101-SNE-RE, Semaine 4_Membrane_A24 .pdf

Biologie cellulaire 101-SNE-RE La membrane plasmique 7.1 Les membranes cellulaires sont des mosaïques fluides de lipides et de protéines 7.2 La perméabilité sélective des me...

Biologie cellulaire 101-SNE-RE La membrane plasmique 7.1 Les membranes cellulaires sont des mosaïques fluides de lipides et de protéines 7.2 La perméabilité sélective des membranes résulte de leur structure 7.3 Le transport passif est la diffusion à travers une membrane sans dépense d’énergie 7.4 Le transport actif utilise de l’énergie pour déplacer des solutés à l’encontre de leur gradient de concentration 7.5 Les macromolécules et les particules traversent la membrane plasmique par exocytose et endocytose N.Patenaude, Automne 2024 Intro Les frontière de la vie La membrane plasmique : Frontière entre l’intérieur et l’extérieur de la cellule. Démarque la cellule de son environnement Compartiments intérieurs de la cellules (organites membranaires) Contrôle des entrées et des sorties de la cellule (échanges cellulaires) en montrant une perméabilité sélective. Perméabilité sélective : certaines substances peuvent traverser la membrane plus facilement que d’autres. Propriété permettant à la cellule de moduler ses échanges avec son environnement. Possible grâce à la membrane plasmique et aux composantes qui s’y trouvent (en particulier les protéines de transport) Ex. Section de la bi-couche lipidique (jaune:gr. phophate, vert:chaine carbonéee) avec aquaporine (bleu) Protéine-canal permettant le passage de molécules d’eau (aquaporine) Ex. Canal à ion K+ (vu « d’en haut ») Protéine de la membrane plasmique fournissant aux ions K + un canal pour sortir de la cellule nerveuse à un moment très précis. Vue en 3D : https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/icn3d/full.html? &mmdbid=12521&bu=1&showanno=1 7.1 Les membranes cellulaires sont des mosaïques fluides de lipides et de protéines Les membranes sont surtout composées de lipides et protéines. Phospholipides : lipide le plus abondant dans la plupart des membranes molécule amphiphathique : tête hydrophile + queue hydrophobe Men With Bunny Ears Men Men With With Bunny Bunny Ears Ears Protéines : Men With Men With Passant de bord en bord de la membrane ou Bunny Bunny Ears Ears ancrées à la membrane 7.1 Les membranes cellulaires sont des mosaïques fluides de lipides et de protéines Modèle de la mosaïque fluide La membrane est fluide, telle une mosaïque dynamique faite de protéines incorporées ou fixées à sa bicouche. 7.1 Les membranes cellulaires sont des mosaïques fluides de lipides et de protéines La fluidité des membranes Campbell 4e édition Mouvement des lipides mouvements latéraux rapides et fréquents mouvements « flip-flop » moins fréquents et facilités par des flipases Mouvement des protéines Les protéines se peuvent aussi se déplacer au sein de la membrane, mais plus lentement. Déplacées à des endroits précis par des protéines motrices Ancrées en un point précis grâce au cytosquelette ou à la MEC 7.1 Les membranes cellulaires sont des mosaïques fluides de lipides et de protéines L’évolution des différences dans la composition lipidique membranaire Différences de composition des lipides dans la membrane cellulaire = adaptations évolutives Maintien de la fluidité membranaire requise en fonction de l’environnement de la cellule: Poissons en eaux très froides : + lipides insaturés Espèces exposées aux variations de température : changement de la composition de la membrane selon les saisons Ex. Blé d’hiver : + lipides insaturés en automne, pour empêcher les membranes de solidifier en hiver Ex. Crustacés sur la Côte-Nord : + cholestérol dans leurs membranes cellulaires pour garder la fluidité 7.1 Les membranes cellulaires sont des mosaïques fluides de lipides et de protéines Les protéines membranaires et leurs fonctions Protéines périphériques : protéines attachées à la membrane mais ne la traverse pas. Protéines transmembranaires : protéines traversant entièrement la membrane plasmique, avec des parties exposées à la fois à l’intérieur et à l’extérieur de la cellule Campbell 4e édition Séquences d’acides aminés non polaires 7.1 Les membranes cellulaires sont des mosaïques fluides de lipides et de protéines Les protéines membranaires et leurs fonctions 7.1 Les membranes cellulaires sont des mosaïques fluides de lipides et de protéines Le rôle des glucides membranaires dans la reconnaissance intercellulaire Glucides membranaires : Généralement, des chaînes courtes et ramifiées ( 15 monomères) Si attaché à un lipide = glycolipide Si attaché à une protéine = glycoprotéine Varient selon les espèces, les individus d’une même espèce et parfois même le type cellulaire → servent de marqueurs pour distinguer les cellules. Exemples : Permettent aux cellules de même type de se regrouper en tissus lors du développement embryonnaire Contribuent à indiquer au système immunitaire si une cellule fait partie ou du « soi » ou « non-soi » Confèrent le groupe sanguin chez un individu 7.1 Les membranes cellulaires sont des mosaïques fluides de lipides et de protéines La synthèse et la structure asymétrique des membranes Asymétrie des membranes : Les faces extracellulaire et cytoplasmique sont différentes : Composition lipidique Présence de glucides (éléments verts dans l’image) Orientation des protéines membranaires  7.1 Les membranes cellulaires sont des mosaïques fluides de lipides et de protéines La synthèse et la structure asymétrique des membranes Asymétrie des membranes Cette asymétrie est déterminée au cours de la synthèse de la membrane par le réticulum endoplasmique (RE) et l’appareil de Golgi. 7.2 La perméabilité sélective des membranes résulte de leur structure La perméabilité de la bicouche phospholipidique La perméabilité sélective d’une membrane biologique est très importante → La membrane laisse passer certaines substances plus facilement que d’autres De petites molécules et des ions traversent régulièrement la membrane plasmique Nutriments : monosaccharides, acides aminés et autres Molécules liées au métabolisme : O2, CO2 Ions inorganiques monoatomiques : H +, Na+, K+, Ca2+, Cl- Ions inorganiques polyatomiques : NH4+, OH-, HCO3+ La membrane empêche certaines autres substances de passer Les substances traversent la membrane à différentes vitesses. 7.2 La perméabilité sélective des membranes résulte de leur structure La perméabilité de la bicouche phospholipidique La perméabilité sélective d’une membrane biologique est très importante → La membrane laisse passer certaines substances plus facilement que d’autres Molécules hydrophobes (non polaires) : Hydrocarbures, CO2, O2 Traversent facilement (sans l’aide de protéines membranaires) Molécules hydrophiles (polaires) : ions, glucose, eau, acides aminés La partie hydrophobe de la membrane empêche les substances hydrophiles de passer directement à travers la membrane. Les molécules chargées sont enveloppées d’une couche d’hydratation, et passent donc encore plus difficilement. Une très petite proportion arrive à passer quand même, vu que ce sont de petites molécules (elles se glissent lentement entre les phospholipides quand la membrane est très fluide). 7.3 Le transport passif est la diffusion à travers une membrane sans dépense d’énergie 7.3 Le transport passif est la diffusion à travers une membrane sans dépense d’énergie Les effets de l’osmose sur l’équilibre hydrique 7.3 Le transport passif est la diffusion à travers une membrane sans dépense d’énergie L’équilibre hydrique dans les cellules dépourvues de paroi cellulaire 7.3 Le transport passif est la diffusion à travers une membrane sans dépense d’énergie La diffusion facilitée : un mode de transport passif facilité par des protéines En pratique, les molécules hydrophiles passent la membrane grâce aux protéines de transport : Protéines-canaux : font passer les molécules à la queue-leu-leu dans un « tunnel » Ex. aquaporines : H2O (fait passer +3G molécules / sec.) Perméases : protéines porteuses, qui lient faiblement les molécules à faire traverser. Elles changent leur forme pour faire passer les passagers de l’autre côté de la membrane. Elles sont très sélectives et font passer des molécules plus grosses que les protéines-canaux. Ex. Perméase des globules rouges : glucose (50 000X plus rapide) et ne marche pas avec le fructose. Les protéines de transport PASSIF font passer les molécules SELON leur gradient de concentration : elle ne requière donc PAS d’énergie. 7.4 Le transport actif utilise de l’énergie pour déplacer des solutés à l’encontre de leur gradient de concentration L’énergie nécessaire au transport actif En pratique, les molécules hydrophiles passent la membrane grâce aux protéines de transport : Pompes à ions : protéines semblables aux perméases, mais qui vont à l’encontre du gradient de concentration. Ex. Pompe à Na+/K+ : capable de faire sortir les ions Na+ et faire entrer les ions K+ (et ce contre leurs gradients de concentration) Ces protéines de transport font passer les molécules CONTRE leur gradient de concentration : elle requière donc de l’énergie. 7.4 Le transport actif utilise de l’énergie pour déplacer des solutés à l’encontre de leur gradient de concentration L’énergie nécessaire au transport actif En pratique, les molécules hydrophiles passent la membrane grâce aux protéines de transport : 7.4 Le transport actif utilise de l’énergie pour déplacer des solutés à l’encontre de leur gradient de concentration Le co-transport: transport couplé par une protéine membranaire 7.5 Les macromolécules et les particules traversent la membrane plasmique par exocytose et endocytose L’endocytose et l’exocytose