Examen 1 Flashcards
Quelles sont les caractéristiques universelles des cellules sur terre ?
1- Elles ont une membrane plasmique qui lui permet
d’intéragir avec son environnement (Échanges)
-> Composée de molécules amphiphiles semi-perméables
2- Elles ont des protéines membranaires leur permettant de
se procurer des nutriments
3- Toutes les cellules stockent et transmettent leur matériel
génétique par l’ADN et polymérisent le brin codant
4- Effectuent de la transcription par un brin d’ARN
5- Les cellules utilisent des protéines (ouvrières) comme
catalyseurs
Pourquoi les cellules ont une taille relativement petite ?
Les cellules ont une taille relativement petite (1 μm à 100 μm) pour des raisons de diffusion de substances du milieu interne au milieu externe et inversement puisque si le rayon est décuplé, la surface est centuplé et le volume est mille fois plus grand les substances mettent du temps à se déplacer
-> Plus on augmente le rayon et plus le rapport surface/volume s’affaiblie, donc diffusion moins efficace.
Donnes 6 arguments en faveur d’une origine commune des cellules vivantes (Ressemblances entre les cellules)
Les cellules possèdent des caractéristiques similaires :
1- Toutes les cellules ont une membrane plasmique par
laquelle doivent passer les nutriments et les déchets
2- Toutes les cellules stockent leur info génétique à l’aide du
même code linéaire: l’ADN
3- Toutes les cellules reproduisent leur information
génétique par la polymérisation d’un brin matrice
4- Toutes les cellules effectuent une transcription d’une
portion d’ADN : ARN
5- Toutes les cellules traduisent l’ARN en protéines de la
même manière
6- Toutes les cellules utilisent les protéines comme
catalyseur
Quelles sont les caractéristiques structurales des cellules procaryotes ?
1- Un compartiment unique cytoplasmique contenant l’ADN,
l’ARN, les protéines et de nombreuses petites molécules
2- Pas de compartiment unique pour l’ADN (noyau)
3- Paroi faite de peptidoglycane pour les bactéries
4- Il peut y avoir une capsule sur la paroi
5- Des pilis sont présents sur la surface permettant
l’adhérance de cellules
Vrai ou faux, les cellules procaryotes forment des organisations complexes
Faux, généralement elles sont indépendantes ou en communautés peu organisées
De quelle façon est distribué l’ADN dans les procaryotes ?
Il y a un chromosome circulaire qui contient l’information génétique et des plasmides qui sont de l’ADN circulaire sous forme d’anneaux pouvant contenir des gênes qui confèrent à la cellule une résistance aux antibiotiques
Quels sont les deux types de reproductions des procaryotes ?
1- Reproduction asexuée par fission binaire (division d’une
cellule)
2- Reproduction asexuée, mais presque sexuée par
conjugaison
Peux-tu m’expliquer le processus de conjugaison ?
1- Un pili sexuel s’attache à une bactérie voisine
2- Les bactéries se fusionnent
3- Un fragment d’un plasmide est transféré
4- Le gêne est exprimé chez la bactérie voisine
Quelles sont les trois types de bactéries selon la voie d’entrée de l’énergie dans leur système leurs spécificités ?
1- Hétérotrophes :
Se nourrissent de molécules organiques
2- Autotrophes (Photolithotrophes) :
Utilisent la lumière comme source d’énergie et composés
inorganiques (carbone) => Cyanobactéries
3- Autotrophes (Chimiolithotrophes) : Se nourrissent de
substrats inorganiques prenant leur carbone du CO2 et
utilisent H2S et H2 pour produire leur énergie
Chimiolithotrophes = Une hypothèse d’apparition de la vie sur terre
Peux-tu me décrire les caractéristiques des archaeas
1- Vivent en milieux extrêmes
- Halophiles = Hypersalés
- Acidophiles = pH < 1
- Thermophiles = T°C élevées
2- Liasion éther au lieu d’ester (bactéries et eucaryotes)
sur un lipide de la bicouche lipidique
3- Il peut aussi y avoir une monocouche (Une queue pour
une tête)
4- Rendent plausibles l’hypothèse qu’il existe de la vie
ailleurs que sur terre
=> Diapo 23 Chap 1 pour infos sur membrane plasmique
Peux-tu me donner des exemples de cellules unicellulaires et pluricellulaires ?
Unicellulaires :
- Champignon unicellulaire : Levures
- Protistes
Pluricellulaires (Organismes ayant cell. différenciées permettant spécialisation)
- Animaux
- Plantes
- Champignons
Quelles sont les caractéristiques stucturales des cellules eucaryotes ?
1- Cellules eucaryotes plus grandes que cellules procaryotes
2- L’ADN est contenu dans un noyau
3- Présence de chromatine (ADN associé à des histones)
4- Au contraire des cellules procaryotes, les cellules
eucaryotes détiennent des organites entourés de
membrane plasmique
Quels sont les 4 éléments qui forment le noyau d’une cellule eucaryotes
1- Enveloppe nucléaire : Double couche lipidique en
continuité avec le système de membrane interne
2- Pores nucléaires : Permettent circulation d’ions et de
petites molécules par diffusion, importation de protéine
fonctionnant dans le noyau (ADN polymérase),
exportation d’ARN produit par noyau
3- Lamines nucléaires : Réseau fibreux formant la lame
nucléaire composée de filaments intermédiaires
4- Nucléoles : Siège de synthèse intense de l’ARNr
Qu’est-ce que les ribosomes et quel est leur fonction ?
Les ribosomes sont des sites de synthèse des protéines dans le cytoplasme constitués de 2 sous-unités d’ARNr et de protéines
Quels sont les 8 organites des cellules eucaryotes et leurs spécificités ?
1- Réticulum endoplasmique rugueux (RER) :
- Ribosomes à sa surface qui synthétisent des protéines
destinées à être exportées de la cellule ou expédiées aux
lysosomes ou vaccuoles
- Protéines destinées à être exportées sont emmagasinées
dans des vésicules qui migrent vers l’appareil de golgi
2- Réticulum endoplasmique lisse (REL) :
- Siège de synthèse de différents glucides et lipides
- Stockage de Ca2+ pouvant servir à la signalisation
cellulaire
3- L’appareil de Golgi :
- Collecte, empacte et distribue des molécules
synthétisées à un endroit et utilisées ailleurs ou à l’ext.
dans la cellule
- Face cis et trans qui reçoit les vésicules du transport du
RE et qui excrète les molécules dans des vésicules de
sécrétion
- Ajout de courtes chaînes de sucres => glycolipides ou
glycoprotéines
4- Les lysosomes :
- Vésicules digestives provenant de l’appareil de golgi qui
contient des enzymes digestives permettant de détruire
rapidement des vieux organites, protéines, acide
nucléique, etc. par phagocytose
5- Peroxysome :
- Produit à partir de vésicules provenant du RE et dégrade
les acides gras par des enzymes oxydatives
- Détoxification de substances toxiques comme
l’hydrogène peroxyde en utilisant enzyme comme
catalase
6- La vacuole (Cellules végétales) :
- Membranes contiennent des canaux contrôlant le
passage de molécule d’eau et permettant à cell. de
conserver son équilibre osmotique
7- Les mitochondries :
- Impliqués dans le métabolisme énergétique => ATP
- Entouré d’une double membrane et contient son propre
ADN
8- Les chloroplastes :
- Utilisent lumière pour générer ATP et sucres
- Empilements de vésicules appelés thylakoïdes contenant
la chlorophylle
- Entouré d’une double membrane et contient son propre
ADN
Quels sont les 3 éléments composant le cytosquelette des cellules eucaryotes ?
1- Microfilaments
2- Microtubules
3- Filaments intermédiaires
Qu’est-ce que les centrioles ?
Les centres où se produit l’initiation de la polymérisation de microtubules. Ceux-ci sont présents dans la plupart des cellules animales et de certains protistes
Donnes-moi un modèle hypothétique de l’origine des cellules eucaryotes animales et végétales (Théorie de l’endosymbiose)
Elles auraient évolué à partir d’une symbiose avec des bactéries phagocytées ayant échappées à la digestion. Du côté des cellules végétales, ce seraient des bactéries photosynthétiques qui ont été ingérées dans une cellule contenant déjà des mitochondries
Pourrais-tu me donner 4 arguments en faveur de la théorie de l’endosymbiose ?
1- Les mitochondries et chloroplastes possèdent leur propre
génome sous forme de plasmide
2- Leur ADN contient des gènes qui codent pour des ARNr
ayant une haute similarité de séquence aux ARNr
procaryote
3- Se dupliquent de façon indépendante du noyau
4- Mitochondries et chloroplastes ont tailles similaires à
celles des bactéries
Réviser diapo 60 et 61 du Chapitre 1
Quels sont les 5 principaux modèles d’étude en physiologie cellulaire ?
1- Levures (Champignon unicellulaire)
2- Arabidopsis thaliana (Plante très proche au niveau
évolutif)
3- Ver nématode
4- Mouche à fruit (Facile à élever)
5- Souris (Modèle mammifère)
Quelles sont les 4 caractéristiques des virus ?
1- Parasite intracellulaire obligatoire
2- Matériel génétique entouré d’une capsule protéique =
capside
3- Protéine de surface de reconnaissance
4- Organisme plus petit et plus simple que la plus petite des
eubactéries
Quels sont les deux types d’infection virale ?
1- Lytique :
- Infection et déroutage de la machinerie et de la
biosynthèse de la cellule -> Mort par lyse de la cellule
2- Intégration pro-virale :
- Insertion du matériel génétique viral dans le matériel
génétique de la cellule hôte
=> Diapo 68, Chapitre 1
Quelles sont les 7 fonctions majeures des membranes ?
1- Barrière qui possède une perméabilité sélective
2- Transport des solutés
3- Compartimentation (Division du travail avec organites)
4- Récepteurs membranaires
5- Interactions cellulaires
6- Support pour les activités biochimiques
7- Transduction d’énergie
Peux-tu me décrire la structure des feuillets beta qui forment des tonneaux dans la bicouche lipidique ?
Les acides aminés qui comporte des chaînes latérales hydrophobes vont pointer vers l’ext. (En contact avec la bicouche) tandis que les chaînes latérales qui comportent des acides aminés hydrophiles vont pointer vers l’int. et permet le passage des molécules
Comment peut-on prédire l’existence d’un domaine transmembranaire dans la séquence peptidique d’une protéine ?
La séquence comportant le domaine transmembranaire sera apolaire ou hydrophobe
Quels sont les 6 rôles des protéines membranaires ?
1- Transporteur
2- Enzymatique
3- Récepteur de surface
4- Marqueur de surface
5- Adhérence cellulaire
6- Fixation au cytosquelette
Parmi les rôles des protéines membranaires, il y a le rôle de transport. Quelles sont les 5 éléments que le transport permet de réaliser ?
1- Extraire du liquide interstitiel les qte exactes que les
cellules ont de besoin
2- Empêcher l’entrée de substances inutiles
3- Empêcher la sortie de molécules intracellulaires utiles
4- Excréter les déchets métaboliques
5- Réguler la concentration intracellulaire des diff. ions
organiques
Quels sont les deux principaux mécanismes que les solutés peuvent utiliser pour traverser la membrane ?
1- transport passif (Pas d’ATP)
2- transport actif (ATP)
La diffusion passive permet le passage de quelles molécules et comment les solutés se déplacent (milieu externe/interne) ?
La membrane est perméable aux petites molécules non polaires comme l’O2, le CO2, le N2, etc. En revanche, elle ne le sera pas pour les ions et les larges molécules polaires/chargées.
Les solutés se déplacent selon leur gradient de concentration (-> milieu le moins concentré). Les substance non chargées se déplacent selon un gradient chimique
Comment la diffusion de l’eau se fait de part et d’autre de la membrane ?
La diffusion se fait passivement par l’osmose qui est le déplacement de l’eau vers le milieux où il y a une plus forte concentration de soluté.
Vrai ou faux, les membranes sont complètement perméables à l’eau ?
Faux, les membranes sont plutôt semi-perméables à l’eau
Peux-tu me définir les termes : Hypertonique, Hypotonique et Isotonique ?
- Hypertonique : La solution est plus conentrée que la celluleL’eau sort de la cellule
- Hypotonique : La solution est moins concentrée que la
cellule : L’eau entre dans la cellule - Isotonique : La concentration dans la cellule est la même
qu’à l’extérieur
Pourrais-tu me parler du rôle important que joue l’osmose dans les cellules végétales ?
Les cellules végétales sont en général hypertonique par rapport à leur milieu. Il y a une pression de turgescence qui se crée dans la cellule puisque la vacuole se remplie. En revanche, la paroi cellulaire empêche l’explosion de la cellule
Qu’est-ce que le gradient électrochimique des ions ?
La membrane est toujours chargée négativement à l’intérieur et poisitivement à l’extérieur ce qui fait en sorte que les ions chargés positivement auront davantage tendance à entrer lorsqu’ils suivent leur charge électrique. Lorsque les ions sont davantage concentrés à l’extérieur de la membrane on dit que ceux-ci travaillent avec leur gradient électrochimique puisqu’ils suivent le gradient électrique et chimique (Transport élevé => Na+). En revanche, lorsque les ions sont davantage concentrés à l’intérieur de la membrane, les gradients ne travailleront pas dans le même sens (Transport réduit vers l’ext. => K+).
Quels sont les 3 types de transport passif ?
1- Diffusion simple
2- Transport passif facilité à travers une porine ou un canal (Tonneau beta)
3- Transport passif facilité à travers un transporteur
La diffusion simple est possible d’être réalisé par quelle molécule ?
Par les molécules hydrophobes qui traversent selon leur gradient (O2, N2, CO2, etc.)
Qu’est-ce que les porines selon trois de leurs caractéristiques ?
1- Les porines sont des tonneaux beta et sont localisées
dans la membrane externe des bactéries, des
mitochondries et des chloroplastes
2- Elles interagissent faiblement avec le soluté à transporter
3- Elles sont toujours ouvertes et les solutés peuvent les
emprunter dans les deux directions selon leur gradient de
concentration
Quelles sont les 4 caractéristiques des canaux ?
1- Ils forment des pores continus qui traversent la
membrane
2- Interagissent faiblement avec le soluté à transporter
3- Lorsqu’ils sont ouverts, il laissent passer des solutés
spécifiques de taille et de charges appropriées
4- Transport plus rapide et toujours passif
Les canaux ioniques peuvent être ouverts ou fermés selon si ils sont activés par 3 éléments. Quels sont ces 3 éléments ?
1- Une substance (canaux chimio-dépendants)
2- Une différence de charge (canaux voltage-dépendants)
3- Une action mécanique (mécano-dépendants)
Que permettent les filtres de sélectivité dans les canaux ?
Ceux-ci permetteront de sélectionner un ion plutôt qu’un autre à l’aide de l’interaction que celui-ci effectuera avec les atomes présent au pourtour du filtre
=> Regarder exemple du K+ et Na+, diapo 38, Chapitre 2
Qu’est-ce qu’une aquaporine ?
C’est un canal qui permet le passage sélectif de l’eau afin d’effectuer une osmose efficace
Quelles sont les 3 caractéristiques des transporteurs ?
1- Fixent le soluté spécifique à transporter sur des sites de
fixation
2- Les solutés subissent un changement de conformation
qui exposent alternativement le soluté sur un côté de la
membrane et sur l’autre et sans nécessité de l’énergie
(ATP)
3- Transport plus lent
Quels sont les 3 types de transporteurs selon le sens par lequel passe la substance transportée ?
1- Uniport = Une seule substance à la fois
2- Symport = Deux substances à la fois dans la même
direction
3- Antiport = Deux substances à la fois dans des directions
opposées
Qu’est-ce que le transport actif ?
Le transport actif se résume à pomper certains soluté à travers la membrane contre leurs gradients électrochimiques
Quelles sont les deux types de transport actif ?
1-Transport actif primaire : Transport actif par hydrolyse de
l’ATP (Pompe)
2- Transport actif secondaire : Transport par couplage utilisé
avec des ions transportés par le transport actif primaire.
L’ioncircule selon son gradient électrochimique ce qui
force le soluté à passer contre son gradient
électrochimique (utilisation indirecte d’énergie)
Dans le transport actif primaire, il y a trois type de pompes ATP-dépendantes qui utilisent l’énergie de l’hydrolyse de l’ATP. Nommes-moi ces pompes.
1- Les pompes de type P : Elles s’autophosphorylent au
cours du cycle de pompage
2- Les pompes de type V : Pompes à protons qui hydrolysent
l’ATP
3- Les transporteurs ABC : ATP binding Cassette transporters
pompent de petites molécules à travers la membrane
Peux-tu me donner les 8 étapes de fonctionnement de la pompe de type P ?
1- Trois Na+ intracellulaires se lient
2- Un ATP intervient par hydrolyse
3- Un ADP est libéré, donc deux phosphates de libérés. Il en
reste un d’accroché à la pompe puisque ATP = Adénosine
triphosphate
4- La phosphorylation engendrée permet un changement de
la conformation de la protéine de transport
5- Le Na+ sort de la protéine de transport => Faible affinité
pour Na+ et une plus forte pour K+
6- Deux K+ se lient au site de fixation extracellulaire
7- Il y a déphosphorylation ce qui engendre un changement
de conformation de la protéine de transport
8- Le K+ sort dans le milieu intracellulaire => Forte affinité
pour Na+ et faible pour K+
Et ainsi de suite… Schéma diapo 48, Chapitre 2
=> Permet la création d’un potentiel électrique puisque permet d’avoir des concentrations ioniques différentes de part et d’autre de la membrane
Peux-tu me donner les 3 caractéristiques des pompes de type V à l’aide de l’exemple des pompes à H+ des lysosomes permettant de créer un environnement acide pour la digestion ?
1- À la différence des pompes P, il n’y a pas de
phosphorylation. C’est directement l’hydrolyse de l’ATP
(ATP -> ADP + Pi) qui actionne la pompe
2- Les pompes H+ contiennent des hydrolases acides
3- Important dans le rôle de recyclage cellulaire
Peux-tu me donner les caractéristiques des transporteurs ABC ?
1- Contient deux domaines de fixation pour l’ATP
2- La plus grande famille de transporteur
3- Associés à la résistance aux antibiotiques puisqu’ils font
sortir le médicament de la cellule
Quelles sont les 3 étapes de fonctionnement du transporteur ABC ?
1- Fixation de deux ATP sur les sites de fixation
intracellulaire => Ouvre le site de liaison, un soluté se lie
2- Hydrolyse des ATP => Ouverture dans l’autre sens du
transporteur ce qui libère le soluté dans le cytosol
3- Le procédé inverse peut se produire par la liaison d’un
soluté intracellulaire qui passe entre les sites de fixation
de l’ATP
=> Diapo 51, Chapitre 2
Vrai ou faux, le transport actif secondaire peut être en antiport ou en symport
Vrai
Peux-tu me donner un exemple de protéine membranaire qui effectue du transport actif secondaire ?
Il y a les cellules épithéliales de l’intestin qui contiennent une variété de symports actionnés par le gradient Na+ généré par le transport actif primaire pour transporter du glucose et des acides aminés.
Diapo 55, Chapitre 2
Quelle est le rôle des filaments d’actine dans le transport actif par endocytose et exocytose ?
La polymérisation des filaments d’actine grâce à l’ATP permet de pousser la membrane afin de moduler une endocytose ou une exocytose
Quels sont les 3 types d’endocytose et leurs spécificités ?
1- Phagocytose : Déformation de la membrane pour
entourer la bactérie et l’englober (cellule immunitaire)
2- Pinocytose : Voie d’absorption du liquide extracellulaire
afin de récupérer des solutés ou recycler la membrane
cellulaire
3- Endocytose par récepteurs interposés : Collecte sépcifique
de macromolécules extracellulaires
=> Toutes ces vésicules peuvent fusionner avec des lysosomes
Peux-tu me décrire les 4 étapes de l’endocytose par récepteurs interposés ?
1- Les substances du ligand se lient de façon spécifique aux
récepteurs rassemblés dans des puits tapissés de
clathrine
2- Formation de l’endosome et libération des récepteurs qui
retournent à la membrane plasmique
3- Endosome primaire évolue en secondaire et finit par
devenir un lysosome
Peux-tu m’expliquer le fonctionnement de l’exocytose
Vésicules de transport sortant de l’appareil de golgi qui s’accrochent à la membrane par des protéines SNARE ce qui crée une fusion avec la membrane et libère le contenu des vésicules
Réviser la diapo 68 du Chapitre 2
Qu’est-ce que le catabolisme et l’anabolisme ?
Catabolisme : Les cellules dégradent les grandes molécules afin de libérer de l’énergie et de petites molécules (Respiration cellulaire)
Anabolisme : Les cellules reconstruisent les macromolécules dont elles ont besoin à partir de petites molécules et en utilisant de l’énergie (Photosynthèse)
Métabolisme = Catabolisme + Anabolisme
Qu’est-ce que des réactions d’oxydoréduction et la définition pour un oxydant et un réducteur ?
Ce sont des réactions où il y a une perte d’électron du donneur qui devient oxydé et un gain d’électron de l’accepteur qui devient réduit
Un oxydant : Espèce susceptible de capter des électrons = forte affinité pour électrons
Un réducteur : Espèce capable de libérer des électrons = faible affinité pour électrons
=> Reviser diapo 11, Chapitre 3
Par quel transporteurs d’électron (coenzyme) l’énergie sous forme de transfert d’électron à partir d’un combustible organique (Ex : carbone) peut être véhiculée ?
Les transporteurs : NAD et FAD
Les réactions :
NAD+ + H+ + 2e- <-> NADH
FAD + 2H+ + 2e- <-> FADH2
=> L’énergie collectée par les coenzymes peuvent être transformée en ATP
Peux-tu m’expliquer le fonctionnement de la molécule d’ATP (Réaction endergonique et exergonique) ?
Les liaisons qui maintiennent ensemble les trois groupements phosphate qui sont lier par des fortes charges négatives que se ré-pulsent, donc il faut les maintenir ensemble par de l’énergie. C’est comme un ressort qu’on compresse avec de l’énergie (Réaction endergonique). Dès que le ressort se décompresse, il y a un dégagement d’énergie (Réaction exergonique). Ces liaisons sont cruciales
Quels sont les deux moyens que les cellules utilisent afin de fabriquer de l’ATP ?
1- Phosphorylation à partir d’un intermédiaire lié au
phosphate
2- ATP synthétisé par l’ATP synthase, grâce à l’énergie d’un
gradient de protons (H+). C’est une pompe de type V qui
travaille dans le sens du gradient de l’hydrogène afin de
faire tourner le rotor et de générer de l’ATP (Un peu
comme un moulin)
Par le biais de la respiration cellulaire, quelles sont les 4 voies métaboliques qui permettent la production d’ATP par la réduction de NAD+ et FAD ?
Voie 1 = La glycolyse => Cytoplasme
Voie 2 = La décarboxylation du pyruvate
Voie 3 = Le cycle de l’acide citrique } => Mitochondrie
Voie 4 = La phosphorylation oxydative
Quelles sont les 4 éléments structuraux d’une mitochondrie et leurs spécificités ?
1- Membrane interne : Très imperméable, contient
transporteurs d’électrons, ATP synthéase, translocases
ADP/ATP et Transporteurs membranaires
2- Membrane externe : Relativement perméable aux ions et
aux petites molécules contient des porines
3- Espace inter-membranaire
4- Matrice : Milieu aqueux qui contient l’ADN et ribosomes et
le complexe pyruvate déshydrogénase, les enzymes du
TCA, les enzymes d’oxydation des acides gras et acides
aminés et l’ATP, ADP, Mg2+, Ca2+, K+
Qu’est-ce qui permet le déplacement des mitochondries et où sont-elles présentes en plus grande densité ?
C’est la kinésine qui permet le déplacement. Elles sont davantage présentes dans les muscles ou dans les flagelles des spermatozoïdes, par exemple.
Quelles sont les 10 étapes de la glycolyse (Cytoplasme) ?
De 1 à 5 => Phase d’investissement de l’énergie
1- Réaction de phosphorylation grâce à l’hexokinase => Un
groupement phosphate est ajouté au 6e carbone
2- Glucose perd sa fonction aldéhyde pour devenir un
fructose qui a une fonction cétone (Forme d’hexagon =>
forme de pentagone)
3- Utilisation d’une ATP et de la phosphofructokinase afin
d’ajouter un phosphate en première position sur le
fructose (Si jamais c’est du fructose qui est ingéré, la
glycose démarre à cette étape)
4- Coupure du fructose par l’aldolase pour donner deux
groupements à 3 carbones un cétone et un aldéhyde
5- transformation du cétone en un aldéhyde afin d’obtenir
deux molécules aldéhyde identiques
De 5 à 10 => Phase de gain d’énergie (x2 car deux aldéhydes)
6- Intervention de NAD+ afin d’oxyder groupement
carboxyle pour récuper un oxygène et engendrer un
NADH (déhydrogénase) et ajout d’un groupement
phosphate à la place de l’hydrogène
7- La kinase lie un ADP au phosphate ajouté afin de former
de l’ATP
8- Isomérisation de structure de position car il y a un switch
entre le OPO3 et le OH par la mutase
9- Libération d’une molécule d’H2O du groupement par
l’enolase
10- Kinase utilise l’autre groupement phosphate pour le lier
à l’ADP et générer un autre ATP
Finalement, quel est le bilan de la glycolyse ?
Phase de gain d’énergie = 2 x 2ATP = 4ATP
Phase d’investissement d’énergie = - 2ATP
Donc : 4ATP - 2ATP = 2ATP
Quelle est l’étape de l’oxydation du pyruvate ?
Les 2 pyruvates est oxydé et la coenzyme A est réduite à l’aide de la dehydrogenase. C’est le premier endroit où il y a une perte de CO2. Le résultat de la réaction est 2 molécules d’Acetyl-CoA, 2NADH et 2 CO2
Quelles sont les 8 étapes du cycle de l’acide citrique (TCA) ?
1- Condensation (Citrate synthase) de l’H2O avec l’intervention de
l’oxaloacetate => donne citrate
2-** Isomérisation** (aconitase) de position du citrate => isocitrate
3- Décarboxylation oxydative (isocitrate déshydrogénase) et
intervention du NAD+ => NADH+ H+ et perte de CO2
4- Décarboxylation oxydative (Cétoglutarate déshydrogénase) Le COO- du groupement est dégagé et sera remplacé par la coenzymeA. Un autre NAD+ est réduit avec l’hydrogène de la coenzymeA => NADH+ et H+. Libération de CO2
5- Phosphorylation liée au substrat (Succinyl-CoA synthase) grâce à Liaison thioester (C-S) est très riche en énergie et est
utilisée pour créer de l’ATP. Libération de la coenzymeA-
HS
6- Déshydrogénation (Succinate déshydrogénase) par le deuxième type de transporteur d’électrons intervient :
FAD+. Il récupère deux H+ => FADH2
7- Étape d‘hydratation (Fumarase) (Ajout d’une molécule d’H2O)
8- On regénère de l’oxaloacetate (Malate déshydrogénase) avant de recommencer un
autre cycle
Quel est le bilan du cycle d’acide citrique ?
6 NADH, 2FADH2, 2 GTP et 4 CO2
Quelles sont les autres voies cataboliques de dégradation afin de produire de l’énergie autre que par le glucose ?
Catabolisme des acides gras et catabolisme des acides aminés. Peut importe la voie, ça se passe dans la matrice mitochondriale
Vrai ou faux, les produits intermédiaires (citrate, pyruvate, ketoglutarate, succinyl CoA) ne servent qu’à générer de l’énergie métabolique ?
Faux, ceux-ci peuvent aussi servir à la production d’une grande partie des petites molécules
Réviser le calcul de bilan total du métabolisme oxydatif dans la cahier de note
Quels sont les 4 complexes protéiques différents et les 2 navettes qui forment la chaîne de transport d’électrons ?
1- Complexe I : la NADH déshydrogénase
2- Complexe II : la succinate déshydrogénase
3- Complexe III : La cytochrome b-c1
4- Complexe IV : la cytochrome c oxydase
Navette 1 = Ubiquinone (Q)
Navette 2 = Cytochrome c (C)
Que se passe-t-il avec le potentiel redox lorsqu’on avance dans la chaîne de transport ?
Les électrons se déplacent vers les molécules qui ont un potentiel d’oxydoréduction plus fort. Le potentiel redox augmente de plus en plus qu’on avance dans la chaîne
Diapo 61, Chapitre 3
Quels sont les 4 groupements prosthétiques qui permettent le transports des électrons dans la chaîne respiratoire ?
1- Protéines fer-soufre
2- Les cytochromes (Hèmes)
3- Protéine à cuivre
4- Les flavoprotéines
Quelles sont les 4 étapes de la chaîne de transport d’électrons dans la respiration cellulaire ?
1- Le NADH+ + H+ cède ses 2 électrons au complexe I. Les
électrons se transfèrent d’un centre redox à
un autre (Flavine mononucléotide). À la fin, l’ubiquinone
reçoit les 2 électrons et part. Il y a aussi une translocation
de protons H+ ce qui contribue au gradient
électrochimique (4H+)
2- Étape qui s’effectue grâce à la même enzyme qu’au qu’à
l’étape 6 de l’acide citrique (Succinate déshydrogénase).
Même principe qu’à l’étape précédente sauf que c’est le
FADH2 qui est le transporteur d’électron. Il n’y a pas de
translocation de protons H+
3- Le complexe III permet le transfert des électrons de
l’ubiquinol au cytochrome c. Il effectue aussi une
translocation de protons dans l’espace intermembranaire
pour contribuer au gradient (4H+)
1er tour :
- L’ubiquinol arrive au complexe et cède un premier
électron à la protéine de Rieske Fe-S (ISP) et un autre au
cytochrome b
- l’ubiquinone oxydé se déplace dans le haut du complexe
et récupère un électron du cytochrome b et devient
ubisemiquinone
2e tour :
- Une nouvelle ubiquinole cède ses 2 protons H+ à
l’espace intermembranaire. Un des deux va au
cytochrome c et l’autre va à la ubisemiquinone qui
devient ubiquinol. Un ubiquinol est regénéré en utilisant
protons de la matrice
4- Au complexe IV, 4 électrons sont apportés pour la
réduction de deux molécules d’oxygène (O2) en 2H20.
Ces électrons passent par les centres redox Cuivre du
complexe ce qui arrête la chaîne de transport
Comment l’ubiquinone peut resté dans la membrane plasmique et parles moi un peu de sa structure et de comment elle se nomme lorsqu’elle est chargée d’un électron et de deux électrons ?
L’ubiquinone comporte un cofacteur enzymatique liposoluble lui permettant le transport des électrons. Elle a une queue hydrophobe lui permettant de la maintenir dans la membrane plasmique. Lorsqu’elle est réduite avec 1 électron, on la nomme ubisemiquinone et deux électrons on la nomme ubiquinole.
La réduction de l’O2 peut endommager la mitochondrie… De quelle façon ? Quel mécanisme peut empêcher les impacts négatifs ?
Par la formation de radicaux libres (O2-) qui sont des superoxydes pouvant endommager la mitochondrie. Des mécanismes antioxydants comme le superoxyde dismutase pouvant engendrer du peroxyde (H2O2) qui est moins néfaste que le superoxyde
=> Théorie du vieillissement = dégénérescence des tissus
liée aux radicaux libres
Qu’est- ce que la chimiosmose ?
Le gradient électrochimique de protons créé par la chaîne de transport des électrons (10 protons envoyés de la matrice vers l’espace intermembranaire => 4H+ dans complexe I, 0H+ dans le complexe II, 4H+ dans le complexe III et 2H+ dans le complexe IV). En plus de ce gradient, il y a un potentiel électrique qui est créé et un gradient de [] de H+ qui altère le pH
=> Une force proton-motrice est créée
Quel sont les composantes et quel est les 4 étapes de fonctionnement de l’ATP synthase ?
En raison du gradient précédemment créé, les protons auront naturellement tendance à retourner dans la matrice mitochondriale. Le passage sera possible par l’ATP sythase.
Deux parties la compose cet énome complexe multiprotéique :
La partie F0 : Enrobée dans la membrane et possède un rotor (sous-unités c) et une partie statique (sous-unités a, b). Les protons passent par là et font tourner le rotor
La partie F1 : C’est la tête sphérique qui contient des sites catalytiques (3 sous-unités β en association avec 3 sous-unités α) et un axe centrale qui connecte F0 à F1 (sous-unité γ)
Fonctionnement :
1- La sous unité γ effectue 3 rotations chacunes de 120° qui
changent la conformation des sous-unités β
2- Le substrat ADP + Pi se fixe à une sous-unité β à l’état
lâche
3- Le substrat est convertit en ATP lorsque qu’il y a une
rotation de la sous-unité γ => conformation tendue
4- L’ATP produit est libéré après la prochaine rotation =>
conformation ouverte
Bilan = 3 ATP/ tour
Quel est l’autre rôle de la force proton-motrice en plus de la synthèse de l’ATP ?
Peut servir aussi à transporter des molécules dans la mitochondrie
Quelle est la différence entre la respiration aerobie et anaerobie ?
En absence d’oxygène, les bactéries, par exemple, utilisent des molécules organiques afin de régénérer le NAD+ à la place de l’oxygène dans la respiration aerobie. C’est de la fermentation qui mène à une excrétion de lactate ou d’alcool chez les levures
Quelles sont les 2 principales étapes de la photosynthèse (Indice = lumière) ?
1- Réactions claires ou dépendantes de la lumière :
Utilisaton de la lumière pour transférer les électrons de
l’eau au NADPH et la synthèse d’ATP. => Se fait dans la
membrane des thylakoïdes
2- Réactions sombres ou indépendantes de la lumière :
Utilisation de l’énergie stocké dans la NADPH et ATP afin
de réduire le CO2 en sucre => Se fait dans le stroma
=> Ces étapes se produisent dans les chloroplastes
Peux-tu me décrire les 4 éléments de structure des chloroplastes
1- Membrane externe : très perméable avec porines
2- Membrane interne : très imperméable
3- Stroma (Équivalent de la matrice mitochondriale) : C’est ce
qui contient les ribosomes, l’ADN et les enzymes de
biosynthèse des glucides
4- Thylakoïdes : Structure membranaire qui se replie en piles
de vésicules aplaties et enferme un compartiment
appelée lumière du thylakoïde. Granum = pile. =>
Contient l’équipement photosynthétique
Qu’est-ce qu’un photon et de quoi son énergie dépend ?
Les photons sont les particules élémentaires de la lumière. Ils possèdent simultanément les propriétés d’une onde et celle d’une particule.
L’énergie d’un photon dépend de sa longueur d’onde. Plus que la longueur d’onde est courte et plus que l’énergie sera haute
Peux-tu m’expliquer le principe d’absorption de la lumière par un photorécepteur (Chlorophylle) ?
L’absorption de la lumière par la chlorophylle est due à la présence de nombreuses doubles liaisons dans sa structure. Quand la chlorophylle absorbe un photon de la bonne longueur d’onde, un électron saute à une orbitale supérieure et la molécule est dite excitée.
Qu’est-ce qu’un système photosynthétique et quel est son fonctionnement ?
Un système photosynthétique est un complexe collecteur de lumière qui transfère l’énergie au centre réactionnel.
Celui-ci est constitué d’un centre réactionnel et de complexes photocollecteurs dont les nombreux pigments absorbent la lumière à différentes longueurs d’ondes. L’énergie absorbée est transférée d’un pigment à l’autre jusqu’à se rendre à la chlorophylle du centre réactionnel
Peux-tu m’expliquer en détails la première étape des réactions claires soit les 8 sous-étapes du photosystème II ?
Photosystème II
1- L’énergie lumineuse arrive au photosystème II, plusieurs
dizaines de chlorophylle canalysent l’énergie vers le centre
réactionel constitué de paire de chlorophylle (a) appelée
P680.
2- P680 excité perd un électron et retombe à un niveau plus
faible en énergie P680+
3- L’électron perdu va transiter par plusieurs centre redox
4- L’électron est cédé à la plastoquinone
5- Deux oxydation de P680 sont nécessaire afin de réduire
complètement la plastoquinone à plastoquinole
6- La molécule P680+ doit être réduite pour revenir à son
état normale
7- Les électrons de H2O sont utilisés afin de réduire P680+.
Utilisation des H2 et libération des O2 dans l’atm.
8- Libération de 4 protons H+ dans la lumière thylakoïdale
Peux-tu m’expliquer la deuxième étape des réactions claires soit les 4 sous-étapes au cytochrome b6f qui relie le photosystème II et I ?
Cytochrome b6f = Le complexe III de la mitochondrie (Même fonctionnement cyclique)
1- La plastoquinol transfère les électrons au cytochrome b6f
2- Les électrons sont ensuite transférés à la Plastocyanine,
une protéine membranaire périphérique ayant un ion
cuivre et qui est un transporteur mono-électronique
3- Pour chaque paire d’électrons transportée, 4 protons sont
libérés dans la lumière thylakoïdale
4- 8 protons H+ sont libérés dans la lumière
Peux-tu m’expliquer la troisième étape des réactions claires soit les 5 sous-étapes au photosystème I ?
Photosystème I
1- Même principe que photosystème II sauf qu’ici le centre
collecteur est constitué de paire de cholorophylle qu’on
appelle P700
2- L’électron finit par être transféré à la ferrodoxine
3- La ferrodoxine réduit ensuite le NADP+ en 2NADPH
4- Contribue à réduire la quantité de protons H+ dans le
stroma
5- Les électrons qui ne sont pas utilisés pour réduire le
NADP retournent au complexe cytochrome b6f, réduisent
à nouveau la photocyanine et finissent par réduire le
P700+ photooxydé (Forme un transport cyclique)
À quoi sert le transport cyclique des électrons dans les réactions claires ?
Les électrons passent d’un flux linéaire à un flux circulaire lorsque le rapport NADPH à NADP+ est trop élevé. Ceci permet de moduler la production de NADPH et par le fait même d’ATP selon les besoins.
Comment la chimiosmose fournit l’énergie nécesssaire pour la production d’ATP à l’ATP synthase dans un chloroplaste ?
- Même mécanisme que dans la mitochondrie
- Le mouvement des protons de la lumière des thylakoïdale
vers le stroma grâce au gradient créé pour fournir l’énergie
à l’ATP synthase - L’énergie générée peut être utilisée dans le cycle de Calvin
(réaction sombre)
Vrai ou faux, il y a une différence de pH importante entre la lumière thylakoïdale et le stroma ?
Vrai, la différence de pH est importante en raison du gradient de proton créé par la chaîne de transport des électrons. On parle d’un pH de 5 dans la lumière thylakoïdale et d’un pH de 8 dans le stroma
Quel est le bilan en ATP suite à l’intervention de l’ATP synthase ?
Production de 3 ATP pour chaque O2
Quels sont les 3 phases du cycle de Calvin ?
1- Fixation du carbone
2- Réduction
3- Régénération du ribulose bisphosphate
Qu’est-ce que la rubisco (Ribulose bisphosphate carboxylase), nommes-moi 3 de ses caractéristiques ?
- Son activité fournit directement ou indirectement la moitié
de la biomasse terrestre - Constitue la moitié du contenu protéique des chloroplastes
- Composés à 3 carbones sont les précurseurs de
biosynthèse des monosaccharides, des acides aminés des
nucléotides , etc.
Quelles sont les étapes du cycle de Calvin (réactions sombres) ?
1- Fixation du CO2 et intervention de la rubisco afin de
former 2 phosphoglycerate
2- La kinase utilise deux ATP pour phosphoryler les deux
molécules de phosphoglycerate
3- La déshydrogénase réduit les deux molécules de
phosphoglycerate en utilisant deux NADPH -> NADP + Pi.
Devient deux molécules de glycéraldéhyde
4- Il y a une série d’isomérisation et de transfert de groupe
5- Regénération du RuBP en utilisant un ATP
Qu’est-ce que le cylce de Calvin permet de synthétiser ?
Permet de synthétiser de l’amidon et du saccharose. L’amidon est produit dans le stroma et le saccharose est produit au niveau du cytoplasme.
Peux-tu m’expliquer l’erreur que la rubisco peut faire et quelles sont les répercussions de cette erreur ?
Elle peut se comporter comme une oxygénase en se fixer à l’O2 au lieu du CO2 ce qui crée une libération de H2O et un phosphoglycolate au lieu d’un phosphoglycérate. Cette molécule peut être utilisée par des voies métabolique qui consomment du NADPH et de l’ATP pour produire du CO2. Permet de dissiper l’excès d’énergie s’il n’y a pas assez de CO2 pour produire des sucres.
Expliques l’interdépendance de la respiration cellulaire et de la photosynthèse (3 liens)
L’O2 produit lors à la suite des réaction du photosystème II est réduit dans la respiration cellulaire afin de former de l’H2O lors de réaction dans le complexe IV.
Ensuite, la réduction du CO2 en sucres dans la photosynthèse grâce à la rubisco permet l’approvisionnement en sucres à la respiration cellulaire pour la glycolyse.
Pour finir, le pyruvate produit à la suite de la réduction dans le cycle de Calvin de la photosynthèse permet l’oxydation du pyruvate dans la respiration cellulaire.
Quelles sont les 3 différences entre la photophosphorylation (photosynthèse) et la phosphorylation oxydative (respiration cellulaire)
1- La source d’énergie de la photophosphorylation est
lumineuse et capté par la chlorophylle tandis que la
source d’énergie dans la phosphorylation oxydative
origine de l’oxygène moléculaire
2- La photophosphorylation se produit dans la membrane
des thylakoïdes à l’intérieur des chloroplaste tandis que la
phosphorylation oxydative se produit dans la membrane
interne des mitochondries
3- Dans la photophosphorylation la chaîne de transport des
électrons génèrent des NADPH à partir de l’oxydation de
l’H2O qui vont réduire par la suite le CO2 en sucre dans le
cycle de calvin tandis que dans la phosphorylation
oxydative l’oxydation des sucres pour former du NADH et
ATP dans le cycle de l’acide citrique permet la réduction de
l’O2 en H2O dans la chaîne de transport des électrons
Définis-moi la photosynthèse en me disant ce qu’elle permet de faire
La photosynthèse permet l’oxydation de l’H2O pour former du NADPH et de l’ATP qui vont réduit le CO2 et le sucre
Quels sont les 2 éléments la signalisation cellulaire requiert ?
Un ligand : Molécule de signalisation
Un récepteur : Un protéine réceptrice
=> Haute affinité entre le ligand et son récepteur et très
spécifique, il peut y avoir des centaines de signaux
chimique, mais il y a une réponse qu’à certains
Peux-tu me donner des exemples de molécules de signalisation ?
- Peptides
- Protéines
- Acides aminés
- Nucléotides
- Stéroïdes
- Autres stimulis : Lumière, odeur, stress mécanique
Qu’est-ce que le Quorum sensing et de quelle façon les cellules réagissent ?
C’est un communication cellulaire qui se fait entre les bactéries afin de suivre la densité de la population et d’ajuster l’expression de leur gènes en conséquence
Elles peuvent :
1- Produire des polysaccharides et peptides formant une
matrice protectrice = biofilm
2- Échanger de l’ADN
3- Attendre d’attaquer. Elles veulent être plusieurs afin
d’envoyer un maximum de toxines aux cellules hôtes
Vrai ou faux, les levures utilisent les phéromones comme signal afin d’engendrer une modification de l’expression des gènes ce que changent leur morphologie et rend possible la fusion
Vrai
Peux-tu me donner les étapes d’un changement d’activité métabolique d’une cellule grâce à la signalisation ?
1- Il y a la réception d’un hormone ou stimulus
2- La transduction
3- Réponse (Exemple : Changer réserve de glycogène en
glucose qui devient assimilable)
Peux-tu me donner un exemple de cellules qui répondent différemment à un même signal ?
L’adrénaline provoquent des réponses différentes selon le type de cellule : Contraction musculaire/libération du glucose dans le foie
Peux-tu me donner un exemple de signaux différents qui engendrent la même réponse ?
Le glucagon et l’adrénaline stimulent la libération de glucose dans le foie
Quel est le rôle de la phosphorylation dans la signalisation cellulaire ?
Protéine kinase ou phosphatase qui ajoute ou enlève un groupement phosphate d’une protéine permettant l’activation ou la désactivation
Quels sont les deux types de récepteurs ?
1- Récepteurs intracellulaires
2- Récepteurs transmembranaires
- Récepteurs enzymatiques
- Récepteurs couplés à une protéine G
Quel est le ligand qui se lie aux récepteurs intracellulaire et 3 exemples des hormones servant de ligand ?
ligands hydrophobes : Hormones stéroïdiennes
- Dérivés du cholestérol
- L’estradiol, hormone féminine produite dans les ovaires et
le placenta
- La testostérone, hormone masculine produite par les
testicules
- Le cortisol et l’aldostérone sont des hormones synthétisées
dans le cortex de la glande surrénale, ils régulent le
métabo. du glucose, du sel et de la pression artérielle
Quelles sont les 4 étapes de récepion intracellulaire d’un ligand dans une cellule ?
1- Hormones lipidiques capables de traverser la membrane
2- Elles se lient aux récepteurs intracellulaires, soit dans le
cytoplasme ou dans le noyau
3- Le récepteur va dans le noyau et se fixe à des séquence
d’ADN spécifiques appelées éléments de réponse aux
hormones
=> Les récepteurs sont des facteurs de transcription qui
vont augmenter ou diminuer l’expression des gènes à
proximité impliqué dans des voies métaboliques cibles
Quel est le ligand qui se lie aux récepteurs transmembranaires ?
Des ligands hydrophiles
=> Aller voir diapo 17
Quelles sont les étapes de transduction de signal des récepteurs à activité tyrosine kinase (RTK) ?
1- Le ligand se lie aux récepteurs
2- Les récepteurs s’associent (et se dimérisent) et s’associent
l’un et l’autre (autophosphorylation)
3- Des protéines se lie aux récepteurs et sont eux-aussi
phosphorylées. Ces protéines peuvent initier des
évènements intracellulaires
=> Ces protéines peuvent, par exemple activer les
glycogènes synthases qui convertissent le glucose en
glucogène afin d’abaisser le taux de glucose dans le
sang lorsque le ligand est l’insuline
Quel est le rôle des cascades de kinases dans la transduction de signal par les RTK ?
Elles amplifient le signal de départ par l’activation d’une série de protéines kinases se phosphorylant successivement jusqu’à la MAP kinase elle-même
Quelle protéine organise les cascades de kinases et comment elle le fait ?
Ce sont des protéines échafaudages qui organisent les cascades de kinases
Quels sont les 2 mécanismes d’inactivation des récepteurs à activité Tyrosine Kinase (RTK)
1- L’internalisation par endocytose où il est dégradé ou
recyclé
2- La déphosphorylation : Les enzymes des cascades kinase
sont toutes contrôlées par déphosphorylation par des
phosphatases
Comment certains virus provoquent le cancer avec les RTK ?
Ces virus portent un gène codant un facteur de croissance qui se lient aux récepteurs des cellules voisines ce qui provoque une croissance excessive
Décris-moi la structure d’un récepteur couplé à une protéine G
1- Fixent une grande diversité de ligands : Ions, peptides,
prots, lipides, molécules odorantes
2- La protéine G est constituée de 3 sous-unités α, β et γ =
hétérotrimérique. Lorsqu’elle est activée elle se dissocie
en 2 sous unités G-α et G-βγ
3- La protéine effectrice peut être une kinase qui propage le
signal ou bien elle peut produire un second messager
pour initier une voie de transduction de signal
Quelles sont les étapes de production de seconds messagers
1- La protéine effectrice (adénalyte cyclase) est activée par la
protéine G et produit l’AMPc comme second messager
2- L’AMPc se lie à la protéine kinase A (PKA) qu’il active
3- La PKA active une protéine réponse
=> Diapo 35 (Exemple de la mobilisation du glucose), Chapitre 4
Qu’est-ce que l’IP3 et le DAG (Seconds messagers) ?
Le DAG active une protéine kinase C (PKC) tandis que l’IP3 va se fixer sur des récepteurs canaux du RE qu s’ouvrent pour libérer le Ca2+. Le Ca2+ va activer d’autrs protéines (PKC, PKB) dans le but de réguler la division cell.
Comment les voies de signalisation du RCPG et du RTK peuvent être éteintes (3 façons) ?
1- Par l’annulation des phosphorylations catalysées par les
PKA par les phosphatases
2- Désactivation des AMPc par l’hydrolyse en AMP par la
phosphodiesterase
3- L’endocytose du RCPG ou du RTK
Quelles sont les différences entre les récepteurs à activité tyrosine kinase (RTK) et les récepteurs couplés à une protéine G (RCPG)
1- Dans les RCPG c’est une protéine effectrice qui propage le
signal ou produit un second messager tandis que dans les
RTK c’est directement des protéines réponses qui se fixent
aux récepteurs
2- Il n’y a pas de second messager pouvant être produit dans
les RTK
3- Les récepteurs ne s’associent pas dnas les RCPG
(Dimérisent), ils vont plutôt travailler conjointement
