Biologie Cellulaire (101-SN1-RE) Chapitre 7, Membrane cellulaire et échanges membranaires PDF

Chapitre 7 Membrane cellulaire et échanges membranaires Biologie cellulaire (101-SN1-RE) Automne 2024 Enseignant : Benoit Lemieux Collège de Maisonneuve La membrane plasmique : structure et fonctions  Rappel - Phospholipides...

Chapitre 7 Membrane cellulaire et échanges membranaires Biologie cellulaire (101-SN1-RE) Automne 2024 Enseignant : Benoit Lemieux Collège de Maisonneuve La membrane plasmique : structure et fonctions  Rappel - Phospholipides Composés de groupement polaire hydrophiles : affinité pour – 1 glycérol l’eau – 1 groupement phosphate – 1 groupement polaire – 2 acides gras hydrophobes : absence d’affinité pour l’eau Molécule amphipathique – à la fois hydrophile et hydrophobe Campbell, fig. 5.11 p. 82 Dans l’eau, les phospholipides se disposent spontanément en bicouche EAU Têtes hydrophiles EAU Queues hydrophobes Les phospholipides sont les molécules constituant la base des membranes cellulaires Campbell, fig. 5.11d, p.82 et fig. 7.5a, p.140  Structure et composition de la membrane plasmique Les membranes cellulaires sont des mosaïques fluides composées de : – Phospholipides disposés en bicouche – Protéines intramembranaires : insérées dans la bicouche de phospholipides périphériques : en surface de la bicouche de phospholipides – Cholestérol (cellules animales seulement) ou autre stéroïde Campbell, fig. 7.3, p.138 (cellules végétales et autres)  La membrane plasmique est une mosaïque fluide Campbell, fig. 6.31, p.131 https://youtu.be/Qqsf_UJcfBc  Les fonctions de la membrane plasmique Transport sélectif ou perméabilité sélective – Déplacement de certaines molécules ou de substances entre le milieu extracellulaire et le cytosol Communication intercellulaire – Réception et reconnaissance de signaux chimiques émis par d’autres cellules Adhérence cellulaire – Fixation des cellules voisines d’un tissu – Fixation d’une cellule à son substrat (surface où elle se trouve)  Membrane plasmique : un exemple du principe d’émergence Principe d’émergence : atome À chaque passage d’un molécules phospholipides niveau d’organisation à protéines un niveau de complexité stéroïdes supérieure émergent de organite nouvelles propriétés. membrane plasmique cellule Ces nouvelles propriétés tissu permettent organe l’accomplissement de nouvelles fonctions par système un élément donné. organisme « Le tout est supérieur à la population somme des parties. » communauté écosystème Campbell, p.3 et fig. 7.3, p.138 biosphère La membrane plasmique : échanges cellulaires et transport membranaire  La cellule échange des substances avec le milieu : transport membranaire Transport membranaire : passage d’ions, de molécules ou d’autres substances à travers la membrane plasmique de la cellule. Processus PASSIFS Processus ACTIFS Nécessite consommation d’énergie (ATP) Aucune consommation d’énergie Sens contraire Comment du gradient savoir par de de quel type concentration transport une Dans le sens du gradient de concentration substance(moins donnéeconcentré traversevers plus concentré) la membrane plasmique ? (plus concentré vers moins concentré) transport actif : «pompage» d’une substance (ex. K+, Na+, H+) ❶ Nature chimique de la molécule ou de la 3 types : Nécessite consommation d’énergie (ATP) pour la diffusion simple d’une substance hydrophobe substance des membranes et le déplacement des vésicules déformation (ex. hormones stéroïdiennes, O2, CO2) transport ❷ Sensvésiculaire du déplacement de la molécule ou de la exocytose : vers l’extérieur (ex. hormones protéiques, diffusion facilitée d’une substance hydrophile substance neurotransmetteur, mucine) (ex. glucose, Na+, H+, ATP) endocytose : vers l’intérieur osmose : diffusion facilitée de l’eau (ex. cholestérol, gouttelettes de liquide extracellulaire, bactérie entière) Campbell, concept 7.3, p.144-148  Les transports membranaires passifs Gradient de concentration : différence de concentration d’une substance entre deux compartiments. Diffusion : déplacement d’une substance dans le sens de son gradient de concentration jusqu’à l’atteinte de l’état d’équilibre. Molécules hydrophobes Molécules hydrophiles (polaires) (non polaires) par une protéine transmembranaire de directement à entre les transport phospholipides de la ▪ canal (ions) membrane ▪ perméase ou transporteur (molécules hydrophiles) Diffusion simple Diffusion facilitée ex. O2, CO2, ex. sodium (Na+), testostérone (hormone calcium (Ca2+), stéroïdienne) ions hydrogène (H+), glucose, acides Campbell, fig. 7.16, p.150 aminés, ATP  Les transports membranaires passifs [H2O] ↑ [H2O] ↓ [H2O] = [H2O] Osmose Déplacement de l’eau Par des aquaporines (canaux spécifiques pour les molécules H2O) Marieb, Anatomie et physiologie humaines, fig. 3.7, p.80 Campbell, fig. 7.11, p.145 Transport actif : exemple de la pompe sodium-potassium (Na+/K+) Campbell, fig. 7.15, p.149  La cellule échange des substances avec le milieu : transport membranaire Processus PASSIFS Processus ACTIFS Nécessite consommation d’énergie (ATP) Sens contraire du gradient de concentration (moins concentré vers plus concentré) Aucune consommation d’énergie transport actif : «pompage» d’une substance contre son gradient de Dans le sens du gradient de concentration concentration (ex. K+, Na+, H+) (plus concentré vers moins concentré) cotransport : « pompage » d’une substance contre son gradient à partir de l’énergie libérée par un ion se déplaçant dans le sens de son gradient de concentration 3 types : Nécessite consommation d’énergie (ATP) pour la déformation des diffusion simple d’une substance hydrophobe membranes et le déplacement des vésicules (ex. hormones stéroïdiennes, O2, CO2) transport vésiculaire exocytose : vers l’extérieur (ex. hormones protéiques, neurotransmetteur, diffusion facilitée d’une substance hydrophile mucine) (ex. glucose, Na+, H+, ATP) endocytose : vers l’intérieur osmose : diffusion facilitée de l’eau (ex. cholestérol, gouttelettes de liquide extracellulaire, bactérie entière) Campbell, concept 7.3, p.144-148 Campbell, concepts 7.4 et 7.5, p.149-153  Transport actif vésiculaire : endocytose et exocytose Vésicule : minuscule compartiment cellulaire délimité par une membrane (bicouche de phospholipides, cholestérol et protéines) Endocytose : transport vésiculaire permettant de capter de grosses substances ou des molécules « en vrac » à l’extérieur de la cellule et de les faire entrer dans la cellule par invagination de la membrane plasmique et formation d’une vésicule. – ex. recaptage de neurotransmetteurs, ingestion de cholestérol ou d’une bactérie Exocytose : transport vésiculaire permettant le relâchement (sortie) de grosses substances ou de molécules « en vrac » à l’extérieur de la cellule par la fusion d’une vésicule avec la membrane plasmique. – ex. sécrétion d’hormones, de neurotransmetteurs ou de mucine Mader, Biologie humaine, 2e éd., fig. 3.14, p.72; Voir aussi Campbell, fig. 7.9, p.143 et fig. 7.19, p.153  Transports membranaires en action Campbell, chapitre 7, animations en ligne Pour vous préparer à l’examen théorique 1 (24 ou 25 septembre 2024) 1. Consultez les objectifs d’apprentissage (chapitres 1, 5, 6 et 7). 2. Révisez avec vos notes de cours et les diaporama Powerpoint. Produisez des notes de cours « à valeur ajoutée » : ex. tableaux résumés, schémas de concepts, dessins, etc. 3. Faites (ou refaites) des exercices : cahier coop-théorie : exercices formatifs du bloc 1 exercices sur la cellule et les échanges membranaire (facultatifs) exercices formatifs en ligne sur Moodle 4. N’hésitez pas à prendre rendez-vous et à passer me voir en dispo si vous avez des questions!