Membrane plasmique Flashcards
Quelle est l’épaisseur de la membrane plasmique ?
7 à 8 nm
Quelle est la structure de la membrane plasmique ?
- bicouche lipidiques stable dans un milieu liquide
- des protéines sont insérées dans la bicouche
- organisation asymétrique
- composition chimique non homogène
- en continuité transitoire avec le système endomembranaire
Quelles sont les différentes protéines insérées/transmembranaires dans la bicouche lipidique ?
- récepteurs
- transporteurs
- enzymes
- molécules d’adhérence
Que sont les fonctions de la membrane plasmique ?
- délimité la cellule, frontière continue entre intérieur et extérieur
- interagit avec la matrice extracellulaire et autres cellules, interaction locale (mécanique)
- reçoit des signaux chimiques (signalisation)
- transmet ces signaux au cytoplasme et au noyau
- permet les échanges entre la cellule et le milieu
- contrôle des entrées et des sorties : perméabilité sélective
De quoi est composée la membrane plasmique ?
Majoritairement de lipides et de protéines
Comment se fait-il que le pourcentage du poids sec de lipides n’est pas bien supérieur à celui des protéines alors que la membrane est presque complètement constituée de lipides ?
Le poids moléculaire des lipides est bien inférieur aux poids moléculaires des protéines
De quoi dépend la quantité des protéines dans la membrane plasmique ?
Elle dépend du type cellulaire et donc des fonctions spécifiques de la cellule
Que sont les 3 grands groupes de lipides de la membrane plasmique ?
- glycérophospholipides
- sphingophospholipides
- sphingoglycolipides
et le cholestérol
Quelle est la caractéristique des lipides membranaires ?
Ce sont des molécules amphiphiles
Qu’est-ce qu’une molécule amphiphile ?
C’est une molécule avec une extrémité hydrophile ou polaire et une hydrophobe ou apolaire
De quel alcool dérive les lipides membranaires ?
Ils dérivent du glycérol
Quel phospholipide est le plus abondant des lipides membranaires et à quel pourcentage ?
C’est les glycérophospholipides de 40 à 60 % des lipides membranaires
De quoi est composé de la tête hydrophile du phospholipide ?
Elle est orientée vers l’extérieur et est composé d’un glycérol avec un acide phosphorique et un alcool
Quels alcools des phospholipides sont chargés électriquement neutre ?
- l’éthanolamine
- la choline
Quels alcools des phospholipides sont chargés négativement ?
- SURTOUT la sérine
- le glycérol
- l’inositol
De quoi est composé la partie hydrophobe des phospholipides ?
De deux longues chaines d’acides gras hydrophobes orientées vers l’intérieur de la membrane
Quel sphingophospholipide est-il un composé de la membrane plasmique ?
Les sphingomyéline, un sphingolipide associé à un alcool aminé : la choline, c’est un composant de la gaine de la myéline de l’axone des neurones
Que sont les différents sphingoglycolipides présents dans la membrane plasmique ?
- gangliosides : céramide + oses + acide sialique
- cérébrosides : céramide + oses
- sulfatides : céramide + oses sulfatés
Dans quelle fonction les sphingophospholipides et les sphingoglycolipides jouent-ils un rôle ?
Ils sont très important dans la communication intercellulaire et dans le transmission du signal
Comment se forme la bicouche phospholipidique ?
Les phospholipides forment spontanément des bicouches dans un environnement aqueux due à la nature amphipatique des lipides, les parties s’agrègent entre elles, la partie hydrophile s’expose à l’eau
Quels sont les mécanismes des phospholipides structurant la membrane plasmique ?
- l’auto-assemblement qui permet la formation de la bicouche
- l’auto-fermeture qui permet la formation d’un compartiment clos
ceci constitue la charpente des membranes biologiques
Qu’est-ce qu’un liposome ?
C’est une vésicule lipidique artificielle dont la membrane est constituée d’une ou plusieurs bicouches avec de nombreuses applications
Quelle est la structure du cholestérol ?
C’est la structure d’un stéroïde composée de cycles stéroïdiens (hydrophobes), d’une tête hydroxyle (hydrophile) et d’une chaine d’acide gras (hydrophobe)
Comment le cholestérol interagit avec la membrane plasmique ?
Il s’insère dans la membrane entre les phospholipides
Quelle est la fonction du cholestérol ?
Le cholestérol a un rôle dans l’ajustement de la fluidité et de la perméabilité de la membrane, augmentation de la quantité du cholestérol => membrane moins fluide et moins perméable
Quelles caractéristiques des acides gras ont un impact sur la fluidité de la membrane ?
Les acides gras insaturés présentent des inflexions et les saturés sont rectilignes, les insaturés augmentent la fluidité de la membrane
Quels sont les différents modes d’association à la membrane des protéines ?
- intégrales ou transmembranaires
- par une hélice α amphipatique
- périphériques cytosolique ou extracellulaire
- ancrées par un ou plusieurs acides gras
Quelles sont les différentes structures membranaires des protéines ?
- sans ou avec hélice(s) α ou feuillets β (vraiment rare ceux là)
- transmembranaire ou non
- si transmembranaire : à un seul ou plusieurs domaines transmembranaires
- orientation spécifique dans la membrane
De quoi dépendent les fonctions des protéines membranaires ?
- de leur mode d’association à la membrane
- de leur localisation membranaire
De quel côté les protéines fonctionnent-elles ?
- les protéines transmembranaires fonctionnent des deux côtés
- les protéines associées à une certaine face ne fonctionnent que sur celle-ci
Donner des exemples de protéines associées à la face cytosilique
protéine G (petite protéine), la protéine kinase
Donner des exemples de protéines associées à la face externe
protéines d’adhérence
Donner des exemples de protéines associées à une autre protéine membranaire
clathrine (cytosol) et laminine (extracellulaire)
Comment sont les protéines transmembranaires détachées ? et que signifie ce constat ?
Elles sont détachées seulement sous l’action de détergents ou de solvants organiques indiquant la force de l’insertion des protéines transmembranaire
Une protéine transmembranaire peut posséder un ou plusieurs domaines transmembranaires, comment sont agencés ces domaines ?
- arrangement particulier d’une vingtaine d’acides aminés hydrophobes
- presque toujours en hélices α
- interactions avec la bicouche lipidique non covalente
- domaines transmembranaires sont séparés par des acides aminés hydrophiles
Quelles sont les particularités des parties hydrophiles des protéines transmembranaires ?
la partie extracellulaire peut être glycosylée
la partie cytosolique peut se lier de manière covalente avec un acide gras augmentant l’hydrophobicité
Par quel intermédiaire les protéines extracellulaires sont-elles ancrées à la bicouche lipidique ?
Par l’intermédiaire du glycosylphosphatidylinositol (GPI)
Quels sont les types d’ancrage de la protéine dans la bicouche lipidique ?
- par un acide gras : protéine acylée : ancre myristoylée et palmitoylée
- par un alcool gras : protéine prénylée : ancre farnèsylée
Donner un exemple de molécules liées à une GPI et donc à la membrane plasmique
la NCAM Neural Cell Adhesion Molecule, une molécule d’adhérence
Où les protéines à ancre GPI sont-elles abondantes ?
Elles sont abondantes dans les microdomaines de la bicouche lipidique
Comment se lient les protéines périphériques ?
Elles ne se lient jamais de façon covalente mais par création d’interactions liaisons hydrogènes ou ioniques ou par création d’interactions liaisons hydrophobes avec la partie apolaire des lipides
Avec quels régions les protéines périphériques peuvent-elles s’associer ?
Elles peuvent s’associer avec la région hydrophile des autres protéines membranaires ou encore avec les têtes polaires des lipides membranaires ou dans la région hydrophobe de la membrane
Donner un exemple d’une protéine avec une hélice α amphipatique (un côté hydrophobe et un côté de l’hélice hydrophile)
Cavéolines : vésicules de transport recouvertes d’un manteau de cavéolines essentiel à l’endocytose
Quelles sont les caractéristiques des glucides au niveau de la membrane plasmique ?
- ce sont des composés de chaines oligosaccharides hétérogènes
- sont toujours liés à des protéines sous forme de glycoprotéines ou à des lipides sous forme de glycolipides par glycosylation
Quel est le pourcentage de lipides glycosylées ?
C’est 5%
Sur quel versant, les glucides sont-ils situés ?
Ils sont toujours situés sur le versant extracellulaire de la membrane plasmique
Qu’est-ce que les glycocalyx ?
C’est l’ensemble des glucides qui forme le manteau extracellulaire riche en carbohydrate
Sous quelles formes se présentent les glycocalyx ?
- des glycolipides
- glycoprotéines où la partie protéique est la plus importante
- protéoglycanes où la partie glucidique est la plus importante, protéine centrale liée à une ou des chaines linéaires de glycosaminoglycanes (GAGs)
Quels sont les 5 types de chaines de GAGs ? (ps à savoir)
sulfate d’héparane, sulfate de chondroïtine, sulfate de dermatane, sulfate de kératane et acide hyaluronique
Par quelles liaisons les GAGs peuvent-elles se lier à une protéine ?
par covalence : GAGs sulfatés
par liaison non covalente : acide hyaluronique
Quelles sont les différences de composition lipidique de chacun des 2 feuillets (face extra et face intra) ?
Les phosphatidylcholine, sphingolipides majoritairement extracellulaires, les phosphatidylsérines et les éthanolamines majoritairement intracellulaire
Où sont situées les charges négatives de la membrane plasmique ?
Elles sont orientée à l’intérieur, sur la face interne, portées par les sérines
Où sont localisées les liaisons disulfures entre les résidus cystéines des protéines transmembranaires ?
Elles se situent obligatoirement dans le domaine extra-cellulaire des protéines
Quelles sont les fonctions des parties sucres extracellulaires des glycoprotéines et glycolipides ?
- protection de la surface cellulaire contre des liaisons mécaniques et chimiques
- adhésion intercellulaire transitoire
- reconnaissance cellulaire
Comment la protection par les parties glucidiques de la surface cellulaire est-elle caractérisée ?
- en gardant à distance d’autres cellules pour éviter les interactions protéiques indésirables
- pouvant résister à la force mécanique du flux sanguin par exemple
Comment l’adhésion intercellulaire transitoire est-elle caractérisée par les parties glucidiques ?
par la création d’un environnement hydrique :
- phénomène d’adhérence des cellules entre elles et avec la matrice cellulaire
- les protéoglycannes étant des constituants majeurs de la matrice extracellulaire
Comment la reconnaissance cellulaire est-elle caractérisée par la partie glucidique ?
Elle est responsable des groupes sanguins qui sont dus à des séquences glucidiques, et de l’histocompatibilité donc de la reconnaissance de glycoprotéines : protéines du CMH
Qu’est-ce que les microdomaines lipidiques ou radeaux lipidiques ?
Ce sont des régions plus épaisses que les autres parties de la bicouche par interaction forte, ils sont enrichis en cholestérol, en sphingolipide et en glycoprotéines ancrées par un GPI
Quels protéines sont concentrées dans les microdomaines et à quels mécanismes participent-elles ?
Ce sont des récepteurs, canaux, des protéines périphériques cytosoliques qui participent aux mécanismes de communications intercellulaires
Quelle caractéristique induit le modèle de mosaïque fluide ?
La mosaïque fluide est un modèle qui induit une membrane dynamique et fluide
De quoi dépend la fluidité de la bicouche lipidique ?
Elle dépend de 3 facteurs :
- la température : son augmentation entraine l’accélération des mouvements
- la quantité en cholestérol
- la nature des phospholipides
Quels sont les trois types de mouvements spontanés des phospholipides ?
- rotation sur place : fréquente
- diffusion latérale (dans le même feuillet) à vitesse très élevée
- changement de feuillet des phospholipides aussi appelé flip-flop : rare
Quelle est la vitesse de la diffusion latérale ?
10 puissance 7 changements pour 1 seconde
Comment le flip-flop est-il possible ?
Il est possible grâce à 3 molécules :
- scramblase dépendante de la concentration intracellulaire de Ca2+ (par signal) des phospholipides chargés dans les deux sens
- flippase dépendante de l’ATP, changement de la face externe à interne
- floppase de la superfamille des ABC : inversement de la face interne à externe
Quelle est la particularité du flip-flop de la phosphatidylsérine ?
C’est le premier signe d’apoptose : inhibition de la flippase et activation de la scramblase
Quels sont les deux types de mouvement des protéines ?
- diffusion latérale (souvent restreint)
- rotation sur place
Quels sont les mécanismes limitant les mouvements des protéines ?
- l’ancrage au cytosquelette via d’autres protéines cytosoliques
- interaction avec la matrice extracellulaire : molécule d’adhérence de type SAM (Substrate Adhesion Molecules)
- interaction entre protéines membranaires de mêmes types : domaines fonctionnelles spécifiques
- interaction entre les protéines portées par deux cellules voisines en contact ou jointives (CAM, jonctions serrées)
Quelles sont les différentes modifications de la composition chimique par disparition ou clivage enzymatique de certains lipides et protéines ?
- clivage des protéines transmembranaires
- clivage des protéines couplées à un GPI
- clivage de phospholipides
- clivage de l’inositol du GPI
Par quelles molécules les protéines transmembranaires sont-elles clivées ?
Elles sont clivées :
- par des protéases extracellulaires (MMP, ADAM)
- des protéases au niveau cytosolique : caspases
- des facteurs de régulation de la transcription au niveau du domaine transmembranaire
Par quelles molécules les protéines couplées à un GPI sont-elles clivées ?
par des protéases extracellulaires
Par quelles molécules les phospholipides sont-ils clivés et qu’activent-elles ?
par des phospholipases : libération de diacylglycérol (DAG) et inositol triphosphates (IP3) : signalisation
Par quelles molécules l’inositol du GPI sont-ils clivés ?
par des phospholipases
Quels sont les rôles majeurs de la membrane ?
- compartimentation : séparation de l’intérieur et de l’extérieur
- établissement d’une barrière : perméabilité sélective
- communication intercellulaire par transmission de l’information par des signaux chimiques (récepteurs)
- communication intercellulaire par adhérence (transduction mécano-chimique)
- mouvement cellulaire via le cytosquelette et la MP (pseudopodes, endo et exocytose)
- transports de molécules au travers de la membrane
Quels sont les types de transport membranaires ?
- transport nécessitant des mouvements membranaires
- transport sans mouvement de la membrane plasmique
Quels transports nécessitent des mouvements membranaires ?
- transport impliquant le cytosquelette
- par endo ou exocytose : formation de vésicules
- transport des macromolécules
Quels sont les transports sans mouvement de la membrane plasmique ?
- passage au travers de la membrane
- transport des petites molécules
- par transport passif ou actif
- par simple diffusion ou par diffusion facilitée
Quelles sont les caractéristiques de la perméabilité sélective ?
En général, plus une molécule est petite et plus facilement elle diffusera au travers de la membrane, genre : aux molécules très petites, aux molécules liposolubles (non polaires (hormones stéroïdiennes)), perméable aux ions et aux grosses molécules polaires
Dans les transports sans mouvement membranaire, quels sont les deux types de transport au niveau énergétique ?
Les transports passifs (selon le gradient de concentration et par simple diffusion ou facilitée) et actifs (contre le gradient de concentration qui nécessite un apport énergétique, généralement ATP)
Qu’est-ce que le gradient de concentration ?
C’est la variation de la concentration du milieu le plus élevé vers le milieu le moins concentré
Que se passe-t-il pour les composés chargés pour traverser la membrane lorsqu’il n’y a pas de potentiel de membrane ?
Les composés chargés traversent selon le gradient de concentration
Que se passe-t-il pour les composés chargés pour traverser la membrane lorsqu’il y a pas de potentiel de membrane ?
Les composés chargés positivement auront plus de facilité à la traverser que celles chargés négativement, ils suivent un gradient électrochimique avec potentiel de membrane
Quels sont les différents transports actifs et passifs en général, qui sont possibles ?
- transport passif sans protéine de transport
- transport passif avec protéine de transport (canaux, transporteurs)
- transport actif avec transporteur et besoins d’énergie (échanges d’ions ou ATP), contre le gradient de concentration
Quelles sont les deux principales classes des protéines de transport membranaire ?
- des transporteurs ou perméases fonctionnant par changement de conformation, passif ou actif et saturable par le soluté transporté
- des canaux ou pores protéiques toujours passifs, ouverts ou fermés selon un gradient électrochimique et non saturable
Quels sont les différents canaux existant ?
- les canaux ioniques potentiel dépendants : si y a changement potentiel de membrane
- les canaux ioniques ligands dépendants : si y a un ligand qui s’y fixe
- les canaux mécano-sensibles : si y a une force mécanique
Quels sont les protéines de transport passif sans consommation d’énergie autres que les canaux ?
- les transporteurs du glucose, d’acides aminés
- aquaporines
Quels sont les mécanismes du transport passif du transporteur de glucose par changement de conformation ?
1) fixation des glucoses
2) transport du glucose par changement de conformation
3) transport selon le gradient de concentration
Comment la perméabilité de la membrane à certaines substances peut-elle se modifier ?
Par la variation du nombre de transporteurs rapide, qui peut être influée par des molécules par exemple l’insuline et les transporteurs de glucose GLUT4
Qu’est-ce que les aquaporines ?
Ce sont des protéines transmembranaires omniprésentes transportant sélectivement les molécules d’eau, avec 13 aquaporines différentes chez les mammifères
Quelles sont les caractéristiques structurelles des aquaporines ?
Ce sont des tétramères ancrés dans la bicouche lipidique, chaque monomère constitue un canal fonctionnel pour le transport spécifique de l’eau
De combien domaines, chaque monomère est-il constitué ?
Il est constitué de 6 domaines transmembranaires
Quel motif joue un rôle important dans la sélectivité de l’eau ?
Le motif Asn-Pro-Ala (motif NPA)
De quelle forme est le canal d’un monomère d’une aquaporine ?
De la forme d’un sablier où au niveau de la constriction centrale, les molécules d’eau passent les unes après les autres en pivotant de 180°
Quelles sont les caractéristiques du transport actif ?
- il se fait contre le gradient de concentration et a donc besoins d’énergie
- saturable par le substrat
- production d’un gradient de concentration
Quelles différences y a-t-il entre les types d’énergie fournie au transporteur actif ?
On appelle cela un transporteur actif ou primaire, un transporteur secondaire ou couplé
Quels sont les différentes molécules de transport actif primaire ?
- Pompes ATPases : enzyme transmembranaire, activation par phosphorylation, pompes Na+/K+ ou H+/K+
- Transporteur ABC : protéine transmembranaire, activation par double phosphorylation et à destination de petites molécules : acides aminés, glucose
Quelle est l’énergie fournie au transport actif primaire ?
C’est l’hydrolyse d’une molécule d’ATP = pompe
Quelle est la fonction de la pompe H+/K+ ATPase ?
La pompe assure l’échange d’un proton excrété contre un ion potassium à travers la membrane plasmique
Où sont présentes les pompes H+/K+ ATPase ?
Elles sont présentes au niveau du colon, du rein et de l’estomac
Que génèrent les pompes H+/K+ ATPase dans le liquide gastrique ?
Elles génèrent un gradient de pH voisin 1 et est responsable de l’acidité du liquide gastrique
Décrivez le fonctionnement de la pompe Na+/K+ ?
Par quelle énergie le transport actif secondaire est-il opéré ?
Par une différence de potentiel électrochimique qui résulte d’un transport actif primaire
Quels sont les différents transports actifs secondaires ?
- symport ou co-transporteur
- antiport ou échangeurs
En quoi consiste les symports ou co-transporteurs ?
Transport d’un soluté 1 grâce à celui d’un soluté 2, les deux se fixent, transport par changement de conformation, grâce au transport du soluté 2 qui suit son gradient électrochimique, énergie disponible pour le soluté 1 qui va contre son gradient
En quoi consiste les antiports ou échangeurs ?
C’est le transport de deux substances de sens contraires avec l’un suivant son gradient électrochimique fournisseur d’énergie pour le second transport, ces transporteurs contrôlent le pH cytosilique
Donner des exemples d’échangeurs
- échangeur Na+/H+ : échange électroneutre, un Na+ entre et un H+ sort, son rôle est de réguler le pH intracellulaire en s’opposant à l’acidification
- échangeur (HCO3)-/Cl- dépendant de Na+ : échange électroneutre qui fait entrer un NaHCO3 contre la sortie d’un HCl
Dans quel milieu (intracellulaire ou extracellulaire) les concentrations de K+, Na+ et Cl- sont-elles les plus élevées ?
- K+ : intracellulaire
- Na+ : extracellulaire
- Cl- : extracellulaire
Quelle est la fonction du transport avec mouvement de la membrane plasmique ?
De transporter des entités trop grandes pour les transporteurs :
- macromolécules
- corps apoptotiques
- organismes étrangers
Par quels mécanismes les transports avec mouvement de la membrane plasmique procèdent-ils ?
- par endocytose ou exocytose
- en consommant de l’énergie
- par implication du cytosquelette
- par implication du système endomembranaire
En quoi consiste l’exocytose ?
C’est la sécrétion et l’élimination de molécules présentes dans la cellule par fusion de la vésicule avec la membrane et expulsion, c’est un processus consommant de l’énergie
En quoi consiste l’endocytose ?
C’est l’absorption de molécules extérieures par invagination de la membrane plasmique et donc formation de vésicules d’endocytose
Que résulte de l’endocytose ou de l’exocytose ?
- exocytose : gain de membrane
- endocytose : perte de membrane
Quels sont les lieux de biosynthèse des lipides et protéines nécessaires au renouvellement membranaire ?
cytosol et système endomembranaire (RE et Golgi)
Comment les lipides et protéines membranaires sont-elles insérées dans la membrane plasmique ?
via exocytose des vésicules
Où se situent les molécules de cholestérol et protéines périphériques cytosoliques ?
dans le cytosol
