Examen #1 (6 novembre) Flashcards
Quels sont les avantages de l’utilisation de tissu animal vs de cellules en culture comme source de matériel pour la biocell?
Avantage tissu animal :
- permet d’obtenir une grande quantité de matériel pour les études biochimiques
Avantage cellules en culture :
- cellules faciles à manipuler et visualiser
Quels sont les inconvénients de l’utilisation de tissu animal vs de cellules en culture comme source de matériel pour la biocell?
Inconvénient tissu animal :
- difficile à manipuler pendant les traitements (faut vite utiliser en culture, manque de techniques)
Inconvénient cellules en culture :
- pas toujours facile à faire pousser
- matériel limité
Qu’est-ce que les cellules primaires?
- prélevées directement du tissu
Inconvénient = nombre de division cellulaire limitées (arrête de pousser après un certain temps), difficile de travailler avec elles
Avantage = le plus près des cellules à l’intérieur de l’organisme (près du patient et accessible)
Qu’est-ce que les cellules immortalisées ?
Avantage = capacité de se diviser indéfiniment
- spontané ou suite à l’introduction d’un gène dérégulant le cycle cellulaire
- proviennent des cellules primaires
- propriétés varient entre les cellules humaines et de souris
Inconvénient = forment pas de tumeurs (ne possèdent pas les mutations, diff. des cell cancéreuses)
Qu’est-ce que les cellules transformées ?
Avantage = se reproduisent indéfiniment
- mutations oncogéniques (cell cancéreuse deviennent unicell.)
Inconvénient / Avantage = forment des tumeurs
- cellules HeLa
Quelles sont les cellules souche?
- certaines sont plus ouverte que d’autres
- peuvent encore se diviser, pas de rôle acquis
Avantage = utile car fort potentiel (peut ex devenir neurone si besoin)
A) Quelles cellules peuvent devenir des tumeurs ?
B) Quelles cellules sont le plus accessible?
C) Quelles cellules peuvent se diviser à l’infini vs celles qui se reproduisent à l’infini?
A) Cellules transformées
B) Cellules primaires
C) diviser = immortalisées vs reproduisent = transformées
Qu’est-ce qu’une :
a) protéine
b) enzyme
c) site actif
d) ligand
e) substrat
f) produit
a) Grosse molécule complexe d’acides aminés, essentielles car font le travail dans la cellule : on un rôle structurel, dans la réponse immunitaire, transport de l’O2, digestion etc. Formé d’une fonction amine et fonction acide + chaîne latérale. Les aa. ont des propriétés différentes et ne forment pas les mêmes protéines.
b) Les enzymes sont des protéines dont le rôle est de catalyser les réactions chimiques, donc faciliter, accélérer et rendre possible des réactions biochimique. Possède une configuration 3D particulière, une forme spéciale que prennent les aa. lors de la création de l’enzyme. Diminuer l’énergie d’activation pour faciliter la réaction biochimique dans une cellule.
c) Site délimiter par la forme particulière des aa. des enzymes. Ensemble d’aa. comprenant un site de liaison pour le substrat et un site catalytique. Certains aa. permettent la fixation de l’enzyme au substrat qui sera transformé ensuite par l’enzyme, et d’autres servent directement de catalyseur qui agit sur le substrat (ex : couper le substrat..)
d) Les ligands se lie aux protéines de façon réversible et joue un rôle fonctionnel (ex: catalysant, stabilisant). Se fixe dans le site actif de l’enzyme et forme des interactions avec la surface du site (parfois non polaire).
e) Se lie à la protéine (enzyme) qui va agir sur le substrat et le modifié. Un substrat est une molécule ou un regroupement de molécules ayant une forme complémentaire au site actif de l’enzyme.
f) Ce qu’on obtient suite au complexe enzyme-substrat s’établissant avant la catalyse chimique (ex : hydrolyse de l’amilase en glucose).
Quelles sont les méthodes utilisées pour étudier les enzymes et organites cellulaires? Consiste à quoi?
- Préparation d’échantillon (extraits cellulaires et isolation d’organites )
- utilisation de détergents (isole le
soluble) - centrifugation différentielle et
gradients de sucrose
- utilisation de détergents (isole le
- Mesure d’activité biochimique
- essais enzymatiques
fluorométriques et
colorimétriques
- essais enzymatiques
- Chromatographie (mesurer quantité ou présence de molécules)
- filtration sur gel
- échangeur d’ion
- affinité
- SDS-PAGE , IEF et Western blot =
But :
–> sert à séparer les protéines selon leur charge moléculaire
–> savoir combien de protéines que je veux étudier
–> pour quantifié les changements dans une protéine particulière
–> permet de voir exemple des complexes précis en faisant des variations dans l’expérience etc
Quelles sont les limites physiques de la microscopie photonique et de la microscopie électronique?
Microscopie photonique :
–> propriétés de la lumière =résolution (résolution max de 0,2 micro m, dépendent de la longueur d’onde, nécessite un microscope à super résolution)
–> si échantillon est transparent cause problème
–> besoin de méthode pour visualiser les cellules (contraste de phase et DIC, colorants, fluorescence, anticorps, GFP)
Microscopie électronique :
–> utilise des électrons pas de lumière (avoir une résolution très supérieur au photonique)
–> processus de fixation et coloration des cellules peut modifié les structures des tissus délicates
–> les cellules doit être fixées et non vivantes
–> besoin d’un tissu très mince pour laisser les électrons le traverser
–> il n’y a pas d’indication des structures donc il faut savoir ce qu’on cherche à analyser
Quelle est la différence entre un microscope électronique à transmission et à balayage?
Microscope à transmission :
- nécessite une fixation et coloration de l’échantillon (cell pas vivantes)
- les sections de tissus doivent être très minces pour laisser les électrons pénétrés dans le tissu et obtenir une haut résolution
- processus complexe de préparation des échantillon
- chambre microscope sous vide
- échantillon déshydraté
–> Immuno-gold = fixe un anticorps comme dans l’immunofluorescence mais remplacé par des particules d’or
Microscope à balayage :
- permet de voir la surface des échantillon en 3D
- pour analyser la surface des cellules, ne traverse pas l’échantillon (pas pour voir les structures intracell.)
- échantillon couvert de métaux lourds (augmente le contraste)
- électrons dispersés sont collectés
–> Tomographie (TEM) = variation de l’angle de l’échantillon, possibilité de reconstruire l’intérieur d’un tissu
–> FIB-SEM = prend une image d’une couche de l’échantillon puis l’enlève, haut résolution + 3D
En quoi consiste les méthodes de visualisations des cellules par microscope photonique?
- Contraste de phase et DIC :
- pas de fixation : permet de voir la viabilité de cellules rapidement
- avec la microscopie optique, le contraste de la lumière permet de différencier les phase d’une structure ou cellule transparente
- modifie le trajet de la lumière de sorte qu’une partie du faisceau est modulée par l’échantillon et pas l’autre. En faisant interférer ces deux faisceaux, on crée un contraste - Colorants :
- besoin de cellules fixées (agents de fixation)
- colore les échantillons (tissus) avec différents type de colorants qui servent à marquer certaines structures des cellules (ex noyau) - Fluorescence, anticorps et GFP
- besoin de cellules fixées (agents de fixation)
- sert à détecter des molécules spécifiques et marquer des organelles
- utilise la propriété de certaines molécules d’absorber et émettre des photons à des longueurs d’ondes spécifiques
- absorption d’un photon et ensuite émission d’un photon à une plus grande longueur d’onde
- plusieurs molécules fluorescentes sont utilisées, ont tous un spectre d’absorption et émission spécifique et peuvent être combinée
- chaque colorant est spécifique au structure de la cellule - Immunofluorescence
- commencé par fixer les cellules et ajout d’un détergent (anticorps) par la suite
- but = voir les protéines spécifiques par fluorescence
- l’antigène étudier se lie à un 1re anticorps qui détecte la protéine primaire pour ensuite s’y ajouter un 2ème anticorps couplé à une molécule fluorescente qui permet de visualiser le complexe
- similaire au microscope photonique standard = 2 filtres
- filtres sélectionnent les longueurs d’ondes d’absorption et d’émission appropriées - Super résolution
- technique permettant d’aller à une longueur d’onde élevée tout en observant des cellules vivantes
- dépend des procédures optiques spéciales ou d’analyse par ordinateur (module l’image)
Quelle est l’utilité et les limitations de l’utilisation d’anticorps couplés à une molécule fluorescente et protéines fluorescentes (GFP)?
Utilité GFP :
- permet d’étudier les cellules vivantes, dynamique (voir les protéines dans une cell. vivante)
- molécules qui peuvent entrer dans les cellules vivantes et fluorescentes sous certaines conditions
- cellules exprimant des protéines chimériques fluorescentes
- peut être fusionnée à d’autres protéines
- différentes variantes sont créées par mutagénèse (pour voir plusieurs choses dans une cellule)
- existe d’autres protéines fluorescentes
Limitations GFP :
- l’encombrement des protéines fluorescentes qui peut interférer avec la fonction des molécules auxquelles elles sont attachées
- faut pouvoir fusionner les 2 protéines sans déformer la première
- la GFP (protéine fluorescente verte) nécessite de la lumière pour être excitée, ce qui peut également déclencher une autofluorescence dans d’autres composants des cellules
Quelle est l’utilité de la déconvolution et de la microscopie confocale?
Déconvolution :
* retire mathématiquement la lumière non désirée (avec un ordinateur)
- voir des images claires à partir d’un spécimen épais à l’aide d’un traitement d’image d’un microscope optique
Microscope confocal :
* élimine lumière qui n’est pas mise au point, physiquement avec plaque métal
- obtenir une image nette et structure en 3D
- laser avec une longueur d’onde précise, pas besoin de filtre au départ
- la lentille fait converger la lumière selon un point de convergence qui varie
- utilise une plaque et un trou
- permet de reconstruire en 3D des structure à l’aide d’une mise au point
Quels sont les différents organismes modèles (génétique) utilisés en recherche?
- Levure (champignon unicellulaire)
- C. elegans (petit ver transparent non parasite)
- Arabidopsis (plante herbacée)
- Drosophile (contient plus de 1 600 espèces donc important pour observer leur génétique)
–> phénotype (apparence, changement d’un gène) varie selon le génotype (séquence d’un gène) dépendamment d’une mutation d’un gène qui va affecter des caractéristiques du phénotype
Quelles sont les différences entre une cellule procaryote et une cellule eucaryote ?
Procaryote :
- bactéries et archaebactéries
- très petit (1-2 micro)
- un seul compartiment intracellulaire (pas de noyau ou organites)
Eucaryote :
- unicellulaires ou pluricellulaires (une ou + cellules)
- noyau et organites en compartiment
- plus grosse (10-100 micro)
Quelle est l’organisation générale d’une cellule eucaryote?
Contient :
- noyau (ADN)
- membrane plasmique (délimite)
- cytoplasme avec les organites
- mitochondrie (ATP)
- ribosome
- cytosquelette (support et déplacement)
- peroxysome (contiennent enzyme)
- appareil de Golgi
- rédiculum endoplasmique
Quelle est la composition chimique de la cellule?
Macromolécules
1. Glucides (sucre) : monosaccharides, disaccharides, plurisaccharides, glycogène (glucose)
2. Lipides : phospholipides (fait 1 glycérol, 2 AG et groupement PO4), triglycérides (1 glycérol et 3 AG), phosphoglycéride (3 PO4, glycérol)
3. Protéines : fait d’acides aminés (fct amine, fct acide, châine latérale)
4. Acide nucléique : formée de 2 brins enroulés en double hélice et composés de nucléotides qui s’enchaînent (ARN, ADN, nucléotides AT(U)GC)
–> Rôles : structurel (lipides, protéine), signalisation (protéine, lipides), information (ADN), activité enzymatique (protéine), source d’énergie (glucides)
Petites molécules
1. Eau = solvant réaction biochimique
2. Ions = équilibre dynamique, pression osmotique, cofacteur des enzymes(Mg2+), potentiel membranaire(Na+, K+), signalisation (Ca2+)
3. Vitamines-cofacteurs = pour réactions biochimique, coenzyme A, NAD, FAD
4. ATP-GTP = source d’énergie cellulaire
5. Acides aminés, AG, glucose, nucléotides, cholestérol
Quels sont les rôles des protéines?
- régulent la majorité des activités cellulaires (enzyme, signalisation cellulaire)
- rôle structural (cytosquelette, fixation de la cellule au tissu)
*activité des protéines est réguler par la cellule
Expliquer les facteurs requis pour permettre à la cellule de conserver son organisation :
Cellules ont besoin d’énergie pour maintenir leur organisation et pouvoir faire :
- synthèse des macromolécules
- réparation des structures cellulaires
- échanges avec le milieu extracellulaire
- régulation
Quelles sont les sources d’énergie cellulaire?
- ATP : source principale d’É
- produit à partir des molécules (glucose, AG, aa)
- fait par glycolyse, phosphorylation oxydative
- subit un transfert de PO4 - GTP : pour certaines protéines
- GTPases de signalisation
- fusion des membranes
- synthèse de protéines
- pas de transfert de PO4
De quelles façons l’hydrolyse de l’ATP affecte les activités cellulaire?
L’hydrolyse de l’ATP libère de l’É contenue dans la liaison et permet :
- des changements de conformation de protéine
- liaison ou détachement d’une autre protéine
- modifié l’activité d’une protéine
L’ATP se fait hydrolyser de 2 façons :
1. enzyme hydrolyse l’ATP pour effectuer un travail (ex: protéines transport)
2. phosphate est transféré, ajouté à une autre protéine pour en modifier les propriétés (activité ou interaction)
—> phosphorylation sur sérine, thréonine, tyrosine
–> Kinase et phosphatase
Qu’est-ce que la phosphorylation et à quoi ça sert?
C’est quoi : addition d’un groupe PO4 à une protéine ou molécule pour modifié directement un acide aminé, base essentielle de la signalisation cellulaire, phosphoryse avec une Kinase (PO4 vient de l’ATP)
Rôles : modifier les propriétés d’une protéine de façon transitoire en :
- activant ou inhibant
- faisant la création de site de liaison à d’autres protéines
Quelle est le fonctionnement des GTPases de signalisation?
Autre que le PO4 d’autres molécules s’associent de façon non-covalente avec des protéines pour en modifier l’activité (changement de conformation) :
- calcium = régule Kinase, phosphatases, protéases etc
- GTP = GTPases régule en ayant une activité mécanique
a) GTP + protéine = active la GTPases
b) hydrolyse du GTP
c) devient du GDP + protéine = inactive
d) on enlève le GDP
e) autres protéines stimule l’échange de GDP à GTP
f) remet le GTP = activé
Quels sont les différents niveaux d’organisation des protéines?
La synthèse des protéines se fait de l’extrémité N-terminale vers l’extrémité C-terminale
Structure primaire
- dictée par séquence de l’ARNm
Structure secondaire
- protéines repliées en hélice alpha ou feuillet bêta
- s’assemblent pour faire la tertiaire
Structure tertiaire
- structure de la protéine active
- complexe protéique (structure quaternaire quand 2 protéines s’assemble ensemble)
Quels type de structures secondaires sont adoptés par un polypeptide?
Feuillet bêta (pont H aligné parallèlement)
Hélica alpha (pont H non aligné)
Quel est le rôle des chaperonnes dans le repliement de la protéines?
Le repliement des protéines :
- dépend de la structure primaire
- parfois spontané
- peut avoir besoin des chaperonnes qui aide la protéine à se replier en évitant la formation d’agrégats du aux domaines hydrophobes présent à la surface pendant le repliement
- certaines protéines ne sont pas structurées (pas repliée)
Quels sont les différents types de liaisons covalentes et non-covalentes qui stabilisent la structure des protéines (permet le repliement)?
Liaisons covalentes :
-pont disulfure entre 2 cystéines (maintien ensemble)
Liaisons non-covalentes :
- pont hydrogène (H)
- liaison électrostatique
Comment la nature des acides aminés présents à la surface d’une protéine régule la fonction de celle-ci?
Acides aminés présents à la surface et dans le site actif dictent les interactions :
- dépend du pH
- dépend des conditions ioniques (charge)
- membranes cellulaire
Acides aminés régulent :
- liaison au site actif (ligand doit avoir ses atomes au bon endroit pour être reconnu, il se lie au site actif)
- assemblage en structures quaternaire (s’il a changement dans les interactions on brise le complexe quaternaire)
Quelle est la notion de domaine dans une protéine et pourquoi c’est important?
Entre même domaine, les caractéristiques sont conservées, unité de base pour un même domaine :
- même fonction
- familles de protéines
- entre les espèces
- acides aminés conservés
- motifs et domaines
- parfois la même fonction même si séquence différente
Important : le domaine est une séquence d’aa. conservée donc permet d’offrir à plusieurs protéines la même fonction et de maintenir des caractéristiques entre les espèces
Ex : Kinase = domaine
–> à partir d’une structure qu’on a travaillé les autres possède la même fonction
–> en ajoutant d’autre domaines on modifie la fonction Kinase
Quelles sont les composantes des membranes biologiques et leurs rôles?
Composantes :
- source d’énergie
- être isolées du milieu externe
Rôles :
- sert de barrière entre les différents compartiments cellulaires / milieu extracellulaire
- crée des gradients d’ions (mitochondries = synthèse ATP / neurones et muscles = transmission de signaux électriques)
- la membrane plasmique sert de système d’échange pour la transmission des signaux extracellulaire à la cellule
Quelles sont les caractéristiques générales des lipides membranaires?
La bicouche lipidique est une mosaïque fluide composée de lipides et protéines
Lipides = rôle structurel (imperméabilité, fluidité) et fonctionnel (signalisation), Amphipatique = tête polaire chargée et queues non polaire
–> asymétrie des feuillets lipidiques due au transfert limité de lipides entre les feuillets, rôle fonctionnel dans la signalisation et apoptose, régulé enzymatiquement suite à la synthèse dans le RE
Protéines = différentes fonctions des membranes
Quels sont les types de lipides membranaires (structure générale seulement)?
- Phospholipides (+ abondant)
a) phosphoglycérides
- glycérol + tête polaire + PO4 + 2 AG
- liaison ester C=O
b) shingolipides
- sphingosine + PO4 + 1 AG
- pas de lien ester, liaison covalente + amine qui peut se lier au C=O - Glycolipides
- spingosine= AG + plusieurs groupements glucidique + tête hydrophile polaire
- pas de PO4
- pas de glycérol
- ganglioside contiennent de l’acide sialique
- abondant dans cerveau - Cholestérol
- tête polaire + noyau stéroïde + OH + AG
- permet un soutien structurel et régule la fluidité
À quoi ressemble les mouvements des lipides et protéines dans la bicouche lipidique?
Lipides :
- sont mobiles dans la membrane
- diffusent latéralement à l’intérieur d’un même feuillet
- translocation d’un feuillet à l’autre demande de l’ATP
Protéines :
- diffusent latéralement dans la membrane
- pas de flip-flop
- certains complexe protéiques sont moins mobiles ou restreints à des domaines particulier (ex : synapse entre 2 neurones peu mobile)
- étudié par microscopie
Quel effet à la composition de la membrane sur sa fluidité et ses fonctions?
Fluidité varie selon :
a) composition de la membrane
b) chaînes longues ou courtes = plus fluides si courtes
c) saturées ou insaturées = plus fluides si insaturés (ex : huile fluide)
d) nombre de liaisons doubles des phospholipides (AG insaturés)
e) épaisseur membrane
f) concentration de cholestérol (haute concentration il diminue la fluidité et permet l’organisation en sous-domaines)
Qu’est-ce que les radeaux lipidiques?
Ce sont des zones avec une composition distincte, ces endroits sont plus épais
- enrichi en sphingolipides et cholestérol
- organise et regroupe des protéines fonctionnant ensemble
- permet d’accommoder de long domaines transmembranaires
Quels sont les rôles de signalisation des lipides membranaires?
Phosphorylation par la protéine Kinase, permet le recrutement et l’activation de molécules de signalisation
1. on ajoute un PO4
2. crée un site d’activation
3. on recrute des protéines dans la membrane
4. envoie des signaux
Phospholipases génèrent des molécules de signalisation distinctes (enzyme peuvent couper la tête P)
Quels sont les différents types d’association entre les protéines membranaires et la membrane?
- Protéines transmembranaires
- une ou plusieurs régions traversant la membrane
- 1 ou + hélice alpha avec aa. hydrophobe permet d’incrusté dans la membrane
- pont H pour stabiliser la structure
- domaines transmembranaires s’associent (même protéine ou complexe) peuvent être prédit par logiciel, vérifier expérimentalement
- si feuillet bêta = abondant dans membrane externe des chloroplastes + mitochondries + bactéries (structure rigide) - Protéines ancrées à la membrane des lipides 2 types :
a) Acide gras ou groupe prényl- modification cytoplasmique
(attacher feuillets interne
membrane) - généralement réversible
b) Ancrage par un GPI - modifié dans le RE (extérieur)
- face non cytosolique (attaché
partie C- terminale sur un
phospholipide dans la face non
cytosolique)
- modification cytoplasmique
- Protéines périphérique
- protéine soluble qui interagisse avec membrane
