Doc 22

Question 1

Décrivez le mécanisme par lequel le glucose est importé dans la cellule.

Answer 1

1- L’insuline se fixe à ses récepteurs membranaires.
2- Un signal intracellulaire est émis et provoque l’importation de transporteurs à glucose de l’endosome où ils sont entreposés vers la membrane cellulaire.
3- Le glucose est importé dans la cellule via les transporteurs.

Question 2

Quel type de récepteur est celui de l’insuline?

Answer 2

Un récepteur à activité tyrosine kinase.

Question 3

Vrai ou faux:

L’insuline est un peptide de 51 acides aminés qui est modifié dans sa voie de sécrétion.

Answer 3

Vrai

Question 4

Comment s’effectue le déclenchement de la sécrétion d’insuline par les cellules du pancréas.

Answer 4

La sécrétion d’insuline par les cellules bêta du pancréas s’effectue en réponse à une augmentation du glucose sanguin. Une fois le glucose entré dans la cellule bêta d’un îlot pancréatique (via le transporteur GLUT2), il est transformé en pyruvate, libérant ainsi de l’énergie (Stockée en ADP+P => ATP).
Cet ATP se lie ensuite aux canaux à K+ provoque la fermeture de ces derniers, réduisant ainsi la sortie d’ions K+ de la cellule. Les canaux calciques sont quant à eux ouverts dans le processus, laissant entre des ions Ca2+. Il s’ensuit une légère dépolarisation de la membrane, ce qui déclenche la fusion des vésicule sécrétoires renfermant l’insuline avec la membrane plasmique. L’hormone est ainsi libérée dans le milieu extracellulaire.

Question 5

Décrivez le processus par lequel le glucose est réabsorbé de l’urine.

Answer 5

1- Le glucose est importé dans les cellules rénales par co-transport avec les ions Na+ via la protéine SGLT. Comme la [Na+] est élevée dans l’urine et faible dans la cellule, cela permet de transporter le glucose contre son propre gradient de concentration.
2- Le glucose diffuse ensuite selon son gradient de concentration de l’intérieur de la cellule rénale vers le liquide interstitiel via le transporteur GLUT.
3- Le Na+ est pompé activement hors de la cellule et vers le liquide interstitiel via la Na+-K-ATPase.

Question 6

Comment se fait-il que du glucose peut se retrouver dans l’urine?

Answer 6

La réabsorption du glucose est limitée par le co-transporteur. Par exemple, quand la quantité de glucose filtrée hors du sang (et donc se retrouvant dans l’urine) est trop grande, il est impossible de tout réabsorber. C’est le cas chez les diabétiques non-traités. Il existe aussi une maladie causée par un trop petit nombre de transporteurs. On parle alors de diabète rénal et la glycémie de ces malades est habituellement normale.

Question 7

Nommez les 2 types de photorécepteurs contenus dans la rétine humaine.

Answer 7

Les bâtonnets et les cônes.

Question 8

Décrivez les bâtonnets de la rétine humaine.

Answer 8

Les bâtonnets sont des structures très, très sensibles qui détectent la lumière à faible spectre (ex: clair de lune).

Question 9

Décrivez les cônes de la rétine humaine.

Answer 9

Les cônes servent à la vision des couleurs et sont beaucoup moins sensibles que les bâtonnets. Il en existe 3 types: bleus, verts et rouges.
Comme ils sont moins sensible, distinguer les couleurs est beaucoup plus difficile en conditions de faible éclairage.

Question 10

Vrai ou faux:

Aucune onde électromagnétique n’est visible par les humains.

Answer 10

Faux! Seule une petite partie des ondes électromagnétiques sont visibles pour les humains.

Question 11

RAPPEL: Qu’est-ce qu’un GPCR?

Answer 11

C’est un «G-protein coupled receptor».

Question 12

Que sont les opsines?

Answer 12

Les opsines sont des récepteurs de type GPCR qui ne se lient pas à des ligands. Ils sont plutôt activés par des photons qui sont captés grâce au rétinal, une molécule associée au GPCR.

Question 13

Vrai ou faux:

L’opsine est un système relativement récent évolutivement parlant.

Answer 13

Faux!

La plupart des animaux possèdent des gènes qui codent pour l’opsine, c’est donc un système ancien.

Question 14

Décrivez en détail ce qu’est un photopigment.

Answer 14

Les photopigments sont des protéines. Les longueurs d’ondes auxquelles ils sont sensibles dépendent de la séquence en acides aminés qui les compose. Leur diversité dans le vivant repose sur des variations de cette même séquence.

Question 15

Qu’est-ce qu’un rétinal et quel est son rôle dans la sensibilité du GPCR à la lumière?

Answer 15

Le rétinal est un chromophore dérivé de la vitamine A. Sa conformation (cis vs trans) est modifiée par la lumière et cette modification affecte le GPCR.

Question 16

Chez l’humain, sur quels chromosomes sont situés les gènes codant pour les 3 opsines des cônes (photopigments)?

Answer 16

Sur les chromosomes 7 et X.

Question 17

En quoi consiste la vision des couleurs par les cônes de la rétine?

Answer 17

La vision des couleurs consiste en la détection de différentes longueurs d’ondes de la lumière visible via l’activation de divers photopigments possédant une sensibilité variable à la lumière.

Question 18

Comment peut-on différencier des milliers de couleurs avec seulement 3 types de photopigments?

Answer 18

La rétine et le cerveau comparent le signal reçu de chaque récepteur et infèrent la couleur.

Question 19

Dans une même espèce, est-ce que tous les individus voient la même chose?

Answer 19

Non car de simples changements dans la séquence d’acides aminés composant une opsine peuvent entraîner une modification du photopigment. Certains individus, peuvent donc posséder plus ou moins d’un type donné de photopigments et donc être plus ou moins sensibles à un ou l’autre des types de lumière.

Question 20

Comment se fait-il qu’environ 1% n’ont pas de cônes rouge et 1 autre % qui n’ont pas de cônes verts?

Answer 20

Car les gènes codant pour les opsines rouges et vertes sont positionnés en tandem sur le chromosome X chez l’humain. Il arrive donc que pendant la méiose, des gamètes contenant des chromosomes X qui ne renferment que le gène d’opsine rouge ou que le gène d’opsine verte soient produits.

Question 21

Est-ce que toutes les espèces voient l’environnement de la même façon?

Answer 21

Non, la plupart des mammifères diffèrent des humains car ils ne possèdent que deux types de cônes (NOTE: cela ne permet pas simplement de voir une couleur de plus!). Cette diversité semble logique puisque l’évolution de la vision se fait en réponse à des pressions de l’environnement (pressions différentes selon l’espèce = vision différente d’une espèce à l’autre).

Question 22

Quel effet a l’ajout d’un nouveau type de cônes chez un organisme?

Answer 22

L’addition d’un type de cône (donc d’un photopigment) n’ajoute pas qu’une couleur supplémentaire! Cela a un effet multiplicatif.

Question 23

Nommez les 2 principaux acteurs protéiques de la vision de la lumière par les bâtonnets.

Answer 23

La rhodopsine et la transducine (Gt).

Question 24

Qu’est-ce-que la rhodopsine?

Answer 24

Il s’agit d’un récepteur couplé à une protéine G (GPCR) activé par la lumière (opsine + rétinal).

Question 25

Qu’est que que la transductine (Gt)?

Answer 25

Il s’agit d’une protéine G trimérique (alpha + bêta-gamma) couplée à la rhodopsine (ensemble = GPCR) et localisée exclusivement dans les bâtonnets.

Question 26

Décrivez l’activation des bâtonnets.

Answer 26

Dans l’obscurité, le potentiel de la membrane est de -30mV car les canaux ioniques non sélectifs sont ouverts et permettent l’entrée de Na+, Ca2+ et K+. À l’absorption de lumière, des photons sont absorbés. Plus de photons absorbés par la rhodopsine sont nombreux, plus les canaux sont fermés (***tel quel dans les notes, j’imagine que ça veut dire que les canaux sont de plus en plus nombreux à être fermés). Ainsi, moins d’ions Na+ pénètrent dans la cellule et plus le potentiel de la membrane devient négatif (hyperpolarisation). Ainsi, moins de neuromédiateur est libéré vers le cerveau (= on détecte moins de lumière).

Question 27

Énumérez la séquence d’événements compris dans l’activation des bâtonnets.

Answer 27

La lumière est recueillie par la rhodopsine (GPCR) qui active la transductine (protéine G). La sous-unité alpha active ensuite une cascade qui inclut l’activation de la phosphodiestérase du GMPcyclique. Le tout aboutit à la fermeture des canaux Na+ dans la membrane plasmique des cellules photoréceptrices (= hyperpolarisation).
Le GMPc est le messager secondaire entre l’opsine et et les canaux cationiques.
Le signal est amplifié de manière importante tout au long de la voie.

Question 28

Vrai ou faux:
La détection de la lumière par les bâtonnets implique l’atteinte d’un seuil de dépolarisation et le déclenchement d’un potentiel d’action.

Answer 28

Faux, la détection s’effectue par hyperpolarisation de la membrane plasmique, ce qui ferme les canaux cationiques pour quelques secondes à la fois et permet la transmission du signal jusqu’au cerveau.

Question 29

Énumérez les étapes de la fermeture des canaux cationiques.

Answer 29

1- Lumière active opsine (O => O)
2- O se lie à la prot. G inactive contenant du GDP.
3- O* favorise le changement de GDP pour GTP sur la prot. G = activation de celle ci
4- Sous-unité alpha de la prot. G se lie à GMPc phosphodiestérase (PDE)
5- Activation de PDE
6- GMPc => GMP
7- Diminution de la quantité de GMPc = dissociation GMPc des canaux = fermeture des canaux.
8- On bloque l’entrée d’ions positifs pour un temps = hyperpolarisation

• Protéine G = transductine

Question 30

Que permet l’adaptation des bâtonnets?

Answer 30

Elle permet aux cellules de demeurer sensibles aux changements d’intensités du signal (lumineux) peu importe son niveau de base.

Question 31

Quel processus permet aux bâtonnets de demeurer sensibles aux changements d’intensité lumineuse?

Answer 31

Le rétrocontrôle négatif.

Question 32

Nommez un mécanisme d’adaptation des bâtonnets.

Answer 32

Phosphorylation des opsines.

Question 33

Décrivez la séquence d’événements impliqués dans la phosphorylation des opsines.

Answer 33

1- Chaque molécule d’opsine a 3 sérines qui peuvent être phosphorylées par la rhodopsine kinase
2- Plus il y a de sites phosphorylés, moins l’opsine activée est capable d’activer la transductine (et donc d’induire la fermeture des canaux dépendants du GMPc)
3- Le degré de phosphorylation de l’opsine est proportionnel au temps qu’elle passe activée par la lumière.
4- Quand la lumière est très intense, le degré de phosphorylation de l’opsine est si élevé que la bêta-arrestine s’y lie pour empêcher son interaction avec la Gt (transducine) = arrêt de l’activité des bâtonnets.

Question 34

Comment peut-être ajustée la sensibilité à la lumière à moyen terme?

Answer 34

Elle peut être ajustée par la concentration d’arrestine et de transducine dans le segment externe du bâtonnet.
Ex:
Dans l’obscurité = 90% transductine et 10% d’arrestine = sensibilité maximale à des petits changements.
À la lumière = les gradients s’inversent = de plus gros changement sont nécessaires pour provoquer l’envoi d’un signal.