Cours 2 Flashcards
(79 cards)
1
Q
Définition Abiogenèse
A
Processus par lequel la vie est apparue à partir de matière inorganique ou non vivante.
C’est la transition de la chimie non vivante à une biologie simple
2
Q
Lien entre chimie prébiotique et polymérisation
A
Avant l’apparition de la vie, la Terre primitive présentait un mélange complexe de composés chimiques, souvent décrit comme une “soupe primordiale”
Les conditions prébiotiques ont favorisé
l’assemblage de petites molécules organiques en polymères plus grands comme les protéines et les
acides nucléiques
3
Q
Définitions: Protocellules, ARN monde et évolution vers la vie
A
Protocellules :
* Avant l’apparition de véritables cellules, des structures appelées protocellules auraient pu se former. Ces entités, comme les liposomes, possèdent des membranes mais ne sont pas encore “vivantes” au sens
classique.
ARN monde :
* L’hypothèse de l’ARN monde suggère que l’ARN, qui peut stocker de l’information génétique et catalyser des réactions chimiques, aurait pu être la première molécule à réaliser ces fonctions, avant l’apparition de l’ADN et
des protéines.
Évolution vers la vie :
* Sous l’effet de la sélection naturelle, les protocellules capables de se reproduire et d’utiliser efficacement les
ressources auraient été avantagées, menant à l’émergence des premières formes de vie.
4
Q
Caractéristiques du vivant (1 à 4)
A
- Organisation complexe:
* Structures hiérarchisées de molécules aux écosystèmes. - Réponse aux stimuli:
* Capacité à réagir à des changements environnementaux. Cette
capacité est cruciale pour la survie et est médiée par des
systèmes sensoriels complexes.
* Exemples:
* les plantes peuvent se tourner vers la lumière (phototropisme).
* les animaux peuvent fuir en présence de prédateurs. - Homéostasie:
* Régulation dynamique de l’équilibre interne généralement via des
boucles de rétroaction négative.
* Exemples:
* la régulation de la température corporelle chez les mammifères
* l’équilibre acido-basique dans le sang - Métabolisme:
* Transformations biochimiques pour produire ou utiliser de l’énergie.
* Exemples :
* Photosynthèse Énergie lumineuse convertie en énergie chimique
(Glucose)
* Respiration cellulaire Conversion de molécule organique (Glucose) en
énergie chimique (ATP).
* Lithotrophie Conversion de molécule inorganique (Ex: Fer) en énergie
chimique (ATP)
5
Q
Caractéristiques du vivant (5 à 8)
A
- Croissance et développement:
* Augmentation de la taille (ou nombre de cellules) et maturation
fonctionnelle (différentiation cellulaire ou acquisition de fonctions
spécialisées). - Reproduction:
* Capacité à donner naissance à une nouvelle génération.
* Peut-être sexué ou asexué - Hérédité:
* Transmission de l’information génétique. - Évolution:
* Adaptation et changement génétique au fil des générations.
* Guidée par la sélection naturelle, où les individus les mieux
adaptés à leur environnement ont une meilleure chance de
survivre et de se reproduire (Fitness ou aptitude biologique).
6
Q
Théorie cellulaire, point 1 à 3
A
- Tous les organismes vivants sont composés de cellules :
* Chaque organisme, qu’il soit unicellulaire (comme les bactéries ou certains
protozoaires) ou multicellulaire (comme les plantes et les animaux), est constitué de
cellules. - La cellule est l’unité structurelle et fonctionnelle de base de la vie :
* Chaque cellule est capable d’effectuer toutes les fonctions nécessaires à la vie. Dans
les organismes multicellulaires, bien que les cellules puissent se spécialiser pour
accomplir des fonctions spécifiques, elles conservent généralement toutes les
composantes nécessaires pour être autonomes en termes de fonctions vitales. - Toutes les cellules proviennent de cellules préexistantes :
* Les cellules ne naissent pas spontanément, mais sont issues de la division d’une autre
cellule.
7
Q
Théorie cellulaire, point 4 et 5
A
- L’information héréditaire est conservée et transmise à travers les cellules :
* Le matériel génétique qui contient les instructions pour le fonctionnement de
l’organisme (ADN) retrouve dans le noyau de chaque cellule. Lorsque les cellules se
reproduisent, elles transmettent cet ADN à leurs cellules filles. - Toutes les cellules ont une composition chimique fondamentalement
similaire :
* Bien que les cellules puissent varier considérablement en termes de taille, de
forme et de fonction, elles partagent de nombreuses caractéristiques
moléculaires et biochimiques similaires.
* CHONPS
* Biomolécules
* Acides nucléiques
* Glucides
* Lipides
* Protéines
8
Q
Les 3 branches de l’arbre phylogénique de la vie sont :
A
- Les bactéries
- Les archées
- Les eucaryotes
9
Q
Bactéries: Caractéristiques générales et importance
A
Caractéristiques générales :
* Organismes procaryotes : Absence de noyau défini et d’organites membraneux.
* Forte diversité morphologique, métabolique et écologique.
Importance :
* Agents causaux de nombreuses maladies, mais aussi essentielles pour de nombreux processus
physiologiques (Micro-biome).
Exemple :
* Protection contre les pathogènes (compétition par exclusion).
* Aide à la digestion de certaines molécules.
* Production de vitamines essentielles (vitamine K et certaines vitamines B)
10
Q
Archées : Caractéristiques générales
A
Caractéristiques:
- Comme les bactéries, ce sont des procaryotes.
- Différences biochimiques et génétiques significatives par
rapport aux bactéries, notamment dans la composition des
membranes et la machinerie de transcription et de traduction. - Souvent associées à des environnements extrêmes, comme
les sources hydrothermales, les milieux salins ou les milieux
anaérobies
11
Q
Archées :Importance
A
Importance :
* Modèles pour comprendre les adaptations à des conditions extrêmes.
* Offrent des indices sur les formes de vie qui pourraient exister dans des environnements extraterrestres.
* Jouent un rôle dans le cycle global du méthane.
12
Q
Caractéristiques des eucaryotes (par rapport aux organites et aux adaptations cytoplasmiques)
A
Organites:
* Organites à double membrane: Mitochondries et chloroplastes
* Réticulum endoplasmique
* Appareil de Golgi
* Vésicules (Lysosomes, peroxysomes et endosomes)
Permet la compartimentation de la cellule.
Adaptation cytoplasmique :
* Cytosquelette: Les eucaryotes possèdent un cytosquelette complexe composé de microfilaments, microtubules et filaments
intermédiaires.
Permet l’endocytose et l’exocytose.
* Taille des ribosomes: Les ribosomes des eucaryotes (80S) sont
généralement plus gros que ceux des procaryotes (70S).
Permet de produire des protéines plus complexes
13
Q
Complexité génomique des eucaryotes (3 aspects)
A
- Noyau délimité: Les cellules eucaryotes possèdent un noyau bien délimité par une double membrane nucléaire où
se trouve l’ADN. - Histones: L’ADN des eucaryotes est associé à des protéines appelées histones, formant la chromatine qui permet de compacter et gérer une grande quantité d’ADN.
- Reproduction sexuée: Les eucaryotes peuvent se reproduire par des mécanismes sexués impliquant la méiose et la fécondation.
Permet le transfert de l’information génétique
14
Q
Qu’est-ce que la théorie de l’endosymbiose?
A
La théorie de l’endosymbiose propose que les mitochondries et les chloroplastes des cellules eucaryotes sont le résultat d’une symbiose entre deux organismes procaryotes distincts
15
Q
Étapes (4) hypothétiques de l’endosymbiose
A
- Un grand procaryote ancestral engloutit un procaryote plus petit, capable soit de réaliser la respiration oxydative (futur précurseur de la mitochondrie) soit de réaliser la photosynthèse (futur précurseur du chloroplaste).
- Formation d’une relation symbiotique avec l’hôte, offrant une capacité métabolique avantageuse en échange d’un environnement stable et d’un approvisionnement constant en
nutriments. - Avec le temps, cette relation est devenue si étroitement intégrée que le procaryote englouti a perdu une partie de son indépendance génomique, transférant de nombreux gènes
essentiels au noyau de la cellule hôte. - Cette intégration a finalement donné naissance à des
organites intracellulaires permanents : les mitochondries et
les chloroplastes
16
Q
5 preuves qui soutiennent la théorie de l’endosymbiose
A
- ADN propre : Les mitochondries et les chloroplastes ont leur propre ADN, similaire à l’ADN circulaire des bactéries.
- Double membrane : Ces organites sont entourés d’une double membrane.
- Taille et forme : Les ribosomes des mitochondries ressemblent davantage aux ribosomes bactériens qu’aux ribosomes
eucaryotes. - Reproduction indépendante : Les mitochondries et les chloroplastes se reproduisent indépendamment du cycle cellulaire de la cellule hôte.
- Analyses phylogénétiques : Les séquences d’ARN et d’ADN de
ces organites montrent des similitudes étroites avec certaines
bactéries
17
Q
Qu’est-ce que ca signifie si la théorie de l’endosymbiose est vraie?
A
que les cellules eucaryotes, et donc tout le règne des eucaryotes, ont évolué
grâce à une série d’incorporations et d’interactions symbiotiques entre différents organismes procaryotes.
18
Q
4 principaux groupes d’eucaryote et leurs caractéristiques
A
- Protistes :
* Groupe extrêmement diversifié. Par exemple, les algues vertes
ont des chloroplastes, tandis que les amibes sont dépourvues
de paroi cellulaire standard. - Cellules fongiques :
* Elles ont également une paroi cellulaire, mais elle est souvent composée de chitine. Elles peuvent être unicellulaires (comme
les levures) ou multicellulaires (comme les champignons). - Cellules végétales :
* Elles possèdent une paroi cellulaire rigide faite de cellulose, des chloroplastes pour la photosynthèse, et une vacuole centrale
dominante. - Cellules animales :
* Ces cellules sont dépourvues de paroi cellulaire et de chloroplastes. Elles contiennent des lysosomes et des
centrosomes
19
Q
3 facteurs de diversité cellulaire chez l’eucaryote animal
A
- Spécialisation cellulaire dans les organismes multicellulaires :
* Spécialisation pour effectuer des fonctions précises, menant à la formation
de tissus, d’organes et de systèmes.
* Exemples : neurones (transmission de signaux électriques), myocytes
(contraction musculaire), cellules épithéliales (revêtement et barrière) … - Adaptations cellulaires :
* Adaptations spécifiques à leur fonction.
* Exemple : microvillosités sur les cellules absorbantes dans l’intestin pour
augmenter la surface d’absorption. - Communication et interaction cellulaire :
* La diversité cellulaire n’est pas seulement une question d’individualité,
mais aussi d’interaction. Les cellules dans un organisme multicellulaire
doivent communiquer entre elles, souvent à travers des molécules de
signalisation, pour coordonner leurs actions
20
Q
Définition: Membranes cellulaires
A
Barrières physiques fluides qui permet
la régulation sélective des échanges entre les compartiments intracellulaires, ainsi qu’entre l’environnement extracellulaire et la cellule.
21
Q
Membranes cellulaires: Composition
A
Lipides membranaires, Protéines membranaires et Glycocalyx
Sont organisés en une bicouche lipidique flexible, dans laquelle sont insérées des protéines variées, évoquant une mosaïque en mouvement constant (Modèle de la mosaïque fluide).
Les proportions des différents constituants vari selon le type membranaire
22
Q
La membrane cellulaire est une bicouche lipidique de …. et de ….
A
phospholipides et de spingolipides
23
Q
Bicouche lipidique: Caractéristiques des têtes hydrophiles
A
-Les têtes hydrophiles se retrouvent vers l’extérieur et l’intérieur de la cellule.
-Composition asymétrique :
*Feuillet externe : Phosphotidylcholine (PC) et Sphingomyeline
*Feuillet interne (cytosolique) : Phosphatidylserine (PS) et Phosphatidylethanolamine (PE)
-Charge négative (Groupement phosphate ou sphingosine) = Interagis avec l’eau
24
Q
Bicouche lipidique: Caractéristiques des queues hydrophobes
A
-Les queues hydrophobes se retrouvent au centre de la membrane
*Composé par le glycérol et les acides gras ou insaturé
*Apolaire = Évite l’eau
***On retrouve principalement dans la portion hydrophobe du cholestérol
25
Quelle est l'importance de la dynamique membranaire?
Essentiel dans de nombreuses fonctions cellulaires, les réponses adaptatives à des changements environnementaux et lors de la biogenèse membranaire
26
Les deux types de diffusion qui caractérise la dynamique membranaire
Diffusion latérale :
* Mouvement le plus courant.
* Les lipides se déplacent rapidement dans le plan de leur propre
feuillet de la bicouche, parcourant plusieurs micromètres par seconde.
Ce type de diffusion est responsable de la fluidité de la membrane.
Flip-flop (transverse diffusion) :
* Passage d'un lipide d'un feuillet de la bicouche à l'autre. Ce mouvement est thermodynamiquement défavorisé car la tête polaire du lipide doit traverser la région hydrophobe centrale de la bicouche.
* Naturellement, le flip-flop est un événement rare, se produisant peut-être une fois par mois pour un lipide donné
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Certaines enzymes spécialisées facilitent le flip-flop de manière active permettant
une distribution asymétrique des lipides entre les deux feuillets:
Quelles sont ces enzymes (3)
Flippase :
* Facilite le transfert sélectif des phospholipides (consomme ATP).
* Feuillet externe le feuillet interne (cytosolique).
Floppase :
* Facilite le transfert sélectif des phospholipides (consomme ATP).
* Feuillet interne (cytosolique) le feuillet externe.
Scramblase :
* Mouvement non sélectif.
* Indépendance de l'ATP, activée par une augmentation de la concentration de
calcium cytosolique
28
Définition: Fluidité membranaire
Capacité des molécules (lipides et protéines), à se déplacer latéralement dans la bicouche lipidique. La membrane a donc une nature dynamique, permettant une distribution inégale et une
mobilité des molécules
29
Les 2 facteurs influençant la fluidité membranaire sont :
1. La température
* La fluidité change proportionnellement à la température.
2. La composition lipidique
a) Présence de cholestérol
* Effet indirect, il agit comme un tampon fluidité, empêchant les changements extrêmes de
fluidité lié aux variations de température.
b) Type d’acides gras utilisé
* La fluidité change inverse proportionnellement
à la quantité de saturation
30
Importance biologique de la fluidité membranaire (5)
* La mobilité des protéines membranaires, qui jouent
un rôle dans les fonctions comme le transport, la
signalisation et la reconnaissance.
* Lors de la fusion membranaire, comme lors de
l'exocytose et de l'endocytose.
* La perméabilité membranaire.
( Trop fluide Augmentation de la perméabilité
Trop serré Diminution de la perméabilité)
* La formation de microdomaines fonctionnels, tels que
les radeaux lipidiques.
* La division et la fusion des cellules.
31
Les 3 principaux types de protéines membranaires
*Protéines intrinsèques :
*Traversent la bicouche lipidique et communiquent avec
l’environnement intracellulaire et extracellulaire
(Transmembranaires).
*Liaisons covalentes avec les lipides membranaires (Liaison
forte).
*Protéines périphériques :
*Se retrouve accrochées à la portion externe ou interne de la
membrane cellulaire.
*Pont hydrogène avec les lipides membranaires (Liaison faible).
*Protéines ancrées aux lipides (GPI)
*Se retrouve accrochées à la portion externe ou interne de la
membrane cellulaire.
*Liaisons covalentes avec les lipides membranaires,
généralement un glycophosphatidylinositol (Liaison forte).
32
Les 2 types de transport des composants protéiques
Canaux ioniques :
* Permettent le passage sélectif d'ions
spécifiques à travers la membrane sans
consommation d'énergie.
Transporteurs :
* Assurent le transport de molécules spécifiques
à travers la membrane. Ils peuvent être
impliqués dans le transport passif (par exemple,
les perméases) ou le transport actif nécessitant
de l'énergie (par exemple, les pompes ioniques
comme la pompe Na+/K+).
33
Pourquoi dit-on que les protéines membranaires sont des récepteurs et des enzymes? (2)
Signalisation :
* Les protéines réceptrices se lient à des molécules
messagères spécifiques, comme des hormones ou des
neurotransmetteurs, déclenchant une cascade de réactions
à l'intérieur de la cellule. Ces cascades peuvent entraîner
des modifications de la transcription génique, des
modifications métaboliques ou d'autres réponses.
Activité enzymatique :
* Certaines protéines membranaires catalysent des réactions
spécifiques à la surface cellulaire. Par exemple, les
adénylate cyclases convertissent l'ATP en AMP cyclique
(cAMP) en réponse à la liaison d'une hormone.
34
Fonctions (3) des composants protéiques au niveau de l'adhésion et de la communication cellulaire
Adhésion cellulaire :
* Ces protéines maintiennent les cellules ensemble et permettent
également aux cellules de s'ancrer à la matrice extracellulaire. Les
cadhérines, par exemple, sont impliquées dans l'adhérence cellulecellule.
Ancrage au cytosquelette :
* Certaines protéines membranaires se lient directement aux
éléments du cytosquelette, assurant ainsi la stabilité et la forme de
la cellule. Les intégrines, par exemple, peuvent lier la membrane à
des filaments d'actine.
Formation de jonctions intercellulaires :
* Certaines protéines membranaires sont impliquées dans la création
de structures de jonction entre les cellules. Par exemple, les
connexines forment les jonctions communicantes, permettant la
communication directe entre les cytoplasmes de cellules
adjacentes.
35
Qu'est-ce que le glycocalyx?
Il s’agit de structures glucidiques attachées à la
membrane externe.
36
Types (2) de glycocalyx et fonctions (2) du glycocalyx
Deux types :
* Glycoprotéines:
* Glucide lié à une protéine
* Glycolipides:
* Glucide lié à un lipide
Fonctions :
* Rôle antigénique (reconnaissance des intrus et du
soi par le SI)
* Semble avoir un rôle au niveau de la formation des
rideaux lipidiques
37
Composition (2) et propriétés physiques (2) des radeaux lipidiques
Composition:
* Lipides :
o Riches en sphingolipides et en cholestérol.
o Composition plus compacts et ordonnés que les régions
environnantes de la membrane.
* Protéines spécifiques.
Propriétés Physiques :
* Fluidité moindre.
* Non statique et plastique.
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Qu'est-ce que l'organisation membranaire fonctionnelle des radeaux lipidiques permet?
Signalisation cellulaire: Facilitent l'interaction entre les récepteurs et leurs protéines effectrices
Trafic vésiculaire: Impliqués dans endocytose et exocytose en concentrant localement certaines molécules pour le transport vésiculaire
39
Bien loin d'être de simples barrières, les membranes sont
des entités 1._____, 2. _______ et 3. ____ ,
jouant un rôle central dans de nombreux processus
cellulaires.
Dynamique, organisées et spécialisées#
40
Nommez les deux concepts clés qui caractérisent le gradient de concentration
* Les molécules ont une tendance naturelle à se déplacer d'une région de haute concentration vers une
région de faible concentration, processus connu sous le nom de diffusion.
* Cette diffusion continue jusqu'à ce qu'il y ait une répartition uniforme des molécules, moment où on dit
qu'il y a un équilibre et donc plus de gradient
41
Définition: Osmose
L'osmose est le mouvement d'eau à travers une membrane semi-perméable d'une région de faible concentration en soluté à une région de forte concentration en soluté
42
Concept clé de l'osmose
L'eau se déplace toujours pour équilibrer les concentrations.
Exemple: Si une solution est hypotonique (moins concentrée) par rapport à une autre solution, l'eau se déplacera vers la
solution hypertonique (plus concentrée)
43
4 mécanismes de transport à travers la membrane et leurs caractéristiques
1.Transport Passif
Mouvement spontané de molécules à travers une membrane cellulaire
(sans ATP) selon le gradient de concentration.
2.Transport Actif
Mouvement de molécules à travers une membrane cellulaire
(consomme de l’ATP) contre le gradient de concentration.
3.Endocytose
Processus par lequel la cellule englobe et internalise des molécules
ou des particules depuis son environnement externe en formant une
vésicule membranaire.
4.Exocytose
Processus par lequel la cellule expulse activement des molécules ou
des particules à l'extérieur en fusionnant une vésicule membranaire
avec la membrane plasmique
44
Caractérisez la diffusion simple
1. Passive
2. Selon le gradient
3. :Laisse seulement passer molécules non-chargées ou liposolubles (CO2, O2, hormones stéroidiennes ou drogues liposolubles)
45
Caractérisez la diffusion facilitée
1. Diffusion passive
2. Selon le gradient
3. Requiert canal ionique ou transporteur :
* Aquaporines
* Transporte l’eau par osmose, vers le
compartiment ou les solutés (ions,
glucose…) sont le plus concentrés.
* Canaux de fuite (Leaky channels)
* Transporte les ions (𝑲𝑲+, 𝑵𝑵𝑵𝑵+, 𝑪𝑪𝒂𝒂𝟐𝟐+, 𝑪𝑪𝑪𝑪−)
à travers la membrane selon le gradient de
concentration.
* Toujours ouvert!
* Canaux ioniques régulés
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4 facteurs qui influencent la vitesse de diffusion
▲ Surface de la membrane
▲ Gradient de concentration
▼ Épaisseur de la membrane
▼ Poids moléculaire de la substance
47
3 types de canaux ioniques régulés
* Canaux ligands-dépendants
* Besoin d’entrée en contact avec une
substance spécifique pour s’ouvrir (Ex :
Neurotransmetteur)
* Canaux voltage-dépendants
* Besoin d’un changement dans le
potentiel électrique à travers la
membrane pour s’ouvrir (Potentiel
d’action)
* Canaux mécano sensibles
* Besoin d’une déformation physique
pour s’ouvrir (Pression dû à un choc)
48
Caractéristique d'une perméase (3)
* Perméase
* Uniporteur spécifique (Une seule molécule à
la fois)
* Devient actif quand il se lit avec le composé
transporté
* Mécanisme surnommé ping-pong
1. Portion extracellulaire ouvert
2. Liaison avec le composé
3. Fermeture du transporteur
4. Ouverture de la portion intracellulaire
5. Libération de la molécule dans le
compartiment intracellulaire
Exemple commun :
GLUT1 Transport du glucose
49
Caractérisez le transport actif
1. Requiert de l'énergie
2. Contre le gradient
3. Nécessite un transporteur et une enzyme (ATPase)
50
Caractéristiques (3) de la pompe K+/Na+
* Transporte activement 3 𝑵𝑵𝑵𝑵+ hors de la
cellule et 2 𝑲𝑲+ dans la cellule.
* Nécessite de l'énergie, fournie par
l'hydrolyse d'une molécule d'ATP en
ADP+Pi.
* Contribue au maintien de la polarité
membranaire (différence de potentiel
électrique entre l'intérieur et l'extérieur
de la cellule)
51
Caractéristiques (3) de la pompe calcique
* Se trouve principalement dans la
membrane du réticulum endoplasmique
(RE) et du réticulum sarcoplasmique
(RS).
* Hydrolyse d'une molécule d'ATP pour
transporter des ions 𝑪𝑪𝑪𝑪𝟐𝟐+ du cytosol vers
la lumière du RE ou du RS.
* Diminue la concentration de calcium
cytosolique après une augmentation,
(produit lors d'une contraction musculaire
ou d'une signalisation cellulaire).
52
Caractéristiques (4) de la pompe à protons
* Retrouvé sur la membrane plasmique ou sur les
membranes de compartiments cellulaires
(Lysosomes et vacuoles).
* Hydrolyse d'une molécule d'ATP pour
transporter les protons du cytosol vers
l’extérieur de la cellule ou à l’intérieur des
vésicules.
* Permet de modifier le pH intracellulaire
(diminuer), vésiculaire (augmenter) ou
extracellulaire (augmenter dans l’estomac).
* Crée un gradient électrochimique.
53
Caractérisez le transport actif secondaire
1. Consomme INDIRECTEMENT de l'ATP
2. Requiert un transporteur et une molécule qui fera
du cotransport
54
Donnez un exemple de symport avec la pompe Na+/K+
* Symport
* Les molécules sont cotransportées dans la
même direction.
* La pompe Sodium – Potassium augmente la
concentration extracellulaire en sodium en
consommant de l’ATP.
* Le sodium sera ramené dans l’environnement
intracellulaire selon son gradient de
concentration en amenant avec lui une 2e
substance (Ex. Glucose) contre son propre
gradient de concentration
55
Donnez un exemple d'antiport avec la pompe Na+/K+
* Antiport
* Les molécules sont cotransportées dans la
direction opposée.
* La pompe Sodium – Potassium augmente la
concentration extracellulaire en sodium en
consommant de l’ATP.
* Le sodium sera ramené dans
l’environnement intracellulaire selon son
gradient de concentration en permettant à
une 2e substance (Ex. proton) d’être
transporté contre son propre gradient de concentration
56
Définition: endocytose
Internalisation de molécules et de particules depuis
l'environnement extracellulaire vers l'intérieur de la cellule (via
des vésicules membranaires)
57
Phagocytose: Définition, mécanisme et utilité
* Définition: Ingestion de grandes particules, comme
des bactéries, des débris cellulaires ou d'autres cellules.
* Mécanisme: Des extensions cytoplasmiques, appelées
pseudopodes, entourent la particule cible, la capturant
dans une grande vésicule appelée phagosome. Ce
phagosome se fusionnera ensuite avec des
lysosomes, des organelles contenant des enzymes
digestives, pour décomposer la particule ingérée.
* Utilité: La phagocytose est une fonction clé des cellules
immunitaires, comme les macrophages, qui
engloutissent et détruisent les agents pathogènes et les débris cellulaires
58
Endocytose médiée par récepteur
* Définition: Endocytose déclenchée par la liaison d'une
molécule (généralement un ligand) à un récepteur à la
surface cellulaire.
* Mécanisme: Les ligands spécifiques se lient aux
récepteurs sur la membrane cellulaire. Ces complexes ligandrécepteur s'accumulent et recrutent les clathrines
intracellulaires. La membrane s'enfonce alors pour former un
endosome recouvert de clathrine contenant les ligands liés à
leurs récepteurs.
* Utilité: Permet à la cellule d'internaliser sélectivement
certaines molécules. Un exemple classique est l'endocytose
des molécules de cholestérol via le récepteur du LDL
59
Définition: exocytose
L'exocytose est un mécanisme qui permet à la cellule
d'expulser des molécules vers l'extérieur
60
Expliquer le mécanisme de l'exocytose
* Formation de la vésicule : Les protéines ou les
lipides à exporter sont d'abord enveloppés dans des
vésicules au niveau de l'appareil de Golgi ou d'autres
organites.
* Transit vers la membrane : La vésicule se déplace
ensuite vers la membrane plasmique, guidée par le
cytosquelette et avec l'aide de protéines motrices.
* Fusion avec la membrane : Lorsque la vésicule
atteint la membrane plasmique, des protéines
spécialisées (comme les SNAREs) permettent à la
vésicule de fusionner avec la membrane (Calcium
dépendant). Cela entraîne la libération du contenu
vésiculaire dans l'espace extracellulaire
61
Définissez les types d'exocytose
* Exocytose constitutive : Processus continu et
n'est pas régulée par des signaux cellulaires. Elle est
principalement responsable du renouvellement de
la membrane plasmique et de la sécrétion de
certaines molécules (composant de la matrice
extracellulaire, protéines plasmatiques…).
* Exocytose régulée : Processus déclenchée en
réponse à un signal spécifique, comme une
augmentation de la concentration de calcium
intracellulaire. Un exemple est la libération d'insuline
par les cellules bêta des îlots de Langerhans du
pancréas en réponse à une élévation de la glycémie.
62
2 raisons pourquoi l'exocytose est importante
* Sécrétion : De nombreuses cellules produisent et
sécrètent des protéines, des hormones, des
neurotransmetteurs ou d'autres molécules qui
jouent des rôles cruciaux dans la physiologie et la
communication cellulaire.
* Croissance et réparation : L'exocytose fournit les
matériaux nécessaires pour la croissance cellulaire et
la réparation de la membrane
63
Définition, mécanisme et utilité de la pinocytose
1. Pinocytose Vésicule pinocytaire:
* Définition: La cellule "boit" le liquides et ses solutés dissous de
l’environnement extracellulaire.
* Mécanisme: Formation d’invagination dans la membrane cellulaire
qui englobe le fluide extracellulaire.
* Utilité: Elle permet à la cellule d'échantillonner le milieu
extracellulaire et de récupérer les molécules solubles
64
Définition: Gradient électrochimique
Réfère à la différence de potentiel électrique (différence de
charge) entre l'intérieur et l'extérieur de TOUTES les cellules.
Cette différence est générée par la distribution inégale d'ions de
part et d'autre de la membrane plasmique de la cellule (env. -60 mV).
65
Importance du gradient électrochimique?
Permets la transmission de signaux dans les neurones et les
muscles. Les variations du potentiel de membrane, comme le
potentiel d'action, permettent la communication rapide entre et à
l'intérieur des cellules (excitabilité neuronale et de la contraction
musculaire)
66
Comment le gradient électrochimique est-il maintenu?
Concentration différentielle d'ions Na+ et K+ entre l'intérieur et l'extérieur de la cellule.
Canaux de fuite au potassium (sorti du K+ de la cellule)
Pompe sodium-potassium (Sorti de 3 Na+, entré de 2 K+, contre 1
ATP)
67
Cellules excitables: Définition, caractéristiques et exemples
Définition:
Les cellules excitables sont capables de générer et de propager
un potentiel d'action en réponse à un stimulus ou d’y répondre.
Caractéristiques:
Elles possèdent des canaux ioniques voltage-dépendants qui
s'ouvrent ou se ferment en réponse à des changements dans le
potentiel de membrane pouvant changer leur perméabilité
ionique, provoquant une modification rapide et transitoire du
potentiel de membrane, connue sous le nom de potentiel d'action.
Exemples:
* Neurones : Ces cellules nerveuses sont spécialisées dans la
transmission de signaux électriques à travers le système
nerveux.
* Myocytes : Les cellules musculaires qui se contractent en
réponse à une stimulation électrique.
* Myocytes cardiaques : Certaines cellules musculaires
cardiaques ont également la capacité de produire leur
propre PA.
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Définition: Potentiel de repos
Le potentiel de repos est le potentiel électrique de la
membrane d'une cellule excitable lorsque celle-ci n'est
pas excitée, c'est-à-dire qu'elle ne transmet pas
d'information ou de signal (valeur typique -70 mV)
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Qu'est-ce qui cause le potentiel de repos négatif?
1. Pompe sodium-potassium
* Échange 3 charges positives (Na+) contre 2 charges
positives (K+).
* Produis un débalancement dans le gradient
électrochimique entre l’environnement extracellulaire et
le compartiment intracellulaire.
* 0 mV -5 mV.
* Établis le gradient de concentration pour le Na+ et
le K+
2. Canaux de fuite au potassium
* La concentration K+ intracellulaire et plus importante
dans la cellule qu’à l’extérieur, donc les ions K+ suivent
le gradient de concentration et sortent de la cellule par
ces canaux.
* -5 mV -90 mV
3. Canaux de fuite au sodium (moins nombreux que
les canaux de fuite au K+)
* La concentration Na+ intracellulaire et plus importante à
l’extérieur que dans la cellule, donc les ions Na+ suivent
le gradient de concentration et entrent de la cellule par
ces canaux.
* -90 mV -70 mV
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Qu'est-ce que le seuil d'excitabilité neuronale? Que se passe-t-il quand il est atteint?
* Niveau de dépolarisation nécessaire pour déclencher
un potentiel d'action dans un neurone.
* Lorsque la membrane atteint ce seuil (env. -55 mV), cela
conduit à l'ouverture massive des canaux Na+ voltagedépendants, permettant aux ions Na+ d'entrer rapidement
dans la cellule (rends le potentiel de membrane plus positif).
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Vrai ou faux:
1. Chaque neurone reçoit de l’information de quelques dizaines de neurones à chaque instant.
2. Cette information peut diverger, certains neurones lui
demande de transmettre un potentiel d’action et d’autres de
rester silencieux.
3. On appelle ces information entrantes des potentiels d'action
1. Faux, de milliers d'autres neurones
2. Vrai
3. Faux, des potentiels gradués
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Donnez les deux types de potentiels gradués et leurs caractéristiques
1. Potentiels Post-Synaptiques Excitateurs (PPSE):
* Réception de neurotransmetteur excitateur (Ex:
Glutamate), qui se lit et active des canaux ioniques ligand
dépendant (récepteur ionotropique).
* L’entrée d’ions Na+ et Ca2+ dans la cellule, rend le
potentiel de membrane de la membrane post-synaptique
(receveuse) plus positive.
* Permets de se rapprocher du seuil d’excitabilité
et donc du PA.
2. Potentiels Post-Synaptiques Inhibiteurs (PPSI):
* Relâche de neurotransmetteur inhibiteur (Ex: GABA),
qui se lit et active des canaux ioniques ligand dépendant
(récepteur ionotropique).
* La sortie d’ions K+ et l’entrée d’ions Cl- dans la cellule,
rends le potentiel de membrane de la membrane postsynaptique (receveuse) plus négatif.
* Permets de s’éloigner du seuil d’excitabilité et donc du PA.
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Donnez les deux types de sommation des potentiels
Sommation temporelle:
* Se réfèrent à l'addition successive de potentiels diplômés provenant
d'une même synapse.
* Si un neurone présynaptique envoie des signaux rapprochés dans le
temps, leurs effets peuvent s'additionner.
Sommation spatiale:
* C'est l'addition des potentiels gradués provenant de différentes
synapses sur le même neurone post-synaptique en même temps.
* Si plusieurs neurones présynaptiques envoient des signaux
simultanément à un neurone post-synaptique, leurs effets
s'additionnent
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Vrai/faux: Les PPSI doivent être plus grand que les PPSE pour provoquer un PA
Faux, l'inverse
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Définition: Potentiel d'action
Bref renversement du potentiel de membrane excitable, causé par
l’atteinte de seuil d’excitation (-55 mV) au niveau du cône d’implantation
du neurone.
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Phases (4) du potentiel membranaire liées au PA
Phase de Dépolarisation (-55 mV 30 mV) :
* Ouverture rapide des canaux sodiques voltage-dépendants,
permettant à Na⁺ de pénétrer dans la cellule (-55 mV).
* Augmentation rapide du potentiel de membrane vers des valeurs
positives
Phase de Repolarisation (30 mV -70 mV)
* Fermeture des canaux sodiques voltage-dépendants (30 mV).
* Ouverture des canaux potassiques voltage-dépendants, permettant
aux ions K⁺ de sortir de la cellule (30 mV).
* Retour du potentiel de membrane vers des valeurs négatives.
Hyperpolarisation (-70 mV -90 mV) :
* Phase où le potentiel de membrane devient plus négatif que le
potentiel de repos d'origine
* Résulte d'une sortie prolongée de K⁺ de la cellule.
Retour à la Normale (-90 mV -70mV):
* Les pompes sodium-potassium et les canaux ioniques de fuites
permettent un retour au potentiel de membrane normal
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Expliquer les périodes réfractaires
Période réfractaire absolue (+30 à -70 mV):
* Pendant cette période, il est impossible de déclencher un autre
potentiel d'action, quelle que soit l'intensité du stimulus, car les
canaux sodiques sont inactivés (bloqués durant quelques
millisecondes).
* Ce mécanisme permet de diriger le potentiel d’action à travers
l’axone
(Cône d’implantation Axone Terminaison nerveuse)
Période réfractaire relative:
* Suivant cette première période réfractaire, le potentiel de
membrane est encore très négatif (< -70mV) et les canaux K+ sont
toujours ouverts.
* Les canaux sodiques redeviennent actifs, mais plus de PPSE
seront nécessaires pour atteindre à niveau le seuil.
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Expliquer la conversion d'un signal électrique en signal chimique (6 étapes)
Le PA se propage le long de l'axone d'un neurone présynaptique
jusqu'à sa terminaison axonale.
1. L'arrivée du potentiel d'action à la terminaison axonale provoque
l'ouverture des canaux calciques voltage-dépendants.
2. Augmentation de la concentration calcique dans la terminaison
axonale.
3. Fusion calcium-dépendant des vésicules synaptiques (contenant
des neurotransmetteurs) avec la membrane présynaptique
(Vésicule + SNARE).
4. Libération des neurotransmetteurs dans la fente synaptique par
exocytose.
5. Interaction avec le Neurone Postsynaptique déclenchant un
PPSE ou PPSI dans le neurone suivant.
6. Recapture ou dégradation des neurotransmetteurs de la fente
synaptique
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Pinocytose (vésicule pinocytaire) : Définition, mécanisme utilité
-Définition: La cellule "boit" le liquides et ses solutés dissous de l’environnement extracellulaire.
* Mécanisme: Formation d’invagination dans la membrane cellulaire
qui englobe le fluide extracellulaire.
* Utilité: Elle permet à la cellule d'échantillonner le milieu
extracellulaire et de récupérer les molécules solubles
