonction de l’organisme et du type de cellule. Le gradient __ a toujours une influence majeure sur ce potentiel. Cependant les gradients d’autres ions (et les effets de déséquilibrage des pompes à ions) ont également un effet important.

Answer 31

-20, -120, K+

Question 32

Plus la membrane est ___ pour un ion donné, plus le potentiel membranaire reflète la valeur d’équilibre pour cet ion

Answer 32

perméable

Changer la perméabilité d’une membrane aux ions –> modifier le potentiel de la membrane

Question 33

Les canaux voltage-dépendants ne peuvent être inactivés que s’ils sont ___.

Answer 33

Ouverts.

Question 34

Le canal Na+ voltage-dépendant s’ouvre quand le potentiel membranaire devient ___. Il reste ouvert pour une durée aléatoire, est inactivé, puis se referme spontanément.

Answer 34

Positif
–> Par défaut, le potentiel est négatif. Donc quand le signe s’inverse, le canal s’ouvre et les concentrations changent
Sert à accentuer le gradient pour prolonger la période de dépolarisation et ainsi propager l’impulsion nerveuse.

Question 35

Le potentiel de __ est proche du potentiel de repos, celui de __ du potentiel d’action. Les valeurs ne sont pas exactes car la membrane n’est pas perméable seulement à K+ ou à Na+.

Answer 35

K+, Na+

Question 36

Dans quel ordre doit-on installer les divers canaux?

Answer 36

1) Antiport Na+ K+
2) Canaux de fuite K+
3) Canaux voltage-dépendants Na+
3) Canaux voltage-dépendants K+