PHYSIOLOGIE DU VIVANT 101-DUB-05 NOTES DE COURS - Membrane cellulaire PDF

PHYSIOLOGIE DU VIVANT 101-DUB-05 Glycocalyx NOTES DE COURS Membrane cellulaire eau Modèle de la mosaïque fluide Communication...

PHYSIOLOGIE DU VIVANT 101-DUB-05 Glycocalyx NOTES DE COURS Membrane cellulaire eau Modèle de la mosaïque fluide Communication membranaire Transport membranaire Cégep de Lévis-Lauzon | Membranes 1  2 Membrane Structure et composants de la membrane Q1. Indiquez les structures de la membrane : 1- Double couche de phospolipides Extérieur 2- cholestérol 4- glycolipides non-polaire Chydrophobe - ne 5- protéines 6- glycoprotéines intramembranaires - - polaire polairpla 7- protéine périphérique Chydrophile) se déplace e ear Lequel de ces numéros pourrait latéralement carte - correspondre à un antigène d'identité d’histocompatibilité ? compatibilité des tissus 6 8 (mal place) glycoproteine Modèle de la mosaïque fluide (Fig. 7,3) ↳ capable de mut - La double couche de phospholipides forme la trame de la membrane. + cholestérol (stéroïde) - Ce sont les protéines qui déterminent la plupart de ses fonctions. (Fig. 7,7) ↳ aide flexibilité membrane L transport enzyme ( efficace , une à côté de l'autre as membrane) , récepteur, reconnaissance cellule cellule La membrane se compose principalement de lipides et de protéines, les protéines peuvent cheminement a travers traverser la membrane ou se retrouver d’un seul côté : enzymes - - protéines intramembranaires protéines périphériques d'un> - côté seulement w * La membrane contient aussi des glucides. Ces derniers sont attachés sur : - - Des lipides : glycolipides Des protéines : glycoprotéines 3 carte d'identité des cellules ↳ verification système immunitaire Les glycolipides et glycoprotéines sont présents uniquement sur la couche externe de la membrane, elles forment ce qu’on appelle le glycocalyx (un agencement de sucre unique à chaque personne) voir la page 1. Q2. À partir de la phrase précédente, encerclez les erreurs (2) sur la figure précédente et expliquez :____________________________________________________________ 1) y a des glycolipides et des glycoprotéines à l'intérieur de la cellute Membranes 2  cheminement a travers Fonctions : enzymes L transport enzyme ( efficace une à côté de l'autre as membrane) , récepteur, reconnaissance cellule cellule w , jonction intercellulaire (s'attache pour former destissus) jonction , cellule 3à la matrice ↓ par le Cytosquelette Les protéines membranaires et leurs fonctions : fig. 7.7 Tissus cellule matrice 3 proportion : + différente pour Desmosome Membrane d & chaque tissu cellulaire matrice (Cellule a) OS sang, cartilage ex : , d & minéraux eau - cytosquelette Cadhérines ↓ sort de la membrane Filaments membrane et s'attache à la cellulaire intermédiaires cadhéine de l'autre cellule Membrane Creste attaché au cellulaire cy tosquelette) (Cellule b) Un desmosome est une structure qui regroupe un grand nombre de cadhérines. Q3. À partir de la figure précédente et des fonctions des protéines membranaires (fig. 7,7), indiquez la fonction des cadhérines (protéines membranaires). Adhérance intercellulaire attachement ar cytosquelette Q4. Les cadhérines sont-elles des protéines périphériques ou intramembranaires ? Expliquez. Intramembranaire elle s'attache au cytosquelette et à l'extérieur de la cellule :. Là une autre cadheine) On retrouve aussi du cholestérol (membrane animale seulement), il renforce la membrane et influe sur sa fluidité. Fonctions de la membrane (protéines) 1- Communication 2- Transport a. Barrière physique b. Perméabilité sélective c. Gradient électrochimique (maintient une différence de charges électriques de part et d’autre de la membrane). Membranes 3  4 1- COMMUNICATION De nombreuses structures membranaires dont les glycoprotéines et les glycolipides facilitent la communication cellulaire. La communication peut se faire à l’aide de molécules chimiques solubles 1.1 (ligands) qui circulent dans les fluides ou par contact direct 1.2 entre les cellules. La communication cellulaire comprend 3 étapes : Fig 11.6 1. La réception du signal 2. La transduction du signal 3. La réponse cellulaire 1.1 Communication par ligand Les cellules communiquent généralement à l’aide de ligands (médiateurs) chimiques, ces derniers peuvent cibler des cellules situées à proximité de la cellule qui les produit (ex : paracrine) ou à une grande distance (endocrine). Fig : 11.5 libéré par les plaquettes ↓ l’information ex : hormone, neurotransmetteur ou Le ligand est la molécule qui apporte facteur de croissance. ↳ ligand 1.1.1 Communication locale leur dit de se reproduire a) Communication paracrine Molécule émise par une cellule qui influence les cellules voisines. juste à côté Ex : Facteurs de croissance : substance libérée par certaines cellules pour stimuler la division de d’autres cellules PDGF (facteur Cellule productrice de croissance) b) Communication synaptique Membranes 4  ------ neurone : 5 Ce type de communication implique le passage de ligands appelés neurotransmetteurs, à travers la fente synaptique, un espace entre 2 neurones ou entre un neurone et une autre cellule (ex : musculaire). cellule relache molécule N molécule informe Neurotransmetteurs l'autre cellule (sur le récepteur 1.1.2 Communication endocrine (à grande distance) > sécretion d'hormone - La communication endocrine se fait à partir de cellules spécialisées qui sécrètent des hormones qui circulent dans le sang. permet d'agir e ↳ dif circule as le à grande distance ligand sang : Exemple : Insuline Q5. Indiquez les numéros qui correspondent : Réception du signal : I Transduction du signal : 234 Réponse cellulaire : 5 ~ fixe protéine se à la membrane vésicule membranaire Quel est le ligand? L'insulin * protéine de transport L’insuline (ligand) est produite par certaines cellules du pancréas particulièrement après les repas, elle abaisse la glycémie en favorisant le transport membranaire du glucose dans les Membranes 5  6 cellules et notamment les myocytes (cellules musculaires). Elle favorise aussi la formation de glycogène (polysaccharide) par réaction de synthèse par déshydratation. 1.2 Communication par contact direct La communication peut se faire aussi par contact direct entre les cellules Fig. 11.4 (b) récepteur à récepteur (aucun ligand) d'histo compatibilité (carte d'identité exemple : antigène 1.2.1 Reconnaissance intercellulaire b3 systemeanitaire < 1.2.2 Jonctions cellulaires 1.2.1 Reconnaissance intercellulaire : par recepteur On retrouve beaucoup ce type de communication dans le système immunitaire. Elle fait intervenir des protéines et des Glycoprotéines membranaires. Les glycoprotéines sont très impliquées dans la communication cellulaire. infecté d'un virus * indique aussi que la cellule est Certaines agissent comme carte d’identité cellulaire (antigènes d’histocompatibilités) pour les cellules nucléées (cellules avec un noyau) et groupes sanguins (système ABO pour les globules rouges). Antigènes d’histocompatibilité Capacité des cellules nucléées de se distinguer entre elles. Des exemples de cette capacité sont bien illustrés dans le système immunitaire. Ex. : -Rejet des cellules étrangères (rejet de greffe car les cellules étrangères ont des antigènes d’histocompatibilité différents). -Destruction d’une cellule anormale (potentiellement cancéreuse) car ces antigènes d’histocompatibilités sont anormaux (gènes mutés). -Réponse à une Infections par des virus (les antigènes d’histocompatibilité présentent des fragments de virus). Membranes 6  7 Cellule infectée par un virus cellule prend molécule du virus et ramène à la surface L Présentation de l’intrus par les Destruction antigènes d’histocompatibilité (ici de la HLA-1) cellule infectée. Cellule du système immunitaire 1.2.2 Jonctions cellulaires ~ Ces jonctions ouvertes (gap jonction) forment des disques constitués d’une multitude de petits canaux transmembranaires qui font communiquer les cytoplasmes des cellules voisines. forment proteines - des canaux d molécules peuvent se déplacer directement entre les cellules Ces jonctions réunissent les cellules de la plupart des tissus Q6. Selon vous, qu’est-ce qui détermine les substances qui peuvent passer et celle qui ne peuvent pas passer d’une cellule à l’autre par les jonctions cellulaires ? __________________________________________________ La taille de la particule Membranes 7  8 Les jonctions que l’on retrouve chez l’embryon ont un rôle majeur dans la circulation des nutriments avant la formation du système circulatoire. Résumé sur la communication cellulaire communication endocrine Là distance) Paracrine Par un ligand ex : DDGf (facteur croissant) Communication cellulaire communication locale synaptique ex : neurotransmetteur reconnaissance intercellule Par contact direct jonction cellulaire Résumé communication : https://www.youtube.com/watch?v=-dbRterutHY Membranes 8  9 traverse double couche ? 2- TRANSPORT molécule hydrophobes : très bien petites molécules polaires (H20) très per : (taille) molécules polaires neutres non Membrane artificielle : grosses : lons et molécules chargées non : On peut former une couche simple de phosphoglycérolipides à la surface de l’eau. Les têtes hydrophiles des phosphoglycérolipides demeurent dans l’eau, tandis que leurs queues hydrophobes en émergent. Illustrez Air Il I Il Il Il H 2O Une double couche de phosphoglycérolipides forme une limite stable entre deux compartiments aqueux. Les parties hydrophiles des molécules restent en contact avec l’eau, tandis que leurs parties hydrophobes en sont protégées. H2O Q7. Indiquez la lettre qui représente sur la figure la région non polaire (hydrophobe) de la membrane : _________ A H 2O Le déplacement des molécules au travers de cette double couche artificielle de phospholipides va dépendre de la taille et la polarité des molécules : Perméabilité de la double couche lipidique - Les molécules hydrophobes (ex. : oxygène, CO2) se dissolvent dans la membrane et la traversent aisément. - Les petites molécules polaires, mais neutres, traversent la membrane ; ex. : H2O. - Elle ne laisse pas passer les grosses molécules polaires neutres ; ex. : glucose et autres monosaccharides. - Relativement imperméable à tous les ions. Membranes 9  10 - molécules hydrophobes → passent bien Ex : stéroïdes - petites molécules polaires neutres → passent peu ex. : H2O - grosses molécules polaires neutres → ne passent pas. Ex :___________________ glucose - ions et molécules chargés → passent pas. Ex :___________________ acides aminés Q8. Donnez un exemple de stéroïdes qui peuvent passer au travers de la double couche de phospholipides : ___________________________________ cholestérol * Contrairement aux doubles couches lipidiques artificielles, la membrane plasmique renferme des protéines qui influencent la perméabilité. Vraie membrane sélective e perméabilité La vraie membrane contient un grand nombre de protéines qui permettent le transport de différentes molécules qui ne passent pas au travers de la double couche de phospholipides. - Certaines protéines comportent un canal. (Canaux protéiques) - D’autres se lient à leurs passagers et les portent physiquement de l’autre côté. (Transporteurs) Q9. On dit que la membrane est asymétrique quand on compare la couche externe et la couche interne qu’est-ce que cela signifie ? Fig.7.3 La couche externe possède des et des glycolipides e interne glycoproteines mais. , L'interne contient des protéines périphériques Membranes 10  11 peut selon la molécule & changer Perméabilité sélective (caractéristique de la membrane) La cellule a la capacité d’admettre de nombreuses variétés de petites molécules et de refuser son accès à d’autres grâce à la perméabilité sélective de sa membrane. La perméabilité pour une molécule ou un ion peut même changer dans le temps. Donnez 2 exemples : ______________________________ glucose ________________________________ (en présence d'insulin) p 5. Transport passif___________________________________________________________________________ ajout ↳ permet protéine à membrane Transport ne nécessitant aucune énergie de la cellule. Les molécules suivent le gradient de concentration. Diffusion__________________________________________________ du plus concentré au moins concentré Gradient de concentration : différence de concentration d’une substance dans 2 milieux différents. I transport passif Indiquez sur cette figure le sens de la diffusion de ces particules. Diffusion simple : Tendance qu’ont les substances à se déplacer d’une zone où elles sont I très concentrées → peu concentrées. traverse directement la membrane Chaque substance diffuse suivant son propre gradient de concentration, sans égard aux différences de concentration des autres substances. diffusion INDEPENDANTE Gradient de concentration plus élevé entraine une vitesse de diffusion plus grande. C+ grande différence de concentration) Membranes 11  12 La diffusion peut aussi se faire à travers une membrane si cette dernière est perméable aux molécules. Q10. Indiquez le sens de la diffusion des particules blanches à l’aide d’une flèche. l Diffusion facilitée : Les ions et beaucoup de molécules polaires diffusent à travers la membrane ⑫ besoin d'une proteine à l’aide de protéines de transport. Dour traverser Q11. Pourquoi ces particules doivent-elles passer par des protéines ? :_________________________ leur polarité ↓ les la protéine est polaire comme Les protéines de transport sont généralement très sélectives. ions qui verlent traverser Il existe 2 types de protéines de transport passif : Fig, 7.14 1. Les canaux protéiques 2. Les perméases laisse > - passer molécule très spécifique ( grosse + que canaux ( Les canaux protéiques sont des tunnels, de véritables couloirs hydrophiles, qui permettent aux molécules d’eau ou aux petits ions spécifiques de traverser rapidement la membrane. Ces canaux sont sélectifs, qu’est-ce que cela signifie ? _______________________ Seulement certaines ____________________________________________________________________________ molicules peuvent passer (les grosse passent e) + Un grand nombre de canaux protéiques ioniques s’ouvrent ou se ferment en réponse à : 1. Un signal électrique (changement dans le potentiel de membrane) voltage dépendant 2. Un signal mécanique (ex : récepteurs sensoriels) Caxone) 3. Un signal chimique (ligand). Membranes 12  13 Q12. Quel type de signal fait ouvrir le canal sur cette figure ? :______________________ signal chimique (neurotransmetteur ligand) = Que se produit-il à la suite de l’ouverture du canal ? : Diffusion des ions de sodium à travers un canal protéique grâce au gradient de concentration (diffusion facilitée Potentiel de membrane + Q13. Quel type de signal fait ouvrir le canal sur cette figure ? _________________ signal électrique canalvoltagee eant (changement de potentiel - À partir de quel voltage ce canal s’ouvre- t-il ? :__________________________ - 55mV (sevil d'excitation) + + Par quel type de transport les ions Na+ - passent de l’autre côté de la membrane ? +30mV _______________________ diffusion facilitée - Est-il impliqué dans la dépolarisation ou la + + repolarisation ? À partir de quel voltage ce canal se ferme-t-il ? :_______________________ 30 m/ + + + Ajoutez les charges (+ ou -) de chaque côté des membranes sur la figure. - - Q14. La dépolarisation signifie inversion de la polarité. Expliquez : ______________________________________________________________________________ Membranes 13  au gradient [] & ·.... - 14 g C - to +, chargés S d + + ++ [ I + ** gradient to +i [] gradient + + + + + + + * + + + + potentiel membrane + + + + + + ------ - + + + + + + -------- diff de. potentiel diff de. potentiel to 71 Les perméases vont changer de conformation ce qui fera en sorte que le site de liaison de la molécule transportée se retrouvera de l’autre côté de la membrane. Les perméases sont aussi spécifiques aux molécules qu’elles transportent. Elles transportent des molécules de plus grandes tailles que les canaux. Vitesse de diffusion à travers la membrane plasmique Fig. 7,10 et 7,14 diffusion facilité Dynamique de la diffusion simple et de la diffusion facilitée. , 2 - gradient directeme et proportionel canaux perméase création d'une limite à cause des portes, - moins d'accès > - encore + ralenti , car perméase doit pivoter Faire la distinction entre : - Diffusion simple ________________________________________________________ - Diffusion facilitée ( ) _________________________________________________ - Diffusion facilitée ( ) _________________________________________________ Q15. Point en commun, La vitesse avec laquelle une molécule va traverser une membrane (vitesse de diffusion) sera directement proportionnelle avec : ________________________________________________________________________________ le gradient de concentration (différence de concentration entre intérieur et extérieur de la cellule Membranes 14  molécule non-neutre au gradient [] & ·.... - g C + - to 15 +, + + + + + + T chargés + + + + + + diff de - - - potentiel - - - - + + + + + + - - - - - - - - de potentiel S. diff ↓. + Potentiel de membrane & to + ( gradient + _ + + [] gradient + + + + * +i potentiel Différence de potentiel électrique toexistant de part et d’autre de la membrane. membrane - + Varie entre -50 et -200 mV selon le type de cellule 2 forces influencent le transport passif des ions à travers la membrane : 1- le gradient de concentration des ions. 2- l’effet du potentiel de membrane sur eux. Cette combinaison de forces influant sur les ions est appelée gradient électrochimique Effet du potentiel de membrane sur le transport des ions. Q16. Quels sont les 2 ions impliqués dans l’influx nerveux ? + Na et k + Où les retrouve-t-on principalement lorsque le neurone est au repos ? Nat : à l'ext K : à l'int. On parle de gradient électrochimique lorsque l’on parle d’ions ou de molécules chargées. Membranes 15  Heur - · wie = · · % Io r z - r · h h us ~ : - A % i · ↑↑ T : & ·... B... · 6 : >.. · · - g ↳ · - - 8 8 · -. M - Mi I O 2 -b - ~ h e · E : P · · · :i S Fo - · D E - - E Es - - Ni T e · e ·  membrane semi perméable ↓ eau se déblace salut où il a le + de H20 y 16 solluté U Osmose____________________________________________________ La diffusion de l’eau à travers les membranes semi-perméables. (Phénomène passif) Molécules d’eau Solutés Aquaporine ↳ canaux à eau Une membrane semi-perméable est perméable aux molécules d’eau et imperméable à certains solutés. Les molécules d’eau vont se déplacer selon leur gradient donc de l’endroit où elles sont plus concentrées vers l’endroit où elles le sont moins. (Elles se déplacent vers l’endroit où il y a plus de solutés.) Les molécules d’eau peuvent traverser la membrane de 2 façons : 1- En traversant directement la double couche de phospholipides (quantité limitée) 2- En passant par des canaux protéiques (aquaporine) Q17. Les œufs d’amphibiens n’ont pas de coquille rigide. Mais sont protégés par une membrane gélatineuse. Un œuf d’amphibien est placé dans de l’eau douce, il ne gonfle pas. Pourquoi gonflerait-il ? _______________________________________________________ Il y a plus de soluté dans l'œuf et l'eau suit le soluté Que peut-on dire de la membrane de l’œuf d’amphibien ? _______________________ imperméable Si on injecte de l’ARNm d’aquaporine dans l’œuf, il gonfle. Expliquez _____________________________________________________________________________________ Les aquaporines vont permettrent à l'eau de rentrer Pression osmotique : pression exercée par l’eau pour traverser une membrane lorsqu’il y a une différence de concentration des solutions séparées par cette membrane. ***Plus la différence de concentration est grande plus la pression osmotique sera élevée. *** Membranes 16  17 Ds - Tonicité est la capacité d’une solution de permettre à l’eau d’entrer dans une cellule ou d’en sortir. Définir les termes : solution hypertoniques, hypotonique, isotonique, crénelée, plasmolysée, turgescente. Q18. Décrire et illustrer ce qui se produit lorsqu’une cellule animale est dans une solution hypotonique : Figure 7,11 et 7,12 d'eau scellule éclate E solution hypotonique : se remplie régre hypertonique l'eau sort trop cellule crénelée : > - solution parfait pour la cellule allule normal milieu isotonique - solution : - Chez les plantes Les stomates sont de petites portes qui permettent les échanges de gaz entre la feuille et son environnement. Voici un schéma qui démontre que ces petites portes peuvent s’ouvrir ou se fermer selon les besoins de la plante. ont paroie cellulaire solide (végétaux une ↓ ont e de rein Le processus d’ouverture et de fermeture fait intervenir un phénomène d’osmose. Membranes 17  18 Q19. Expliquez à l’aide de cette figure comment l’osmose intervient dans l’ouverture et la fermeture des stomates. L'eau suit le soluté (k + et (1) et entraine la cellule à se créneler Transport actif_________________________________________________ ↳ de E concentré à e concentré Transport actif primaire : Pousser une substance à travers une membrane à l’encontre de la force résultante du gradient de concentration. Ce type de transport nécessite de l’énergie. Fig.7,15 et 7,16 ↓ Exemple à sodium/ potassium pompe Q20. Le transport actif qui se ↑ fait à l’aide de pompes pousse les protons/electrons contribue à former et à à l'inverse du sens maintenir le potentiel de qu'il désire membrane. (vers le e concentré Comparer le nombre d’ions potassium et sodium transportés : Décrire l’évolution de la quantité d’ions de chaque coté de la membrane : Le niveau de sodium (Na) augmente à l'extérieur et le niveau de K augmente à l'intérieur À partir de cet exemple, l’eau aura tendance à se déplacer dans quelle direction ? Indiquez à l’aide d’une flèche rouge. Expliquez : L'eau a tendance à vouloir sortir par osmose (3 Na pour 2K) , il y a plus dions à l'extérieur Membranes 18  19 En quoi cette protéine contribue-t-elle à maintenir la différence de potentiel entre l’intérieur et l’extérieur de la cellule : Elle transporte plus d'ions positifs à l'extérieur , l'intérieur conserve donc sa négativité _____________________________________________________________________________________________ Décrire Le transport actif primaire (direct) :____________________________________________________________ Cotransport (Transport actif secondaire) Transport actif secondaire : Déplacement d’une substance contre son gradient de concentration alimenté en énergie par le déplacement d’une 2ème substance selon son gradient de concentration. *** Le gradient de concentration est une énergie potentielle. *** Fig.7,18 Illustrez ces 2 types de transport à l’aide d’un schéma et indiquez les gradients de concentrations des 2 types de molécules. Q21. L’ATP ne participe pas directement au fonctionnement d’un cotransporteur, alors pourquoi le cotransport est-il considéré comme un transport actif ? ____________________________________________________________________________________________ Le transport est alimenté en énergie tout de mêmee la substance va gagner E potentiel _____________________________________________________________________________________________ Membranes 19  20 Exemples de cotransport Une perméase (cotransporteur) couple la diffusion « descendante » d’une substance au transport « ascendant » d’une autre substance qui se déplace contre la force de son gradient. -tansport Sur le schéma, Indiquez la protéine qui effectue du Transport actif primaire (direct): Transport actif secondaire (indirect): -secondaire Q22. À partir du cotransporteur, quelle substance se déplace contre son gradient ? __________________ saccharose (vert) Nat entraine le glucose avec lui pour entrer (cotransport) => diffusion facilité (perméase) · Questions pompa sodium/potassium incite Nat à entrer Quel est la molécule que l’on veut transporter dans le sang ? ____________________________ glucose Quel est le « moteur » de ce transport ? _________________________________________________ cotransporteur puis permease Pour quelle raison l’eau se déplace-t-elle vers le sang ? __________________________________ l'eau suit les solutés (Nat et glucose) Encerclez l’endroit où le glucose est transporté de façon active. Indiquez par une flèche l’endroit où le glucose est transporté de façon passive. Résumé : https://www.youtube.com/watch?v=7NY6XdPBhxo Membranes 20  21 Résumé Exocytose et endocytose________________________________________________ Q23. Ces types de transport sont-ils actifs ou passifs ? ________________ actif Fig. 7,19 Décrire les 3 types d’endocytose : 1-___________________________________________________________________________ phagocytose (étire membrane et vient englober grosse particule) ex globule blanc : 2-___________________________________________________________________________ pinocytose (membrane s'invagine et molécules entrent alléatoirement) capillaire sanguin ex : 3-___________________________________________________________________________ endocytose par récepteur interposé (récepteur ds formation vésicule 4-exocytose (inverse endocytose) exilibération neurotransmetteur as neurone Q24. Lorsqu’une cellule grossit, sa membrane plasmique croît également. Ce processus relève-t- il de l’endocytose ou de l’exocytose ? Expliquez. __________________________________________________________________________________ exocytose Q25. Les cellules phagocytaires sont très nombreuses dans les alvéoles pulmonaires (poumons), particulièrement chez les fumeurs. Pourquoi ? ____________________________________________ absorber bactéries Membranes 21  ex : transfert d'anticores dans le lait de maman qui allaite d 22 le + vite possible avant de les séparer en acide aminé ↳ récepteur interposé endocytose par Indiquez le type d’endocytose représenté en A et en B molécules entrent lors formation vésicule A Indiquez par une - Pseudopode flèche où sont les pseudopodes B A : _________________________________ B : _________________________________ Donnez un exemple d’exocytose :____________________________________________________ Membranes 22 · -  23 Neurone Il y a un espace entre les neurones qu’on appelle fente synaptique, à cet endroit le signal électrique devient chimique (neuotransmetteurs). Ces neurotransmetteurs sont sécrétés dans l’espace et vont provoquer un influx nerveux dans le neurone suivant en provoquant l’ouverture de canaux Na+ Synapse est la jonction entre 2 cellules nerveuses, elle est représentée ici. Neurone présynaptique sortie par exocytose Na+ Na+ Na+ Na+ Neurone post-synaptique Na+ K+ K+ K+ K+ K+ Canal ionique ligand-dépendant Neurotransmetteur Identifiez Le type de communication. Membranes 23  24 Identifiez 2 types de transports vus en classe sur ce schéma. Inscrivez le nom au bon endroit sur le schéma. Exercice de révision sur les transports : Axone du neurone et influx nerveux ** des canaux spécifiques à chaque ion se retrouvent tout au long du neurone Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ K+ Na+ K+ K+ K+ Na+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ Axone Na+ Ajoutez les différentes protéines impliquées dans le transport des ions lors des influx nerveux. Indiquez par des flèches le déplacement des ions lors de l’influx nerveux. Indiquez les protéines qui interviennent dans le transport passif et le transport actif. Associez la dépolarisation avec le type de canal qui en est responsable : Associez la repolarisation avec le type de canal qui en est responsable : La lidocaïne est utilisée comme analgésique local. (Elle bloque les canaux sodiques (Na+). Expliquez l’effet de cette molécule sur un influx nerveux. Expliquez l’effet indésirable dans le cas de passage intravasculaire accidentel (toxicité neurologique). Membranes 24  25 - ___________________ - Les molécules se déplacent…_____ _________________________________ Transport passif caractéristiques _________________________________ Types Diffusion simple Description 2 types description Description Caractéristique des molécules impliquées mécanismes - - aquaporines Membranes 25  26 - ___________________ - Les molécules se déplacent…_____ _________________________________ Transport actif caractéristiques _________________________________ Types Protéines exocytose 2 types Description 3 types description Primaire (pompes) : Description Cotransport (secondaire) : Membranes 26  27 SIDA : FERMER LA PORTE AU VIRUS Une nouvelle voie s’ouvre dans la lutte contre le VIH, le virus du sida. En agissant sur les divers récepteurs cellulaires qui favorisent la pénétration du VIH dans les cellules immunitaires. Les défenses de l’organisme auraient alors une supériorité sur le VIH. L’équipe de Graham Simmons (Londres) s’est intéressée à un récepteur du VIH, le CCR5. Ces chercheurs sont parvenus à le neutraliser à l’aide d’une molécule baptisée RANTES. Celle-ci vient occuper le site actif du récepteur, ce qui interdit au virus de pénétrer dans la cellule. La molécule RANTES provoquant des inflammations, on l’a modifiée pour qu’elle soit moins toxique. Ces expériences n’ont pour l’instant eu lieu qu’in vitro. Q26. Quel type de transport membranaire le VIH utilises-t-il pour pénétrer les cellules immunitaires? ____________________________________________________ Illustrez par un dessin le principe du traitement de l’équipe de Graham Résumé du transport membranaire : https://www.youtube.com/watch?v=Ptmlvtei8hw Objectifs Membrane 1. Connaître les composants de la membrane. 2. Décrire la structure de la membrane ainsi que la polarité de ses constituants. 3. Décrire le modèle de la mosaïque fluide. Membranes 27  28 4. Connaître la perméabilité de la double couche de phospholipides face aux différentes molécules. 5. Comprendre le concept de perméabilité sélective de la membrane. communication, reconnaissance , récepteur cellulaire jonction 6. Décrire les fonctions des protéines membranaires. -transport , , , enzyme? autres à savoir ? 7. Expliquer le rôle de la membrane dans la communication. 8. Expliquer les différents types de communication. 9. Expliquer l’implication des protéines membranaires dans la communication. 10. Décrire le transport passif et ses caractéristiques. 11. Décrire les différents types de transport passif. 12. Comparer la vitesse de passage des molécules dans différents types de transport passif. 13. Décrire les principes de gradients (chimique et électrochimique). 14. Décrire le transport actif et ses caractéristiques. 15. Décrire un cas particulier de transport actif, la pompe à sodium/potassium. 16. Expliquer le cotransport (transport actif secondaire). 17. Décrire les différents types d’endocytose. 18. Expliquer l’exocytose. Q27. Quel type de transport est représenté sur cette figure ? _______________________ Réponses aux questions Q1 :1. phospholipide 2. Cholestérol 4. Glycolipide 5. Protéine intramembranaire 6. Glycoprotéine 7. Protéine périphérique (6) Q2 : les glycoprotéines et glycolipides doivent se retrouver seulement sur la couche extérieure de la membrane. Q3 : Adhérence intercellulaire et fixation au cytosquelette. Q4 : intramembranaire car d’un côté elle se fixe sur une autre cadhérine et du côté interne elle fixe le cytosquelette. Membranes 28  29 Q5 : réception du signal (1) Transduction du signal (2,3,4) réponse cellulaire (5) l’insuline est le ligand. Q6 : la taille de la particule Q7 : A représente les queues des phospholipides qui sont hydrophobes. Q8 : cholestérol ou hormones stéroïdes (testostérones, œstrogènes, aldostérone) Q9 : On n’y retrouve pas les mêmes structures ex : les glycoprotéines et les glycolipides se retrouvent seulement à la surface externe. Q10 : vers le côté gauche, du côté le + concentré vers le côté – concentré. Q11 : Car ces molécules sont de taille moyenne et sont polaires donc elles ne peuvent pas traverser la double couche de phospholipides non polaire. Q12 : c’est un neurotransmetteur (signal chimique) qui fait ouvrir le canal. Suite à l’ouverture du canal protéique, les ions Na+ vont suivre leur gradient de concentration et diffuser (diffusion facilitée) vers l’intérieur de la cellule. Q13 : Le changement de potentiel de membrane (l’atteinte du -55mV) donc un signal électrique. Une fois ouverts les canaux protéiques vont laisser passer le Na + par diffusion facilitée vers l’intérieur où leur concentration est inférieure. Ce déplacement de Na + est impliqué dans la dépolarisation. Le canal sodium va se fermer à une différence de potentiel de +30 mV. Q14 : Lors de l’ouverture des canaux sodium voltage dépendant, l’entrée du Na + va faire passer le voltage de l’intérieur de la membrane de -55 à +30 mV. Q15 : Le gradient de concentration c’est-à-dire la différence de concentration de part et d’autre de la membrane. Q16 : Le Na+ se retrouve en plus grande concentration à l’extérieur de la cellule et le K + à l’intérieur de la cellule lorsque le neurone est au repos. Q17 : Car les œufs d’amphibiens se retrouvent dans l’eau d’un lac donc de l’eau douce (une solution hypotonique). L’œuf ne gonfle pas donc la membrane de ce dernier est donc peu perméable à l’eau. En injectant l’ARNm de l’aquaporine, il y a production de cette protéine membranaire qui va faire passer l’eau par osmose et les œufs vont donc gonfler (la membrane est devenue perméable). Q18 : Une cellule animale dans une solution hypotonique va avoir tendance à absorber l’eau par osmose. Q19 : Pour ouvrir les stomates, les cellules de garde font entrer les ions et l’eau par osmose ce qui entraine la turgescence des cellules. Pour fermer les stomates, les cellules de garde font sortir les ion et l’eau (par osmose) ce qui entraîne la plasmolyse des cellules. Q20 : 3 ions sodium sont transportés et 2 ions potassium sont transportés dans le sens inverse. La concentration d’ion sodium va donc augmenter d’un côté et la concentration d’ions potassium de l’autre côté. Sur cette figure, l’eau va se diriger vers le haut donc du même côté que le déplacement de sodium puisque l’eau va là où il y plus de soluté mais il faut comprendre qu’en réalité, il y a d’autres transporteurs dans une membrane et que l’eau ne se déplace pas vraiment dans un sens. Cette protéine contribue à former et maintenir le potentiel de membrane car elle transporte 3 charges positives dans un sens et 2 charges positives dans le sens contraire. Elle rend donc un côté de la membrane plus positif. Q21 : Car il utilise un gradient de molécules (énergie potentielle) comme source d’énergie. Q22 : le saccharose Q23 : l’endocytose et l’exocytose sont des transports actifs Q24 : Lors de l’exocytose les vésicules se fusionnent à la membrane plasmique et contribuent à la faire croitre. Membranes 29  30 Q25 : Car malgré l’appareil muco-ciliaire, il y a un certain nombre de particules contenues dans l’air qui parviennent aux poumons. Ces dernières sont normalement phagocytées par les cellules phagocytaires. Chez les fumeurs il y aura plus de particules qui vont se rendre aux poumons donc on retrouvera plus de cellules phagocytaires. Q26 : Endocytose par récepteurs interposés Q27 : Cotransport (transport actif secondaire) Membranes 30