Acides Gras et Lipides Membranaires

Acide gras de membrane

• Les acides gras de membrane peuvent être entièrement saturés, mono-insaturés ou polyinsaturés.
• Les acides gras saturés n'ont aucune double liaison.
• Les acides gras mono-insaturés ont une seule double liaison.
• Les acides gras polyinsaturés ont plusieurs doubles liaisons.

Sphingolipides

• Comme les phospholipides, les sphingolipides ont une tête polaire et deux queues apolaires, mais ils sont moins répandus dans les membranes.
• Les sphingolipides contiennent une molécule de sphingosine, un alcool aminé ou un dérivé de celui-ci.
• La sphingosine liée à un acide gras donne un céramide.

Céramide-1-phosphate et Sphingomyéline

• Un groupement additionnel (X) peut être lié au céramide.
• Si le groupement additionnel est un phosphate, la molécule est le céramide-1-phosphate.
• Si le groupement additionnel est une choline, la molécule est la sphingomyéline.

Glycolipides

• Si le groupement additionnel est un glucide, la molécule est un glycolipide.
• Les glycolipides peuvent être des galactocérébrosides, des glucocérébrosides ou des gangliosides GM1.

Cholestérol

• Le cholestérol est un stérol présent dans la membrane de certaines cellules animales, jusqu'à 50%.
• Il est absent des membranes des cellules végétales et bactériennes.
• Il est composé de quatre noyaux cycliques rigides qui réduisent la fluidité de la membrane.
• Le groupement OH porté par le noyau A constitue la tête polaire, tandis que le reste de la molécule est hydrophobe.

Modèle de la mosaïque fluide

• Le modèle de la mosaïque fluide, proposé en 1972, est le modèle actuellement en vigueur pour la structure de la membrane plasmique.
• Selon ce modèle, la membrane plasmique est une mosaïque de composants, principalement des phospholipides, du cholestérol et des protéines.
• Les phospholipides sont disposés en une double couche maintenue par des liaisons non covalentes pour former une matrice fluide appelée la bicouche phospholipidique.

Mutations des gènes codant pour les canaux ioniques

• Les mutations des gènes codant pour les canaux ioniques peuvent causer des maladies.
• La mutation du gène CACNL1A4 codant pour le canal à Ca2+ peut causer une migraine hémiplégique familiale (MI-IF) ou une ataxie épisodique de type-2 (EA-2).
• La mutation du gène CLCN5 codant pour le canal à Cl- peut causer la maladie de Dent (calculs rénaux).
• La fibrose kystique, une maladie héréditaire, est causée par un dysfonctionnement des canaux à ions Cl-.

Transport actif

• Le transport actif est un processus qui permet à une molécule de se déplacer contre son gradient de concentration.
• Ce type de transport nécessite une protéine de transport et de l'énergie cellulaire.
• La pompe à Na+/K+ ou Na+/K+ ATPase est une pompe active dans toutes les cellules, mais elle est particulièrement associée aux cellules nerveuses et musculaires.
• La pompe à Na+/K+ transporte trois ions Na+ à l'extérieur de la cellule et deux ions K+ à l'intérieur pour chaque molécule d'ATP dépensée.

Transport vésiculaire

• Le transport vésiculaire est un processus qui permet de transporter des macromolécules et des particules à travers la membrane cellulaire.
• C'est un mode de transport actif qui nécessite la dégradation de l'ATP.
• La synthèse d'ATP par le transport d'électrons dans la membrane des thylakoïdes des chloroplastes est appelée photophosphorylation.

Le cycle de Calvin

• Le cycle de Calvin est un processus de fixation du carbone qui se déroule dans le cytosol des chloroplastes.
• Le carbone entre dans le cycle de Calvin sous forme de CO2 et en ressort sous forme de phosphoglycéraldéhyde, un glucide à 3 atomes de carbone.
• Le cycle de Calvin utilise l'ATP et le NADPH + H+, tous deux produits dans les réactions photochimiques dans le chloroplaste.
• Le cycle de Calvin comprend plusieurs étapes, notamment:
  • La fixation du dioxyde de carbone
  • La phosphorylation du 3-phosphoglycérate
  • La réduction du 1,3-bisphosphoglycérate
  • Le recyclage du glycéraldéhyde-3-phosphate en ribulose-5-phosphate
  • La régénération du ribulose-1,5-bisphosphate
  • La synthèse du glucose-6-phosphate

Le réticulum endoplasmique

• Le RER est le site de la biosynthèse des membranes.
• Il contient les enzymes qui fabriquent les phospholipides des membranes.
• Les phospholipides produits dans le RE sont transportés vers le feuillet externe de la bicouche par des protéines appelées flippases.
• Le RER est également le site de la synthèse de protéines.

Maturation des protéines dans le RER

• Le RER contient des enzymes dans la lumière ou dans la membrane.
• Ces enzymes sont impliquées dans le repliement et la maturation des protéines naissantes.
• Les enzymes du RER comprennent les peptidases signal, les oligosaccharyltransférases, les chaperons moléculaires et la pid (isomérase des liaisons disulfure protéiques).

REL

• Le REL est très développé dans les cellules du muscle squelettique et des glandes endocrines qui produisent des stéroïdes.
• Les enzymes du REL diffèrent d'une cellule à l'autre en fonction des fonctions particulières de l'organite.
• Le REL est impliqué dans:
• La synthèse d’hormones stéroïdes comme l’œstrogène.
• La synthèse des phospholipides membranaires, des graisses et d’autres lipides.

Transcription de l'ADN en ARNm

• L'ADN est transcrit en ARN messager par une ARN polymérase.
• Chez les eucaryotes, l'ARNm subit plusieurs modifications post-transcriptionnelles, notamment:
  • Ajout d'une coiffe ou 5'-cap à l'extrémité 5' de l'ARNm.
  • Ajout d'une queue poly(A) à l'extrémité 3' de l'ARNm.
  • Épissage.

Aminoacylation des ARNt

• Chaque acide aminé est transféré sur l'ARNt correspondant par une aminoacyl-ARNt synthétase spécifique.

Traduction de l'ARNm

• L'ARNm est traduit en protéine par les ribosomes.

Modifications post-traductionnelles

• Les protéines subissent des modifications post-traductionnelles après leur synthèse.

Repliement des protéines produites

• Les protéines doivent se replier correctement pour atteindre leur forme et leur fonction finales.

L’appareil de Golgi

• L’appareil de Golgi est une pile de sacs aplatis entouré de petites vésicules.
• Ses fonctions sont de trier, modifier, emballer, diriger et expédier les protéines en provenance du RE.

Les lysosomes

• Les lysosomes sont des vésicules contenant des hydrolases qui dégradent les particules ingérées par la phagocytose.
• L'absence d'hydrolases dans les lysosomes peut causer des maladies de surcharge.

Les peroxysomes

• Les peroxysomes sont des organites riches en enzymes particulières, notamment la catalase et certaines oxydases.
• Ils sont impliqués dans :
  • L'utilisation et la détoxification de l'oxygène moléculaire.
  • Le catabolisme de l'acide urique.

Contraction musculaire

• L'énergie nécessaire au glissement des filaments d'actine et de myosine provient de l'hydrolyse de l'ATP par la myosine.

Transduction des signaux

• La membrane cellulaire abrite des récepteurs protéiques impliqués dans les communications inter-membranaires.
• Les molécules extracellulaires de transmission sont reconnues par des récepteurs de surface des cellules cibles.
• La transduction du signal est le processus qui transforme la nature de la molécule informative reçue à la surface de la cellule cible en un signal libéré à l'intérieur.

Transmission de molécules informatives

• Il existe quatre types de transmission : autocrine, paracrine, endocrine et synaptique.

Transmission autocrine et paracrine

• Dans la transmission autocrine, le ligand agit sur la cellule de transmission qui l'a synthétisé.
• Dans la transmission paracrine, le ligand agit sur d'autres cellules présentes dans l'environnement immédiat de la cellule de transmission qui l'a synthétisé.

Transmission synaptique

• La transmission synaptique permet aux neurones de communiquer avec des cellules cibles très éloignées.
• Un neurone activé  impulsions électriques (potentiel d'action) le long de son axone  sécrétion de signal chimique = neuromédiateur.
• Les terminaisons nerveuses rejoignent les cellules cibles au niveau des synapses.