Membrane plasmique Flashcards
généralités sur la mb
- Délimite physiquement la cellule
- Détermine ce qui entre et ce qui sort
- Phase lipidique
Phase lipidique?
– Fluide visqueux et non pas une
barrière rigide.
– Sépare 2 phases aqueuses
ce qu’on observe sur microscope photonique
Sa taille est en deçà de la limite de résolution du microscope photonique – Ce que nous observons est dû à un gradient d’indices de réfraction entre le cytosol et le milieu extracellulaire
procédure de l’analyse de la bicouche
• Extraction des lipides avec de l’acétone
(48 à 72 heures).
• Évaporation de l’acétone et dissolution
du résidu dans du benzène.
• Langmuir avait démontré que les lipides
s’étalaient en une monocouche lorsque
dissous dans du benzène.
Résultats de l’analyse de la bicouche
• Suffisamment de lipides pour faire une
double couche autour de la cellule.
• Double artéfact : ils ont sous-estimé la
surface membranaire et effectué une
extraction partielle des lipides.
(point de fusion
Le point de fusion est une zone de température critique où une membrane donnée subit un changement d’état
Acides gras
Longueur des chaîne
– Chaînes longues = pt de transition élevée (membrane plus épaisse)
– Chaînes courtes = pt de transition bas (membrane moins épaisse)
Degré de saturation des chaînes
– Beaucoup d’ac. gras saturés = point de transition élevé
– Beaucoup d’ac. gras non-saturés = point de transition bas.
Cholestérol
Se situe dans les membranes des Eucaryotes.
Rend les membranes plus visqueuses.
Empêche un changement d’état draconien au point de transition de phase.
Il réduit la précision du point de transition de phase.
utilité point de fusion
En fonction de la température à laquelle un organisme vit, il ajuste la composition lipidique de ses
membranes pour que celles-ci soient tout juste fluides. Le point de transition de phase se situe quelques
degrés Celsius plus bas que la température de l’organisme
Asymétrie relative
- Phospholipides
* Cholestérol
Asymétrie absolue
• Glycolipides
radeau lipidique
=épaississement mb plasmique pour accueiulir protéines
=== présence de + de cholestérol pcq + visqueux
Différenciation de la membrane
plasmique - Structures
permanentes
- Microvillosités
- Cils et flagelles (chap. 10)
- Intradigitations(invagination)
- Interdigitations (entre 2 cell)
Intégrines
amille de glycoprotéines transmembranaires qui connectent le cytosquelette à la matrice
extracellulaire. Les intégrines sont capables de transmettre des signaux (dans les deux sens) entre
les milieux intra et extracellulaire.
Ex.: récepteur de fibronectine.
récepteur de laminine
récepteur de collagène etc.
Cadhérines
Glycoprotéines de liaison transmembranaires (une hélice alpha, 700 ac. aminés) qui forment des
liens entre 2 cellules voisines.
La fixation des cadhérines entre elles est régulée par les ions Ca++
.
Ex.: Cadhérines-E dans les cellules épithéliales (Uvomoruline)
Cadhérines-N dans les cellules nerveuses et cardiaques
Cadhérines-P dans les cellules épidermiques et du placenta.
Protéines impliquées dans les mécanismes d’adhérence (diffus ou jonctions cellulaires)
- Intégrines (ds jonctions d’adhérence à la matrice extracellulaire.)
- cadhérines (dans les zonula adherens et dans les desmosomes.)
organisme & pt de transition
L’organisme ajuste la composition lipidique de
ses membranes afin que le point de transition
de phase se situe quelques degrés Celsius
sous la température de l’organisme.
caractéristique de cellule pour que pt de transition soit + élévé
•Chaînes d’acides gras plus longues +++ liaisons hydrophobes.
•Degré de saturation plus élevé des chaînes d’acides gras permet un entassement
plus efficace de ces dernières et donc l’établissement de plus le liaisons hydrophobes
entre les chaînes d’acides gras.
glucides membranaires
Ex.: Glucose, glucosamine, galactose,
galactosamine, mannose, fucose, etc.
Asymétrie de composition • Absolue
Glycoprotéines
Jonctions cellulaires
- Jonctions occlusives
- Jonctions d’adhérence
- Jonctions de communications
Jonctions d’adhérence
Liées à l’actine cellule – cellule cellule -- substrat Liées au FI cellule – cellule cellule -- substrat
Jonctions de communications
Jonction de type gap
Synapse chimique
Perméabilité passive
Diffusion à travers la phase lipidique
Diffusion facilitée par des canaux protéiques
Diffusion facilitée par des perméases
Diffusion par des ionophore
ou intégrines?
dans les jonctions d’adhérence à la matrice extracellulaire.
ou cadérines
zonula adherens et dans les desmosomes
Zonula
forme une bande continue
encerclant la cellule sur
tout son pourtour (Épithélium).
Fascia
Plaque étendue et irrégulière
Macula:
Jonction ponctuelle, petite surface
Occludens:
espace intercellulaire nu
Adherens
espace > 15 nm
Gap
espace d’environ 2 ou 3 nm.
Classification fonctionnelle des jonctions cellulaires
Jonctions occlusives (zonula occludens)
Jonctions d’adhérence
Jonctions de communication
Jonctions occlusives (zonula occludens)
Bande continue ceinturant les cellules épithéliales
à leur pôle apical sur une hauteur de 100 nm
.
Membranes viennent en contact étroit en
quelques endroits le long de ce 100 nm
.
Protéines (occludines, claudines, protéines ZO)
des deux membranes accolées qui assurent ce
contact
.
Il n’y
a plus d’espace intercellulaire
à ces
endroits
.
fonction jonc occlusives
1 - Imperméabilité (Barrière d'étanchéité) . Obstrue l'espace intercellulaire Assure l'homogénéité du liquide intercellulaire en empêchant son mélange avec l'extérieur . Exemples \: barrières hémato -testiculaire et hémato -encéphalique . 2- Polarisation de la cellule Limite le déplacement des protéines membranaires . 3- Mécanique Retient faiblement les cellules entre elles
Note
: La zonula occludens n’est pas une
jonction d’adhérence
barrière hémato-testiculaire est une…
zonula occludens
barrière hémato-encéphallique est une
Zonula occludens entre les épithéliocytes
des capillaires induit par les pieds des astrocytes
Jonctions attachées aux filaments d’actine
Cellule - cellule
Cellule - matrice extracellulaire
Jonctions attachées aux filaments intermédiaires
Cellule - cellule
Cellule - matrice extracellulaire
Les jonctions d’adhérences sont composées
de 3 éléments :
- Glycoprotéine de liaison transmembranaire
- Protéine de liaison intracellulaire
- Élément du cytosquelette
Cellule – cellule : Zonula adherens
-Glycoprotéine de liaison
transmembranaire : Cadhérine-E
-Protéine de liaison
intracellulaire:
• Caténines
• p120-caténine,
• β-Caténine,
• α-caténine)
• Vinculine
-Élément du cytosquelette :
•Filaments d’actine formant une bande,
•α-actinineCellule - matrice extracellulaire: Plaques adhésives
Transformation d’un fibroblaste post-mitotique en
un fibroblaste interphasique
colle extracellulaire pour liaison d’adhérence
La fibronectine
contact & déplacement de cell sur substrat
- extension d’un lamellipode
- formation d’une nouvelle plaque adhésive
Plus la membrane est près du
substrat et plus l’image tend vers
le noir
Comment le muscle s’attache-t-il à son tendon ?
Du cytosol vers la matrice extracellulaire… -Dans le cytosol: Actine terminale- taline – vinculine -Dans la membrane plasmique: Intégrine -Dans la matrice extracellulaire: Laminine - collagène
Jonctions attachées aux filaments intermédiaires
- Cellule – cellule : Desmosomes
- Cellule - matrice extracellulaire : hémidesmosomes
Glycoprotéines de liaison transmembranaires :
Desmogléines
Desmocollines
Protéines de liaison intracellulaires :
Desmoplakines
Plakoglobines
Élément du cytosquelette
Kératine (FI)
’hémidesmosome
Jonction cellule - matrice
extracellulaire associées aux
filaments intermédiaires
Composantes hémidesmosome
- Glycoprotéine de liaison transmembranaire =( Intégrine et BP180) - Protéines de liaison intracellulaire =( Plectine et BP230) - Élément du cytosquelette (=filaments intermédiaires (kératine)_ - Colle extracellulaire =( Laminine)
La jonction de type GAP (Nexus) –
jonction de communication
Plaque irrégulière (fascia) formée de
quelques dizaines à quelques miliers de
connexons, complexe hexagonaux composé
de 6 connexines.
fonction jonction GAP
• Canaux de perméabilité (1.5 nm de diam.)
dont l’ouverture est contrôlée par la [Ca2+] et
le pH intracellulaire (jonctions se ferment à
[Ca2+] élevée et à pH acide)
• Perméables aux petites molécules jusqu’à
1000 Da: ions, sucres, ac. aminés,
nucléotides, AMPc, IP3.
• Une cellule lésée ferme ses nexus suite à
l’entrée de Ca2+ afin de protéger les autres
cellules du tissu qui y sont liées.
Ouvre jonction GAP quand
↓ [Ca2+]
et/ou
↑ pH
ferme jonction gap quand
↑ [Ca2+]
et/ou
↓ pH
La synapse chimique – jonction de
communication
- Médiateur chimique
• L’acétylcholine
-Contributeur de le terminaison du
signal
• L’acétylcholinestérase
( Situé dans la fissure synaptique, il détruit
l’acétylcholine pour mettre fin à la contraction
musculaire)Myasthénie grave (faiblesse
musculaire grave)
• Maladie auto-immune contre les
récepteur à acétylcholine
• Traitement avec un anti-acétylcholinestéras
Perméabilité et transport membranaires
- Cas des petites molécules, des
particules et des macromolécules
Le contenu de la vacuole est à l’extérieur
du cytosol et est toujours séparé de celuici par une membrane. La proie, une fois
digérée, traverse la membrane de la
vacuole digestive sous forme de petites
molécules.
Perméabilité d’une membrane
artificielle
• Comparaison entre la perméabilité d’une
membrane artificielle et celle d’une membrane
plasmique.
• La membrane artificielle ne possèdent pas de
protéines membranaires capables d’importer des
ions ou des grosses molécules (ex. glucose).
2 modes de perméabilité de la
membrane plasmique
- Perméabilité passive
* Perméabilité active (à voir plus loin
Types permeabilité passive
– Diffusion simple à travers la phase lipidique
– Diffusion facilitée à travers un canal protéique
– Diffusion facilitée par une protéine transporteuse (Perméase)
– Diffusion par des ionophores
Perméabilité passive
• Passage de molécules à travers la membrane
plasmique dû à une différence de
concentration de part et d’autre de cette
membrane.
• Obéit uniquement aux lois physiques
(diffusion)
• Aucune source d’énergie métabolique requise
de la part de la cellule
• Mouvement net se fait du milieu le plus
concentré vers le milieu le moins concentré.
Perméabilité passive - Diffusion simple à
travers la phase lipidique
• Les molécules non polaires, liposolubles, passent dans la membrane plasmique en se solubilisant dans les phosphoglycérolipides. Idem pour les petites molécules polaires non chargées (eau, urée etc.) qui peuvent passer entre les queues hydrophobes des phosphoglycérolipides. • Le taux de diffusion est proportionnel au gradient de concentration de part et d'autre de la membrane.
taux de diffusion
(quantité de
molécules / seconde / unité de surface)
Perméabilité passive - Diffusion facilitée à
travers un canal protéique
• Les molécules polaires, hydrophiles, traversent la membrane par des canaux protéiques hydrophiles. • Dimension de la molécule qui diffuse est importante car il y a un diamètre limite des canaux. • Possibilité d’ouverture et de fermeture des canaux.
Perméabilité passive - Diffusion
facilitée par des protéines
transporteuses
• Ne nécessite pas d’énergie de la part de la cellule • Transport d’amont vers l’aval • Plus rapide que la diffusion simple • Moins rapide que la diffusion par un canal protéique • Spécificité du transporteur • Cinétique de saturation • Pas inhibée par des poisons métaboliques • inhibées par des inhibiteurs compétitifs ou non compétitifs
cmt diffusion et protéines transporteuses
- Formation d’un complexe avec le transporteur.
- Translocation du complexe à travers la phase lipidique de la membrane.
- Dissociation du complexe au niveau de la face opposée de la membrane
Perméabilité passive
– Les
ionophores
• Petites molécules hydrophobes d’environ 15 acides aminés qui se dissolvent dans la membrane plasmique et qui en augmentent sa perméabilité ionique. • Permettent le passage sélectif des ions. • Font un «blindage» autour de l'ion. • Les ions diffusent dans le sens du gradient de concentration.
Les classes d’ionophores
– Canal
– Navette
Structure des ionophores
• Canal
• Oligopeptide sous forme d’une hélice β (feuillet plissé β disposé en hélice) • Ex.: Gramicidine permet le passage des ions H+ , Na+ et K+ . • Calcimycine (A23187) permet le passage des cations divalents (Ca2+ et Mg2+) • Ionomycine permet le passage des ions Ca2+ .
structure Navette
• Forme une cage autour de l’ion et se déplace d’un feuillet à l’autre de la membrane. • Ex.: Valinomycine permet le passage des ions K+
Perméabilité active
• Transfert sélectif de molécules de part et
d’autre de la membrane plasmique contre un
gradient de concentration (ou de charges
électriques) par des protéines transporteuses,
nommées «pompes», qui nécessitent de
l’énergie.
• Les pompes subissent un changement de
conformation permettant le passage du soluté
à travers la membrane.
• Inhibée par des poisons métaboliques.
3 sources d’énergie alimentent le transport acti
– Transport directement couplé à l’hydrolyse de l’ATP
(transport actif primaire)
• Ex.: L’ATPase Na+
- K +
– Transport couplé à celui d’un autre soluté (transport
actif secondaire)
• Ex.: Transport du glucose couplé au Na+
– Transport qui dépend d’un gradient ionique de part
et d’autre de la membrane, lui-même entretenu par
un transport actif primaire.
• Ex .: Glucose entraîné par le gradient [Na+
]
• [glucose] dans la lumière de l’intestin <
[glucose] intracellulaire
– Transport couplé à l’absorption de lumière
• Ex.: Bactériorhodopsine chez la bactérie
Protéines porteuses nommées pompes qui…
Ressemblent aux perméases:
Transport spécifique
Changement de conformation
Auraient évoluées à partir des perméases par ajout
d’un site de phosphorylation
Protéines porteuses nommées pompes qui Diffèrent des perméases:
De l’aval vers l’amont
Nécessitent de l’énergie de la part de la cellule
Inhibées par des poisons métaboliques
Vision moderne du triskèle
Chaque sous-unité de clathrine est formée de 3 chaînes lourdes (en rouge) et de 3 chaînes
légères (en jaune) placées de façon telle à former un triskèle.
Rapport S/V des organismes, émergence de l’eau et surface interne d’échange
– Échange gazeux chez une Amibe de 100 kg
– Surface d’absorption du tube digestif, de l’appareil respiratoire (150 m2
).
– Il y a une limite à la taille que peut atteindre une cellule sinon les échanges de part et d’autre de la
membrane deviennent inefficaces.
désavantage d’avoir des cell. très grosse
-rapport surface/volume=> chaque cell a besoin d evacuation, de nutriments, donc c bien d avoir un bon rapport
=> + cell grosse, + échanges avec ext inefficace=> mort cellulaires
C pour ca que cellules microscopique
La multicellularité nécessite des modes de communication entre les cellules
- direct
- indirect
Modes directs
- Jonctions de type gap
* Facteurs de reconnaissance
Modes indirects (Distance à franchir entre les cellules)
Paracrine, autocrine, endocrine, Synapse
Spécificité de la communication Dans le système endocrinien
•la spécificité de la communication dépend
de l’affinité hormone-récepteur.
• La cellule A communique avec la cellule
A’ car cette dernière possède le
récepteur spécifique à l’hormone
sécrétée par A.
Spécificité de la communication Dans le système nerveux
-elle dépend
des contacts synaptiques et non de
l’affinité entre le ligand et le récepteur.
• Le neurone A communique uniquement
avec les cellules cibles A’ car il a établi
des synapses avec ces cellules.
La communication intercellulaire –
Cas des hormones liposolubles
• Peuvent traverser la membrane plasmique • Persistent durant des heures dans le milieu intérieur • Agissent via un récepteur intracellulaire
La communication intercellulaire –
Cas des hormones hydrosolubles
• Demeurent à l’extérieur de la cellule • Éliminées ou dégradées en quelques minutes • Agissent via un récepteur membranaire et un second messager intracellulaire • Il existe 2 grands types de second messager (L’AMPc et les ions Ca++) • Les seconds messagers agissent sur des protéines de signalisation intracellulaire. • Les protéines de signalisation intracellulaire activeront des protéines effectrices.
Production d’AMP comme second
messager
• Changement de conformation du récepteur couplé à la protéine G (RCPG) • Liaison du récepteur à la protéine G trimérique. • Échange d’un GDP pour un GTP. • Activation de l’adénylate cyclase par la sous-unité α de la protéine G. • La Protéine Kinase – A (ou PKA) est un tétramère formé de 2 sous-unités régulatrices et de 2 sous-unités catalytiques. • Il faut 2 AMPc par sous-unité régulatrice pour activer une sous-unité catalytique. • La PKA peut être libre dans le cytosol (type 1) ou attachée aux membranes plasmique, nucléaire, mitochondriale externe et même aux microtubules (type 2).
La synthèse et dégradation de
l’AMPc, un second messager
-Transformation de
l’ATP en AMPc
-Hydrolyse le cycle
de l’AMPc
Comment l’arrivée d’une hormone sur un ligand peutelle déclencher la sortie des ions Ca++ du R.E. ?
Décapitation du phosphatidyl-inositol bi-phosphate (PIP2) par la phosphodiestérase (phospholipase C-β) pour produire l’inositol tri-phosphate (IP3) qui libère les ions Ca++ du RE
Vague de calcium cytosolique
libéré suite à la fertilisation de
l’ovule
• Le spermatozoïde se fixe sur un type de récepteur membranaire et déclenche la formation d’IP3 . • L’IP3 cause la libération du calcium à partir du réticulum endoplasmique.
