Examen 1 Flashcards
Expliquer les avantages et inconvénients de l’utilisation de tissu animal ou de cellules en culture comme source de matériel pour la biologie cellulaire
- Tissu animal (foie, coeur, muscle, cerveau, etc.) —– avantage: permet d’obtenir une grande quantité de matériel pour des études biochimiques
inconvénient: difficile à manipuler car il s’agit de vivant, il faut donc l’utiliser immédiatement.
2.Cellules en culture (primaires, immortalisées, cancéreuses)——- avantage : cellules faciles à manipuler et visualiser
inconvénient: pas toujours faciles à faire pousser matériel limité
Différentier cellule primaire, immortalisée et transformée. Quels sont les
avantages et inconvénients de chacun ?
- Cellules primaires:
- prélevées directement du tissu
- i: nombre de divisions cellulaires (30-50)
- a: Le plus près des cellules à l’intérieur de l’organisme - Cellules immortalisées:
- Ont acquis la capacité de se diviser indéfiniment (dérégulant le cycle cellulaire donc pu une cellule primaire, trafficage SV40 Large T, empêche cessation la reproduction)
- i: propriétés varient entre les cellules humaines et de souris
- a: ne forment pas de tumeurs - Cellules transformées:
- isolées de patients, ne fonctionnent plus (perdu le contrôle cellulaire = altère complètement les propriétés). Se reproduisent indéfiniment, mutations oncogéniques
- i: forment des tumeurs
- a: autosuffisantes (ne meurent pas lorsqu’elles devraient)
Définir protéine
chaîne d’acide aminés
Définir enzyme
Souvent protéines servant de catalyseur afin d’augmenter la rapidité des réactions biochimiques. Les enzymes agissent en diminuant l’énergie d’activation nécessaire à la complétion de la réaction
Définir site actif et ligand
Site actif: endroit où les ligands se déposent pour activer une réaction quelconque (serrure)
Ligand: molécule spécifique qui se lie au site actif afin d’enclencher une réaction, elle doit avoir la forme parfaite du site actif afin d’y être lié (clef) (affinité)
Définir substrat et produit
Décrire brièvement les différentes méthodes utilisées pour étudier les enzymes et organites cellulaires
- SDS-PAGE et Western blot: permet de déterminer la formation de différentes structures ou interactions avec d’autres protéines.
- Chromatographie: mesurer et séparer les protéines
- Mesure d’activité biochimique - essais enzymatiques fluorométriques et colorimétriques: si on prend un extrait de structure avec une molécule colorée on peut mesurer l’augmentation de la couleur ou son apparition.
- Préparation d’extraits et isolation d’organistes:
- utilisation de détergents pour briser la membrane ce qui permet d’isoler les organises hydrosolubles.
- centrifugation différentielle et gradients de sucres permet d’isoler les mitochondries.
Expliquer les limites physiques de la microscopie photonique et de la microscopie
électronique.
- Microscope photonique:
- résolution (max de 0,2 micro). ne permet pas de distinguer des objets distants de moins de 0,2 microm ni de révéler des détails de taille inférieure à 0.2 microm
-limité par les propriétés de la lumière
- échantillon transparent - Microscope électronique:
- ne peut pas étudier du matériel vivant
- coupes fines nécessaires
Expliquer les différences entre une cellule procaryote et une cellule eucaryote
Procaryote:
- bactéries et archaebactéries
- 1-2 microm
- unicellulaire
- un seul compartiment intracellulaire
- pas d’organites ou de noyau
Eucaryote:
- Organisme unicellulaire ou pluricellulaire
- Noyau et organites cytoplasmiques
- 10-100 microm
- plus de structures internes
Expliquer les différentes méthodes permettant de visualiser les cellules par
microscopie photonique (3)
- Contraste de phase:
Les cellules ne sont pas colorés mais l’onde de la lumière incidente (verte) sera changée lorsqu’elle frappe une structure à cause de la réfraction. Les ondes sont donc inversées et permettent d’augmenter le contraste et d’observer les cellules vivantes. Les ondes en phase seront illuminés et ceux hors-phase seront foncées. - Colorants:
Quand les cellules sont colorés, seulement certaines longueurs d’ondes vont pouvoir traverser l’échantillon ce qui permet de mettre en valeur la structure (ex.: si la structure est rouge, lumière rouge va passer mais pas jaune ni bleu) - Fluorescence:
Permet de détecter des molécules spécifiques (protéines, ions) et de marquer les organelles. On utilise la propriétés de certaines protéines d’absorber et d’émettre des photons à longueur d’onde spécifique. L’absorption d’un photon est suivie par l’émission d’un photo à une plus grande longueur d’onde. Peuvent être utilisées en combinaisons car spectre d’absorption et d’émission spécifique. (immunofluorescence). Permet de détecter des protéines spécifiques dans des cellules fixées.
Expliquer l’utilité et les limitations de l’utilisation d’anticorps couplés à une
molécule fluorescente et de protéines fluorescentes (type GFP)
Permet de détecter des protéines spécifiques dans de cellules fixées. Pour utiliser cette méthode il faut d’abord produire des anticorps spécifiques de la protéine étudiée. Le marquage peut interférer avec la fonction ou la localisation de la protéine.
Décrire l’organisation générale d’une cellule eucaryote
Comment est-ce qu’on étudie la cellule?
- Source de cellules
- Mesure des activités cellulaires
- Visualisation des cellules
Quelles sont les différentes macromolécules composant la cellule?
- Protéines (acides aminés)
- Lipides (acides gras, glycérol, phosphoglycériques)
- Glucides (glycogène, glucose)
- Acides nucléiques (ADN, ARN, nucléotide A U G T C)
Quelles sont les caractéristiques des cellules influençant leur observation par microscopie?
- Petite taille
- Translucide
- Structures délicates (qui pourraient être endommagées par la fixation)
- Épaisseur de l’échantillon (tissu)
Expliquez les principes de base d’un microscope à fluorescence.
Le microscope à fluorescence est similaire au microscope photonique standard. Une lampe à haute énergie permet d’illuminer l’échantillon et des filtres permettent de sélectionner les longueurs d’onde d’absorption et d’émission appropriées. On ne veut pas une lumière blanche mais longueur d’onde précise pour que la couleur ressorte
2 techniques permettent d’obtenir des images claires à partir d’un spécimen épais, quelles sont-elles?
- Déconvolution (traitement d’image d’un microscope optique, méthode mathématique pour déflouter l’image)
- Microscope confocal
Expliquez les principes de base d’un microscope confocal.
Dans ce microscope, c’est un laser qui illumine l’échantillon fluorescent. La lumière fluorescente émise du point de focus illuminé par le laser se rend au détecteur alors que la lumière émise par ce qui est hors focus du laser est largement excluse du détecteur.
Quels sont les désavantages des techniques d’immunofluorescence et de coloration?
Ces techniques nécessitent des cellules fixées, ainsi:
- on étudie un instant x dans la vie des cellules
- la fixation risque de générer des artéfacts
- on ne peut pas mesurer des ions ou des paramètres comme le potentiel membranaires des mitochondries (ou tout autre processus dynamique)
Quelles molécules fluorescentes peuvent entrer dans des cellules vivantes et quels sont leur avantage pour l’observation microscopique?
(Fura-2, Mitotracker, Lysosensor, etc.)
Elles peuvent entrer dans les cellules vivantes et être fluorescentes sous certaines conditions, on peut donc observer des structures ou des mécanismes en plein action.
Qu’est-ce que la GFP?
Ce sont des cellules générant des protéines chimériques fluorescentes vertes. Ces protéines sont utilisées pour observer les processus dynamique des cellules, surtout les protéines d’intérêt de cellules vivantes (sur lesquelles elles se collent).
Vrai ou faux: il existe d’autre protéines fluorescentes que la GFP.
Vrai, la CFP et la YFP ont été créé par mutagenèse ce qui permet la complémentarité de signaux afin d’observer plusieurs choses en même temps.
La GFP, YFP et CFP ont relevé l’extrême ____________ avec laquelle les cellules ___________________________________________.
- rapidité
- bougent, changent et adaptent leur activité en fonction de signaux intracellulaires en provenance de l’environnement.
Quel sont les avantages principaux de la microscopie électronique?
1.Offre une résolution de beaucoup supérieure à la microscopie optique/photonique (0,1 nm vs 200 nm)
2. première technique à avoir permis la caractérisation des composantes cellulaires
3. permet visualisation de structures tant au niveau de molécules que des cellules entières
Vrai ou faux: la microscopie électronique utilise les photons
Faux, contrairement à la microscopie photonique ou optique, la microscopie électronique utilise les électrons.
Quels sont les deux types majeurs de microscopie électronique?
- Microscopie électronique à transmission (TEM)
- Microscopie électronique à balayage
Quels sont les désavantages de la microscopie électronique, tous types confondus?
- le processus de fixation et de coloration créé potentiellement des artéfacts.
- les électrons pénètrent moins dans les tissus que la lumière, les échantillons doivent donc être très minces.
- processus complexe de préparation des échantillons
Qu’est-ce que l’immuno-gold?
Le principe est similaire à celui de l’immunofluorescence mais des particules d’or remplacent le fluorochrome. Au microscope, au lieu d’observer une fluorescence, nous observons des points noirs là où les particules d’or se sont agglomérées.
Vrai ou faux: il n’est pas possible de déterminer la structure d’un complexe protéique à partir de microscope électronique.
Faux, c’est possible.
Quelles sont les particularités de la microscopie électronique à balayage?
- Similaire à TEM
- Permet d’obtenir une image 3D de la surface de l’échantillon
- utilisé pour analyser la surface de cellules or d’organisme plutôt que des structures intracellulaires.
- l’échantillon est couvert de métaux lourd
- Les électrons dispersés sont collectés
Vrai ou faux: la tomographie (TEM ou microscopie par transmission) permet d’obtenir des images en 3D.
Vrai, il suffit simplement de faire varier l’angle de l’échantillon et de superposer les images ensuite.
Qu’est-ce que le FIB-SEM?
Focused Ion Beam Scanning Electron Microscope
-Permet d’obtenir une image 3D en prenant l’image d’une couche de l’échantillon et en l’enlevant. On détruit l’échantillon couche par couche afin de reproduire une image 3D de la structure désirée.
Qu’est-ce que la super résolution?
Il s’agit d’une technique de microscopie qui permet d’aller au delà de la limite de 200 nm. Dans certains cas, on peut détecter jusque’à 30 nm. C’est beaucoup moins que dans la cas des microscopes électroniques mais, contrairement à cette dernière, la super résolution permet d’observer les cellules vivantes.
Qu’est-ce qu’une macromolécule?
Ce sont de grosses molécules assemblées à partir de différentes sous-unités.
Quels sont les différents rôles des macromolécules?
- Structurel
- Signalisation
- Information
- Activité enzymatique
- Source d’énergie
Quelle est la composition chimique de la cellule?
- Eau
- Ions
- Vitamines -cofacteurs
- ATP - GTP
- Macromolécules
Quel est le rôle de l’eau dans la cellule?
Il s’agit d’un solvant pour les réactions biochimiques (75% du volume cellulaire)
Quel est le rôle des ions dans la cellule?
- Équilibre hydrique - pression osmotique
- Cofacteur pour enzymes (Mg2+, Zn2+, Fe2+, Mn)
- Potentiel membranaire (Na+, K+)
- Signalisation (Ca2+)
Quel est le rôle des vitamines et des cofacteurs dans la cellule?
Il sont requis pour plusieurs réactions biochimiques
Coenzyme A, NAD, FAD (cytoréduction)
Quel est le rôle de l’ATP et de la GTP dans la cellule?
Source d’énergie cellulaire
Quels sont les rôles des protéines?
- Elles régulent la majorité des activités cellulaires (enzymes, signalisation cellulaire)
- Rôle structural (cytosquelette, fixation de la cellule au tissu)
L’activité des protéines est __________ par la cellule.
Rapidement et réversiblement régulée
Vrai ou faux: la synthèse des protéines se fait de l’extrémité C-terminale vers l’extrémité N-terminale
Faux, c’est l’inverse.
La structure primaire des protéines est dictée par ________.
la séquence de son ARNm.
Quelles sont les structures secondaires possiblement adoptées par les protéines?
- Helice alpha
- Feuillet bêta
Après s’être assemblées en structure secondaire, que peut-il advenir des protéines?
Elles peuvent continuer à se replier pour former une structure tertiaire qui forme la structure de la protéine active. Il est aussi possible que la protéine adopte une structure quaternaire en faisant partie d’un complexe protéique.
Quelles sont les différentes particularités du repliement des protéines?
- Dépend de la structure primaire
- Parfois spontané ou peut requérir l’action de chaperonnes (reconnaît les protéines non-pliées et les aide à se plier)
- Certaines protéines ne sont pas structurées.
Vrai ou faux: les protéines non polaire ont tendance à se tenir dans les endroits hydrophobes.
Vrai