Module 10 : les membranes biologiques Flashcards
Qu’est-ce qui délimite la cellule?
une membrane
2 fonctions des membranes biologiques?
Barrières entre les cellules et leur environnement (monde extérieur)
Définir les compartiments intracellulaires
Quels organites sont entourés de membrane chez les eucaryotes?
noyaux, mitochondries, chloroplastes, réticulum endoplasmique et appareil de golgi
Que permettent les membranes intracellulaires?
maintenir un microenvironnement particulier, favorisant certains processus biochimiques qui autrement ne se produiraient pas ou du moins beaucoup plus difficilement.
Comment sont les lipides en solutions aqueuse? Comment leur interactions avec l’eau varie?
ils forment des agrégats.
Selon leur degré d’hydrophobicité.
Que font les lipides hydrophobes dans l’eau?
ils ont tendance à s’associer sous forme de gouttelettes, en excluant les molécules d’eau, ce qui forme des agrégats instables entourés de clathrates.
Qu’est-ce qui sert de forces motrices à la formation de clathrates?
interactions hydrophobes
Que font les lipides amphiphiles dans l’eau?
ils s’associent pour former des monocouches, des micelles, des bicouches ou des liposomes.
Quand se forme une monocouche?
elle se forme spontanément lorsqu’une faible quantité d’acide gras est mélangé à l’eau.
Quand il y a formation de micelle?
Si on augmente la concentration d’acide gras dans l’eau.
Qu’est-ce que une micelle?
agrégats globulaires dont la surface est occupée par les groupements de têtes hydrophiles du lipides, les chaines hydrophobes d’associant au centre de façon à exclure les molécules d’eau.
Qui produit des micelles sphéroïdales?
Les lipides amphiphiles à une seule chaîne, en raison de leur forme fuselée (cône) (groupements hydrophiles plus larges que leurs chaînes)
Qui est-ce qui forme une bicouche lipidique?
Pourquoi c’est eux?
les 2 chaînes hydrocarbonées des glycérophospholipides et des sphingolipides sont plus cylindriques.
contraintes stériques
Comment est la structure d’une bicouche?
2 feuillets.
Ou sont les chaines hydrophobes dans une bicouche?
entre les têtes hydrophiles, qui sont en contact avec le milieu aqueux.
Qu’est-ce qui sert de forces motrices à la formation des bicouches lipidiques? et après?
interactions hydrophobes, par la suite les forces de Van der Waals stabilisent leur structure?
Qu’est ce qu’un liposome et à partir de quoi on peut le former?
Structure fermées, stables et contenant une cavité aqueuse, formées à partir de bicouches étendues.
pourquoi les liposomes sont des véhicules prometteurs pour transporter des agents thérapeutiques vers certains tissus?
En raison de leur solubilité et de leur imperméabilité à plusieurs substances
De quoi est composée une membrane typique?
bicouche lipidique à laquelle sont associées principalement des protéines, mais également des glucides.
Que décrit le modèle de la mosaïque fluide?
l’arrangement des lipides et des protéines dans la membrane
Comment est la membrane selon le modèle de la mosaïque fluide?
structure dynamique dont les constituants sont mobiles
Ou et sous quelle forme sont présents les glucides dans les membranes?
Sur leur surface extracellulaire
sous forme de glycolipides ou de glycoprotéine
3 principaux types de lipides dans les membranes?
Glycérophospholipides (bactéries et eucaryotes)
Sphingolipide (absent chez la plupart des bactéries)
Cholestérol (principalement dans les cellules des animaux)
Le cholestérol forme t-il une bicouche?
Il ne peut former de bicouche par lui-même, il est donc stabilisé par les autres lipides de la membrane
Selon quoi varie la composition lipidique ainsi que le ratio lipides/protéines des membranes?
1- les espèces
2- les différents types de cellules (tissus) d’un organisme
3- les organites d’une même cellule
4- les feuillets interne et externe de la bicouche
5- Les différentes régions d’un même feuillet
Que réflète les différences entre les différentes membranes?
la diversité des rôles biologiques qu’assument les membranes
Les membranes biologiques sont des structures : (4)
asymétrique
hétérogènes
dynamiques
fluides
Pourquoi on dit qu’une membrane est asymétrique
Comment appelle t-on aussi ce phénomène?
parce que les phospholipides sont distribués asymétriquement entre les feuillets interne et externe de la bicouche lipidique
Asymétrie transversale
Que ce que fait l’asymétrie transversale aux couches des membranes?
La couche qui fait face à l’environnement a donc une composition différente de la couche qui fait face au cytosol, ce qui lui permet de remplir des besoins particuliers de la cellule
Que contient le feuillet externe?
plusieurs lipides associés à des glucides, ces glycolipides participent à la reconnaissance cellulaire
Qu’est-ce que l’hétérogénéité latérale?
distribution des lipides et protéines membranaires non uniforme à l’intérieur d’un même feuillet de la bicouche.
Un exemple de hétérogénéité?
radeaux lipidiques.
Qu’est-ce qu’un radeau lipidique?
régions enrichies en cholestérol et sphingolipides qui forment des microdomaines moins fluides et plus ordonnées que le reste de la membrane, dont certaines protéines membranaires s’y associent spécifiquement.
Un exemple de protéines membranaires qu’on peut retrouver dans un radeau lipidique?
Comment sont ces régions?
Certaines protéines participant à un même sentier métabolique ou à une même voie de transduction du signal.
Régions moins fluides et plus ordonnées, ce qui réduit le mouvement des protéines dans la membrane et leur permet de rester à proximité les unes des autres.
Dans quoi la proximité des protéines est primordiale?
phénomènes de canalisation métabolique
Pourquoi les membranes sont des structures dynamiques?
les lipides de la bicouche sont en mouvement continuel.
Mouvement possibles des lipides dans la bicouche?
rotation autour des liens C-C de chaque queue lipidique Diffusion latérale diffusion transversale (flip-flop)
Qu’est-ce que la diffusion latérale?
Vitesse?
lipides et protéines qui peuvent diffuser rapidement à l’intérieur d’un feuillet de la bicouche.
Protéine = plus lentement que les lipides
A quoi on compare les protéines membranaires?
icebergs flottants sur une mère de lipides, cependant certaines sont immobiles
Qu’est-ce que la diffusion transversale?
lipides qui passent d’un feuillet à l’autre de la bicouche
Comment se déroule la diffusion transversale?
La tête hydrophile de la molécule, qui est fortement hydratée, doit traverser la région hydrophobe de la bicouche. Comme la barrière énergétique associée à ce mouvement est très élevée, la diffusion transversale est lente.
Qu’est-ce qui facilite la diffusion transversale?
Flippases et floppases (protéines membranaires, en utilisant de l’ATP)
Vrai ou faux : la fluidité de la membrane ne varie pas en fonction de la température
FAUX
Qu’est-ce que la transition de phase? Que fait-elle?
Passage entre la phase gel et la phase cristal liquide
Modifier l’organisation de la bicouche et affecter les fonctions de catalyse et de transport des protéines membranaires
comment est la membrane à basse température?
Chaine?
Épaisseur?
sous forme de gel.
Les chaines hydrocarbonées des lipides sont alors ordonnées et étendues à leur maximum.
l’épaisseur de la couche est donc maximale
Comment est la membrane lorsqu’on élève la température?
Sous forme de cristal liquide
structure plus désordonnée
Chaine plus mobile
Une membrane doit -elle être fluide? gamme de température?
Oui, mais pas trop, pour assurer ses fonctions.
La gamme de température où la fluidité est optimale varie selon la composition de la membrane.
De quoi dépend la température de transition?
longueur et degré de saturation des chaines formant les groupement acyles des phospholipides
Plus une chaine est longue, …
plus elle peut former d’interactions non covalentes avec les chaînes voisines, ce qui augmente la stabilité de la bicouche, et par conséquent la température de transition
Quand est-ce que la Tm diminue? Pourquoi?
lorsque le nombre de doubles liaisons C=C augmente.
Les bicouches contenant des acides gras saturés = rigides, compactes, organisés
Bicouches contenant des acides gras insaturés = désordre, donc membrane plus fluide. Introduise une courbure, les chaines ne peuvent plus être autant compacte et ordonnées
De quoi dépendent les forces de Van der Waals?
distance entre les atomes. Elle augmente lorsque les chaînes lipidiques sont moins ordonées, donc force moins importante
Quand est-ce que les interactions hydrophobes sont moins importantes?
lorsque les molécules hydrophobes ne peuvent plus s’associer de façon compacte
Quelle autre molécule affecte la fluidité de la membrane chez les animaux?
cholestérol (molécule rigide)
Effet du cholestérol à haute température?
Il interfère avec le mouvement des chaînes d’acides gras voisines, ce qui diminue la fluidité de la membrane
Effet du cholestérol à basse température?
perturbe l’organisation compacte des chaînes, ce qui augmente la fluidité de la membrane
Rôle du cholestérol?
maintenir la fluidité de la membrane sur un plus grand intervalle de températures, sans affecter la température de transition.
Température à lesquelles les membranes biologiques passe de la phase gel à la phase cristal liquide?
intervalle de températures variant de 10 à 40 degré celcius
Comment les bactéries et animaux à sang froid (poissons) maintiennent un niveau constant de fluidité dans leurs membranes à diverses température?
ils ajustent la proportion de leurs acides gras insaturés
Ou on trouve des archaebactéries?
Comment on appelle ces organismes?
environnement extrêmes ou la température, le pH et/ou la concentration en sels sont aux limites ultimes des conditions permettant la vie.
C’est pourquoi on les appelle extrémophiles
Comment les archae survivent à des conditions extrêmes?
ils possèdent des caractéristiques particulières, dont une membrane plasmique ayant une structure et une composition inhabituelle
Comment est la membrane plasmique des archae?
Pas une bicouche, mais une monocouche, formé d’un isoprénoïde, le caldarchaeol.
Comment est le caldarchaeol? (dans la membrane, composition, stabilité)
Il traverse complètement la membrane.
Composé de 2 molécules de glycérol et de 2 chaînes d’unités isoprène rattachées par des liens éthers (+ stable que ester)
Stabilité incroyable
Rôle des protéines transmembranaires? (4)
transport des nutriments et des déchets
transfert de l’information entre l’Environnement et le cytoplasme (transduction du signal)
Reconnaissance cellulaire
production d’énergie
3 classes de protéines membranaires?
Protéines transmembranaires (protéines intégrales ou intrinsèques)
Protéines périphériques (protéines extrinsèques)
Protéines ancrées à un lipide membranaire
Comment les protéines périphériques sont liés à la membrane?
Forces ioniques
Liaisons H
Interactions hydrophobes
Comment les protéines transmembranaires sont liés à la membrane?
Interactions hydrophobes
Comment les protéines ancrées à un lipide membranaire sont liés à la membrane?
Liaisons covalentes
Comment les protéines périphériques sont libérés de la membrane?
Augmentation de la force ionique
changement de pH
Comment les protéines transmembranaires sont libérés de la membrane?
agents dénaturants (détergents)
sonication (bris des membranes)
Comment les protéines ancrées à un lipide membranaire sont libérés de la membrane?
Hydrolyse enzymatique (phospholipase)
Qu’est-ce qu’une protéine transmembranaire?
Elle traverse complètement la membrane.
En quoi sont riches les régions qui interagissent avec le cœur hydrophobe de la bicouche lipidique?
Comment on les appelle?
Résidus hydrophobes.
segments transmembranaires
Comment sont les régions présente à l’interface lipide-eau des protéines transmembranaire?
contiennent de nombreux résidus polaires ou chargés
Selon quoi on classe les protéines transmembranaires?
nombre de segments transmembranaires
orientation dans la membrane
Combien de protéines transmembranaires n’ont qu’un seul segment transmembranaires?
Combien le reste en ont?
10 à 30 %
2 à 12.
Comment on peut prédire le nombre de segments transmembranaires?
en analysant le profil d’hydropathie de la séquence protéique.
A quoi réfère l’hydropathie?
à l’hydrophobicité relative de chaque aminé : c’est le changement d’énergie libre accompagnant le transfert d’un résidu d’acide aminé d’une bicouche lipidique vers l’eau
Qu’est-ce qu’un segment transmembranaire?
hélice alpha d’une vingtaine de résidus.
Comment sont les segments de la bactériorhodopsine?
Il y en a 7. hélices alpha de 25 résidus traversant la bicouche presque perpendiculairement à son plan.
Porines?
Protéines transmembranaires qui possèdent des feuillet bêta, qui s’enroulent pour former une barrique bêta.
Protéines périphériques? lié avec quoi
Liés à la surface soit avec des lipides membranaires, soit avec des protéines transmembranaires
Ou est le lipide qui sert d’ancre (protéines ancrées à un lipide membranaire )
inséré dans la double couche
A quoi peuvent être ancrées les protéines (protéines ancrées à un lipide membranaire )
acide gras
isoprénoïde
glycosylphosphatidylinositol (ancre GPI)
Qu’est-ce que l’acylation?
protéines transmembranaires sont liés à un acide gras ( acide myristique ou palmitique)
Qu’est-ce que la prénylation?
Lorsque les protéines transmembranaires sont liés à une chaîne d’isoprénoïde
Quels sont les groupements prényls (résidu d’isoprénoïde) que l’on rencontre le plus souvent sur les protéines transmembranaires?
farnésyl et géranylgéranyl
quel est l’ancrage le plus élaboré?
ancres GPI
De quoi sont constitué les ancres GPI?
un résidu de phosphatidylinositol lié à un court oligosaccharide auquel est attaché un résidu de phosphoéthanolamine (lien amide avec la protéine)
Quel portion du GPI est inséré dans la membrane?
la portion 1,2-diacylglycérol
Ou on trouve les protéines liés à un ancre GPI?
surface externe de la membrane cellulaire
