Exam 1

Question 1

Avantages et inconvénients cellule:
-primaire
-immortalisée
-transformée

Answer 1

Primaire : prélevée directement du tissu 😊se rapproche des cellules à int. organisme ☹nb divisions cell. limitées, arrête de pousser après qql temps
Immortalisée : cycle cell. trafiqué pour se diviser indéfiniment 😊génération spontanée, ne forme pas de tumeur☹ propriétés varient entre c humaine/souris
Transformée : c cancéreuses (se reproduit indéfiniment)😊permet visualiser tumeurs (HeLa) ☹

Question 2

Différencier microscope électronique à transmission/balayage

Answer 2

Transmission : cell fixées, échantillons très minces (permet aux électrons de passer à travers), détecteur d’électron à la fin est en dessous
Balayage : électrons rebondissent à la surface, permet regarder surface des cell, 3D, détecteur électrons à la fin est sur le côté

Question 3

Expliquer méthodes permettant visualiser c par microsc. photonique (contraste de phase, colorants, fluorescence, immunofluorescence)

Answer 3

Contraste de phase : image où degré ombre/lumière dépend indice de réfraction du milieu
Colorants : subst. chimiques qui forment des liaisons croisées(pontages) avec prot./ac. nucléiques
Fluorescence : molécules absorbent(λ)/émettent(λ + grande) lumière (photons). Certaines molécules peuvent être utilisées en combinaison (pcq spectre abs/émis spécifique
Immunofluorescence : un anticorps spécifique se lie à une protéine cellulaire, un anticorps secondaire coupler à une molécule fluorescente va se lie à l’anticorps primaire

Question 4

Expliquer utilité microscopie à déconvolution et confocale

Answer 4

Déconvolution : utilise techniques informatiques pour éliminer la fluorescence émise hors du plan focal
Confocale : utilise des méthodes optiques pour obtenir un plan focal spécifique et éliminer lumière des autres plans

Question 5

Nommer différents organismes modèles utilisés en recherche

Answer 5

-Levure
-C. elegans
-Drosophile
-Arabidopsis
-Souris

Question 6

Expliquer différence entre c procaryote/eucaryote

Answer 6

Procaryote : pas noyau, pas organites, unicellulaire, 1 compartiment intracellulaire, ADN sous forme chromatide, ribosomes division en cell fille
Eucaryotes : noyau défini, organites cytoplasmiques, uni/pluricellulaire, division par mitose ou méiose

Question 7

Quel est l’organisarion générale d’une cell eucaryote

Answer 7

-membrane cellulaire :contrôle échange, barrière entre int/ext
-mitochondrie : produit ATP (É)
-noyau avec ADN : matériel génétique, régule transcription (synthèse ARN)
-lysosome : contient enzymes digestives (autophagie), dégrade déchets cell, sac membranaire
-ribosomes : reçoivent brin ARN messager et font la traduction(synthèse protéines)
-cytosquelette : maintien forme cell
-vacuole : pression osmotique, sac membranaire
-centrosomes : contient centrioles (impliqué ds division cell)
-RE rugueux : synthèse protéines attachés avec ribosomes
-RE lisse : synthèse lipides et détoxication
-Appareil de Golgi : « fateur » responsable du tri,modification,emballlage protéines et lipides produits ds RE, envoie à destination finale ds cell ou ext
-cytoplasme

Question 8

Quelle est la composition et les rôles chimique de la cell?

Answer 8

Protéines : catalyse enzymatique, signalisation cell, fixation de la cell au tissu, consistuant majeur de la cell
-acides aminés : monomères des protéines
-lipides : forme la membrane plasmique, source d’énergie (ATP)

Question 9

Expliquer les facteurs requis pour permettre à la cellule de conserver son organisation

Answer 9

pH (peut changer la structure et fct des protéines),
osmolarité,
nutriments,
température (dénaturation des protéines)

Question 10

Quelles sont les sources d’énergie cellulaire?

Answer 10

ATP : glycolyse, phosphorylation oxydative, hydrolyse de l’ATP, GTP (pour certaines protéines)
Glycolyse, synthèse ATP, respiration cellulaire

Question 11

Quels sont les différentes manières par lesquelles l’hydrolyse de l’ATP affecte les activités cellulaires?

Answer 11

L’hydrolyse de l’ATP libère de l’É (contenue ds la liaison)BUT/COMMENT/AVEC QUI
-permet changement conformation de la protéine
-permet la liaison ou détachement à une autre protéine
-peut modifier activité d’une protéine

Question 12

Expliquer la phosphorylation et ses rôles

Answer 12

Modifie directement un acide aminé en ajoutant un groupement phosphatepermet de modifier les propriétés d’une protéine de façon provisoirebase essentielle de la signalisation cellulaire
-activation ou inhibition
-création d’un site de liaison pour d’autres protéines

Question 13

Expliquer le fonctionnement des GTPases de signalisation

Answer 13

Le GTP est activé comme signalisation et par hydrolyse, il perd un phosphate et devient GDP désactivé. Lorsqu’un autre GTP arrive il réactive

Question 14

Expliquer les différents niveaux d’organisation des protéines

Answer 14

Synthèse des protéines se fait : N-terminale vers C-terminale
Protéine structure primaire : dépend de sa séquence de son ARNm
Protéine structure secondaire : possède hélice alpha (chaine polypeptidique de forme hélicoïdale) + feuillet bêta (segment parallèle aux autres)
Protéine structure tertiaire : où la protéine est active, complexe protéique (structure quaternairetertiaire ensemble)

Question 15

Quels sont les différents types de structure secondaires qui peuvent être adopté par un polypeptide?

Answer 15

Hélice alpa (liaison verticale)
Feuillet bêta (liaison horizontale)

Question 16

Expliquer le rôle des chaperonnes dans le repliement des protéines

Answer 16

Les chaperonnes reconnaissent les protéines par leur surface hydrophobe et modifient leur structure en mettant les zones hydrophiles au contact de l’eau
(Aide dans le repliement des protéines)

Question 17

Quels sont les différents types de liaisons covalentes et non-covalentes qui stabilisent la structure des protéines?

Answer 17

Liaison covalente : pont disulfure entre deux cystéines (acide aminé)
Liaison non-covalente : pont hydrogène, liaison électrostatique

Question 18

Expliquer comment la nature des acides aminés présents à la surface d’une protéine régule la fonction de cette dernière

Answer 18

Les acides aminés à la surface des protéines régulent les liaisons au site actif et sert à l’assemblage en structures quaternaires, donc elles sont la base de la fonction des protéines (puisque décide comment se replie)

Question 19

Qu’est-ce que la notion de domaine dans une protéine et expliquer son importance

Answer 19

Domaine protéique : partie d’une protéine capable d’adopter une structure autonome (ou partiellement) du reste de la molécule

Question 20

Quels sont les différentes composantes des membranes biologiques et leurs rôles?

Answer 20

Composition des membranes : mosaïque de fluide (+/-50% chaque)
Lipides : rôle structurel (imperméable + fluide) et fonctionnel de la membrane
Protéines : permet différentes fonctions de la membrane

Question 21

Quels sont les caractéristiques générales des lipides membranaires?

Answer 21

Bicouche lipidique : amphipatique (tête polaire et queue hydrophobe)

Question 22

Définir les différents types de lipides membranaires (structure générale de chaque type de lipides)

Answer 22

Phospholipides : lipide le plus abondant, acides gras insaturés (liaison double)modifie fluidité membrane
-phosphoglycérolipides : glycérol + tête polaire lié à phosphate + 2 acides gras
-sphingolipides : acide gras attaché à la fct amine de la base
Glycolipides : basé sur sphingosine, pas de groupement phosphate, ganglioside est un type (glycosphingolipides) et contiennent acide sialique (groupes glucidique)
Cholestérol : partie polaire OH + carbone + hydrogène. Permet soutien structurel et régule fluidité
à haute concentrationdiminue fluidité

Question 23

Décrire les mouvements des lipides et protéines dans la bicouche lipidique

Answer 23

Lipides :
-mobile dans la membrane (rotation sur eux-mêmes, flexion, peu de changement de position de haut en bas=flip-flop)
-diffusion latérale à l’intérieur d’un même feuillet
-translocation d’un feuillet à l’autre demande bcp d’énergie
Protéines :
-diffusent latéralement
-pas de changement de haut en bas (flip-flop)
-certains complexe protéique très peu mobiles ou restreint (ex : synapse)

Question 24

Expliquer l’effet de la composition de la membrane sur sa fluidité et ses fonctions

Answer 24

Fluidité = régulée par la composition lipidique
-chaine lipidique longue ou courte (+fluide)
-gras saturé ou insaturé (+fluide)
-épaisseur
-concentration du cholestérol faible ou élevée (-fluide)

Question 25

Définir les radeaux lipidiques

Answer 25

Microdomaine (zone distincte) riche en sphingolipides et cholestérol
-regroupe + organise protéines fonctionnant ensemble
-permet accommoder de longs domaines transmembranaires

Question 26

Expliquer les rôles de signalisation des lipides membranaires

Answer 26

Lipides membranaires forment des radeaux lipidiques ce qui permet la signalisationpermet le recrutement et l’activation de molécules de signalisation

Question 27

Décrire les différents types d’association entre les protéines membranaire et la membrane

Answer 27

Protéines intégrales :
Protéines à ancrage lipidique :
Protéines à périphérique :

Question 28

Quels sont les rôles du RE?

Answer 28

-Synthèse, glycosylation et contrôle qualité des protéines
-régulation du Ca2+
-synthèse des lipides cellulaires
RE rugueux :
-Ribosomes
-début voie sécrétoire
- Synthèse, glycosylation et contrôle qualité des protéines
ribosomes collés fabriquent; toutes protéines cell
-« usine à membrane »; fabriquent prot intégales, phospholipides, cholestérol
RE lisse :
-métabolisent lipides, synthèse cholestérol/phospholipides/hormones stéroïdes
-détoxication med/drogues
-absorption et transport des lipides
-dégradation glycogène en réserve
-stockage ions calcium

Question 29

Décrire les deux types de transport utilisés dans la voie sécrétoire

Answer 29

Adressage de protéines basé sur séquence signal : entrée des protéines du cytosol vers la voie endomembranaire
Transport vésiculaire :
-transport protéines entre organites
-transport lipides entre organites

Question 30

Expliquer la nature générale (pas la séquence) et le rôle des séquences d’adressage

Answer 30

Signal d’adressage = courte séquence d’acides aminés non polaires, à l’extrémité N-terminale
Rôles : désigner les protéines devant être adressées et indiquer leur destination

Question 31

Expliquer les différents types de glycosylation et leurs rôles

Answer 31

Lié à oxygène : sur OH de sérine et thréonine
-rare
- déroule dans Golgi
-1-4 résidus
Lié à azote : sur NH3 d’asparagine
-fréquent
-synthèse de l’oligosaccharide (=plusieurs monosaccharides semblables) (sur lipide à longue chaine, en partie du côté cytosolique et de la lumière du RE)
-oligosaccharide transféré à une Asn (asparagine=
- 2 glucoses enlevés signal de transfert

Question 32

Expliquer le rôle du RE dans la synthèse de lipides (acides gras, phospholipides, cholestérol)

Answer 32

RE fait la synthèse des lipides cellulaires
Acides gras : source= triglycérides importés
synthétisé à partir de l’acétyl-CoA
acétyl-CoA + oxaloacétate = sort mitochondrie
ATP citrate lyase = acétyl-CoA
2 acétyl-CoA + 1 carbone = malonyl CoA (3C) étape limitante (réguler contrôler)
départ synthèse acide gras allonger chaine acide gras carbone 2 par 2
pyruvate perd 1C=acétyl-CoAbêta oxydation=acide gras)
acides gras qui ne peuvent pas être synthétisés à partir aétyl-CoA :
-possède carbones insaturés près extrémité opposée au COOH
-oméga-3, oméga-6
acides gras déjà existant
transport à travers cytosol avec protéine de liaison et être conjugué à CoA
Phospholipides : début synthèse dans RE, fin dans Golgi
même principe qu’acide gras
Cholestérol :
??

Question 33

Expliquer le rôle des mitochondries dans la synthèse des lipides

Answer 33

Mitochondrie fait sortir acétyl-CoA avec oxaloacétate
Acétyl-CoA est la base de la synthèse des lipides

Question 34

Nommer les différentes sources de carbone utilisées pour la synthèse de phospholipides par le RE

Answer 34

Le pyruvate perd 1C pour devenir acétyl-CoAréutiliser lorsque 2 acétyl-CoA dans cytosol malonyl CoA avec 3C

Question 35

Expliquer le rôle des flippases et scramblases dans la synthèse des lipides

Answer 35

Flippase (permet amener __? Du feuillet cytosolique vers feuillet luminal) et scramblase = régulé enzymatiquement
-signalisation
-membrane fluide
-asymétrie des feuillets lipidiques

Question 36

Expliquer les rôles du calcium dans le RE

Answer 36

Protéine (calréticuline, calnexine) lié au calcium pour;
-activité de chaperonne

Question 37

Décrire les mécanismes de régulation du calcium cytosolique

Answer 37

Régulation entrée calcium dans cytosol
-Signaux chimiques : IP3
Récepteurs de l’IP3
-Signaux électriques : dépolarisation (muscle, neurone)
Récepteurs de la Ryanodine (tissus excitable)
-Pompe SERCA ; retourne dans RE (grâce à ATP)
-envoyé aux mitochondries
-pompé hors de la cellule

Question 38

Expliquer les rôles du calcium dans le cytosol

Answer 38

Concentration Ca dans cytosol très faible
-active enzymes cytosoliques
-stimule production ATP

Question 39

Décrire le mécanisme général d’import des protéines dans le RE (incluant le rôle de la séquence signal, de la SRP et du translocon)

Answer 39

Protéine cytosolique= pas de signal
Protéine qui veut sortir du cytosol= séquence spéciale avec signal
Sur la face cytosolique du RE: associé à des ribosomes (synthèse protéine)
séquence signal hydrophobe = insertion cotraductionnelle de protéines dans membrane RE et arrêt synthèse protéine
SRP : se fixe sur la séquence peptidique signal bloque la traduction sur le ribosome
1- signal peptidique sur protéine du ribosome
2- SRP se lie à cette séquence sur la protéine (transduction continue sur ribosome)
3- SRP se lie à récepteur SRP du RE
4- récepteur ribosome bloque celui-ci
5- protéine translocon de la membrane du RE reconnait le SRP
6- fait enter la protéine dans le RE
7- signal peptidase coupe le SRP (qui reste dans la protéine membranaire) et la protéine est libre dans le RE

Question 40

Décrire le processus d’import des différents types de protéines membranaires

Answer 40

Translocation de protéines à un domaine transmembranaire
Type 1 : séquence signal au N-terminale (N-terminal entre 1er)
-séquence d’arrêt de transfert
-relâchée dans membrane sous forme d’hélice alpha
Type 2 : séquence signal interne (C-terminal entre 1er)
-séquence (hélice alpha) pas clivée mais reste dans la membrane
- + cytosol, - lumière RE
- dans membrane sous forme d’hélice alpha
Type 3 : séquence signal interne (N-terminal entre 1er)
- + ??
- dans membrane sous forme d’hélice alpha

Question 41

Expliquer le rôle des chaperonnes du RE

Answer 41

Chaperonnes = Calnexine et Calréticuline
-Reconnaissent oligosaccharide avec un seul glucosemarque les protéines mal repliées
-Aident au repliement des protéines

Question 42

Décrire le mécanisme de glycosylation dans le RE et son rôle dans le repliement des protéines

Answer 42

*Présence des trois glucoses qui servent de signal
Lié à O (sur OH de sérine et thréonine)
-se produit dans Golgi
-1 à 4 résidus
-plus rare
Lié à N (sur NH3 de asparagine)
-débute à partir d’un oligosaccharide préformé
-structure complexe, sur séquence Asn-X-Ser
-plus fréquent
Mécanisme : synthèse de l’oligosaccharide
-sur un lipide à longue chaine
-se produit un partie du côté cytosolique et une partie du côté de la lumière du RE
oligosaccharide transféré à Asncatalysée par oligosaccharyl transférase (marque les protéines pour le repliage)2 glucoses enlevés

Question 43

Décrire le mécanisme de ERAD (ER-Associated Degradation)

Answer 43

Protéines qui ne peuvent pas être repliées correctement = réexportées dans cytoplasme = dégradées (ERAD)
-protéines déglycosylées dans cytosol (glycosidase enlève les glucoses)
-protéines ubiquitinées et dégradés par protéasome

Question 44

Décrire le mécanisme général de réponse aux protéines non repliées du RE

Answer 44

Protéine mal repliée
-reconnue par lectine
-traverse membrane RE
-retourne dans le cytoplasme
-dégradé par protéasome
S’activent lorsque protéines mal repliées

Question 45

Définir la nature de l’ubiquitine et ses rôles

Answer 45

Ubiquitine = petite protéine
-mono-ubiquitination (une ubiquitine)
-multi-ubiquitination (plusieurs ubiquitine collées)
-poly-ubiquitination (chaine d’ubiquitine)
Rôle :
marquer d’autres protéines en vue de leur protéolyse (segmentation des protéines)
ubiquitination (ne mène pas tjrs à la dégradation)

Question 46

Décrire le processus d’ubiquitination

Answer 46

Ubiquitination=modification post-traductionnelle des protéines
Processus : attacher de manière covalente le groupement ubiquitine sur un résidu lysine de la protéine cible
1- activation ubiquitine (E1) (grâce à ATP)
2- conjugaison ubiquitine (E2)
3- liaison ubiquitine (E3)

Question 47

Expliquer la fonction protéasome

Answer 47

Gros complexe protéique cylindrique servant à la dégradation des protéines
Substrats sont marqués par ubiquitination et sont dégradés dans cylindre

Question 48

Décrire le rôle du transport vésiculaire

Answer 48

-Transport des protéines dans des vésicules (face cytosolique vers lumière RE)

Question 49

Identifier les différentes composantes requises pour la formation d’une vésicule de transport et sa fusion avec sa membrane cible et expliquer leurs rôles

Answer 49

1- Association du cargo : protéine adaptatrices reconnaissent cargo
-basé sur séquence adressage et récepteurs
a) dans la portion cytosolique de la protéine cargo transmembranaire
b) récepteur membranaire cargo soluble
2- Assemblage du manteau et déformation de la membrane
GTPase recrute le manteau Sec23 stimule activité Sar1
GTP(assemblage manteau)GDP (désassemblage manteau)fusion avec membrane cible
3- Scission de la membrane
4- Fusion avec la membrane cible : nécessite
-présence de protéines Rab (régulent la spécificité du transport vésiculairedifférent sur chaque membrane et GTP active Rab)
-SNARES complémentaires dans les deux membranes (v-SNARES= vésicules, t-SNARES= target membrane) et forment complexe trans-SNARE (stimule fusion des 2 membranes)
5- Perte du manteau

Question 50

Identifier le type de manteau associé à chaque type de vésicule de transport

Answer 50

Manteaux :
COPII : transport antérograde du RE au cis-Golgi ()
-cargo transmembranaire (portion cytosolique) + soluble (récepteur transmembranaire)
- une fois sortie du REperte de leur manteaudépl. le long microtubulesfusion vésicules avec cis-Golgi = formation réseau cis-Golgi
COPI : transport rétrograde du Golgi vers RE ()
-retourne vers RE grâce faisceau vésiculaire tubulaire et appareil de Golgi
- signal rétention dans RE
-protéines transmembranaire (KKXX) X=n’importe quel a.a se lie à COPI
Clathrine :
-transport antérograde du trans-Golgi vers les lysosomes
-transport membrane plasmique vers endosomes/lysosomes

Question 51

Décrire les étapes de formation d’une vésicule de transport, incluant l’inclusion de cargo spécifique

Answer 51

1- Association du cargo : protéine adaptatrices reconnaissent cargo
-basé sur séquence adressage et récepteurs
a) dans la portion cytosolique de la protéine cargo transmembranaire (COPII, COPI)
b) récepteur membranaire cargo soluble (COPII)
*associé à manteau

Question 52

Décrire les étapes menant à la fusion d’une vésicule de transport avec sa membrane cible

Answer 52

4- Fusion avec la membrane cible : nécessite
-présence de protéines Rab (régulent la spécificité du transport vésiculairedifférent sur chaque membrane et GTP active Rab)
-SNARES complémentaires dans les deux membranes (v-SNARES= vésicules, t-SNARES= target membrane) et forment complexe trans-SNARE (stimule fusion des 2 membranes)

Question 53

Expliquer les différences fonctionnelles entre les GTPases de type Arf/Sar1 et les protéines Rab

Answer 53

GTPase Sec23 stimule activité Sar1
GTP(assemblage manteau)GDP (désassemblage manteau)fusion avec membrane cible
inactif  GDP + ds cytosol
actif GTP + associé à la membrane/ effecteurs de Rab (moteurs, molécules d’adhésion)
1-Sélection du cargo + Formation vésicule
2-Transport
3- Association vésicule à membrane cible
4-Fusion

Question 54

Expliquer les rôles du transport rétrograde et du transport antérograde

Answer 54

Transport rétrograde : retour dans RE par vésicule COPI grâce à faisceau tubulaire et appareil de Golgi
-nécessité de recycler les membranes, récepteurs et v-SNARES
-protéine KKXX se lie au manteau COPI
Transport antérograde : vers lysosomes/endosomes, membrane plasmique constitutif, membrane plasmique régulé

Question 55

Nommer les rôles de l’appareil de Golgi

Answer 55

-Transport (maturation) des citernes passant du cis-Golgi au trans-Golgi
-Site de glycosylation (étapes de glycosylation sont compartimentées) (rôles=repliement des protéinesRE et tri des protéines)
-Tri des protéines de la voie sécrétoire

Question 56

Décrire la structure de l’appareil de Golgi

Answer 56

Empilement de vésicules aplaties maintenues par les microtubules
Réseau de canalicules :
-Face cis = arrivée des vésicules
-Face trans = départ des vésicules

Question 57

Expliquer le processus de maturation des citernes

Answer 57

Passe du cis-Golgi au trans-Golgi
Différentes étapes de glycosylation sont compartimentées

Question 58

Décrire la maturation de protéines dans le Golgi

Answer 58

La série de protéines avancent alors que les enzymes résidentes (la nature de chaque citerne) sont maintenue par transport rétrograde (vésicule COP1)

Question 59

Nommer les différents types d’exocytose et leurs rôles

Answer 59

Constitutive : protéine transportée à la membrane par défaut
Contrôlée : protéine présente dans les cellules spécialisées de signal de tri

Question 60

Décrire la régulation de la voie sécrétion régulée

Answer 60

Le cargo doit être concentré dans les vésicules
1- Agrégation des protéines (face trans)
2- Retrait d’une partie de la membrane des vésicules (manteau de clathrine)
3- Maturation (clivage protéolytique) (perte du manteau)
Signal extracellulaire nécessaire pour fusion avec la membrane plasmique et sécrétion