Transport cellulaire Flashcards
Quelles sont les généralités par rapport à la perméabilité des membranes aux ions?
Plus les molécules sont petites et hydrophobes plus elles diffusent rapidement à travers la bicouche
Les petites molécules non polaires comme O2 et CO2 traversent rapidement par diffusion.
Les petites molécules polaires non chargées (H2O, urée, glycerol, NH3) diffusent aussi mais plus lentement.
Les grosses molécules polaires non chargées traversent très lentement par diffusion (glucose, sucrose).
Mais la bicouche est très IMPERMÉABLE aux molécules chargées (ions : H+, Na+, HCO3-, K+, Ca2+, Cl-, Mg2+)
Quelles sont les généralités concernant la membrane plasmique?
Elle est hydrophobe, c’est une barrière aux molécules polaires.
Les concentrations cytosoliques des solutés sont différentes de celles à l’extérieur des cellules et dans les organites.
Quel est le rôle des protéines transmembranaires spécialisées?
Elles servent à transporter des ions et des nutriments ainsi qu’à l’excrétion des déchets. L’importante du transport membranaire est reflété par le nombre de gènes codant pour ces protéines (15-30% de toutes les protéines sont des protéines membranaires)
Quelles sont les principales classes de protéines de transport?
- Transporteurs
- Responsables en général des différences entre la concentration cytoplasmique et extracellulaire.
- Couplés à une source d’énergie (transport actif)
- Perméabilité passive sélective - Canaux
- Pores hydrophiles pour le déplacement passif des petits ions.
Quelles sont les différences principales entre les concentrations cytoplasmique et extra cellulaires? Qu’est-ce que cela permet?
Le Na+ est beaucoup plus concentré dans l’espace extracellulaire (145 versus 5-15)
Le K+ est beaucoup plus concentré dans le cytoplasme (140 versus 5)
Le Ca2+ est plus concentré dans l’espace extracellulaire (1-2 versus 10e-4)
Le Cl- est plus concentré à l’extérieur de la cellule (110 versus 5-15)
Ces différences de concentrations ioniques sont des réserves d’énergie potentielle sous forme de gradient électrochimique. Le tout créant de grandes différences dans la composition du cytosol versus l’espace extracellulaire.
Que sont les anions fixes?
Ce sont des molécules que la cellule contient qui sont organiquement chargés.
Comment la membrane transporte les molécules polaires ou chargées?
Les membranes doivent laisser passer les molécules polaires ou chargées (ions, sucres, aa) qui traversent que très lentement la bicouche avec des protéines de transport membranaire. Sinon leur passage prend trop de temps.
Comment les protéines de transport membranaire transportent les molécules?
Chaque protéine transporte une classe spécifique de molécules. Ce sont toutes des protéines transmembranaires à passage multiples qui forme un passage protéique continu.
Elles permettent aux solutés hydrophiles de traverser la membrane sans contact avec la bicouche hydrophobe. En effet elles permettent de créer un environnement hydrophile dans un environnement hydrophobe.
Vrai ou faux? Même sans les protéines de transport, la membrane plasmique est perméable à certains ions.
Faux. La membrane plasmique est complètement imperméable sans les protéines de transport.
Quelles sont les différences entre les transporteurs et les canaux?
Les transporteurs lient le soluté et changent de conformation une fois celui-ci lié ce qui permet le transfert de la molécule à travers la membrane.
Les canaux forment des pores aqueux qui traversent la bicouche et laissent passer des solutés spécifiques.
Qu’est-ce qui transporte plus vite entre les transporteurs et les canaux?
Les canaux transportent environ 100 000x plus vite que les transporteurs.
Qu’elles sont les caractéristiques du transport passif?
Plusieurs canaux et transporteurs laissent passer les solutés passivement en suivant le gradient = Transport passif ou diffusion facilitée
Pour les solutés non chargés, seul le gradient de concentration entraîne ce transport et déterminé sa direction.
Si le soluté porte une charge, le transport se fera en fonction du gradient de concentration et de la différence de potentiel électrique de part et d’autre de la membrane (potentiel de membrane).
Le gradient de concentration et le gradient électrique peuvent s’additionner et donner une force d’entraînement nette (gradient électrochimique).
L’intérieur de la membrane étant (en général) négatif par rapport à l’extérieur ce qui favorise l’entrée des ions positifs et s’oppose aux ions négatifs.
Comment les changements de conformations interviennent dans le mouvement passif d’un soluté?
Il existe 3 conformations du transporteur :
1- Ouvert a l’extérieur : les sites de liaison sont exposés à l’extérieur
2- Fermé : les sites sont inaccessibles
3- Ouvert a l’intérieur : les sites sont exposés à l’intérieur
Il y a une transition aléatoire entre les états qui sont réversibles. Si la concentration du soluté est plus élevé à l’extérieur, le soluté liera en position ouvert extérieur.
Le transport se fait de façon nette selon le gradient de concentration.
Quels sont les 3 types de transport actif?
- Les transporteurs couplés (symport ou antiport) : associent le transport d’un soluté dans le sens montant avec le transport d’un autre soluté en sens inverse.
- Pompes à ATP
- Pompes couplées au la lumière : apport d’énergie lumineuse (bactéries et archéobactéries)
Quelles sont les différences entre les transporteurs uniport, symport et antiport?
Uniport : les transporteurs passifs sont les intermédiaires pour faire passer un soluté en fonction du Vmax et du Km.
Transport actif secondaire : le transfert d’un soluté dépend strictement d’un deuxième soluté
- Symport : transporte les deux solutés dans la même direction
- Antiport : transporte les deux solutés dans deux directions opposées
Donnez un exemple de transporteur symport.
Le Na+/glucose
Comment fonctionne le transport du glucose dans les cellules intestinales?
C’est un transporteur de type symport qui est actionné par le gradient de Na+. En effet, le Na+ a tendance à se déplacer selon sont gradient (de rentrer dans la cellule) ce qui tire le glucose avec lui.
La liaison du Na+ et du glucose est coopérative, la liaison du Na+ augmente l’affinité pour le glucose. Comme la concentration du Na+ est plus grand à l’extérieur de la cellule, le glucose se liera de ce côté.
Le passage à l’état de fermeture ne se produit que si les 2 solutés sont liés.
À l’état ouvert vers l’intérieur de la cellule, le Na+ se dissocie rapidement du transporteur du au changement de conformation de celui-ci. Cela fait en sorte que le glucose aussi se dissocie.
Comment le glucose passe de la cellule intestinale à la circulation sanguine?
Le glucose est pompé à l’apex de la cellule par un système symport actionné par le Na+.
Le Na+ étant plus concentré dans la circulation sanguine que dans la cellule intestinale (ce gradient étant maintenu par une pompe Na+/K+) cela permet l’entrée permanente de glucose dans la cellule intestinale.
Le glucose sort de la cellule selon son gradient de concentration par un transporteur passif dans le domaine baso-latéral de la cellule.
Pourquoi ce ne sont pas les mêmes transporteurs situés partout dans la cellule intestinale en ce qui concerne le transport du glucose?
Parce que cela permet au glucose d’entrer dans la cellule seulement à partir des intestins et de sortir seulement dans la circulation sanguine.
Quelles sont les 3 classes de transport actif ATP-dépendant?
La pompe à Ca2+
La pompe à Na+/K+
Les transporteurs ABC
Quelle est la principale différence entre le transport actif primaire et le transport actif secondaire?
Le transport actif primaire transporte une molécule contre son gradient de concentration.
Le transport actif secondaire transporte une molécule contre son gradient de concentration en fonction d’une autre molécule qui est transporté en fonction de son gradient.
Quelles sont les 3 classes de pompes ATP-dépendantes?
- Pompes de type P : elles s’autophosphorylent lors du pompage
- Les transporteurs ABC : leur structure est différente des pompes de type P. Elles pompent des petites molécules à travers les membranes et peuvent fonctionner dans les deux sens selon les niveaux d’ATP (peut hydrolyser l’ATP ou en synthétiser).
- Pompe de type V (ou F) : construites avec avec de multiples sous-unités différentes. Elles pompent des ions H+ dans les organites.
Quelle est l’autre famille de pompes ATP-dépendantes qui s’apparente aux pompes de type V? Quelles sont ses fonctions? Où est-elle située?
Ce sont les ATPase de type F qui possèdent une structure apparentée aux pompes de type V. On les appelle aussi ATP synthétase.
Par contre, au lieu d’hydrolyser ATP pour transporter des H+, elles utilisent un gradient de H+ pour synthétiser de l’ATP.
Ce gradient de H+ est généré au cours du transport des électrons des phosphorylations oxydatives (cycle TCA) ou de la photosynthèse.
Elles se situent à la membrane plasmique des bactéries et sur la membrane interne des mitochondries.
Quel est le principe de la pompe à Na+/K+? De quelle famille? Quel acide aminé est phosphorylé?
Dans le cytosol, il y a une plus grande concentration de K+ par rapport au Na+. Ces pompes sont présentes dans la membrane plasmique de toutes les cellules animales.
C’est un antiport ATPasique de la famille de type P.
Cette pompe fait entrer 3x plus de Na+ contre son gradient de concentration pour que 2x plus de K+ sortent de la cellule contre leur gradient. Cela engendre un courant à travers la membrane (électrogène) ce qui crée un potentiel électrique (intérieur négatif et extérieur positif).
Dans le processus de cette pompe, une asparagine est phosphorylée puis déphosphorylée pendant le cycle.
La pompe Na+/K+ contribue comment au potentiel de membrane? Quelle énergie consomme-t-elle?
Elle contribue à 10% du potentiel de la membrane.
30% de l’énergie de la cellule est consacrée à cette pompe.
Pourquoi la pompe Na+/K+ est électrogène?
Parce qu’elle transfère des ions de part et d’autre de la membrane plasmique ce qui contribue à la différence de charge d’un bord part rapport à l’autre de la membrane plasmique.
Qu’est-ce que les transporteurs ABC? Quel est le processus?
Ainsi appelés parce qu’ils contiennent 2 domaines ATPasiques (ATP Binding Cassettes)
- La liaison de l’ATP entraîne la dimérisation des domaines de liaison de l’ATP
- Hydrolyse de l’ATP entraîne leur dissociation
Ces mouvements des domaines cytosoliques sont transmis aux segments transmembranaires? Les changements de conformations entraîne l’exposition des site de liaison du substrat d’un côté puis de l’autre de la membrane.
Ainsi, les transporteurs ABC utilisent l’ATP et son hydrolyse pour transporter le substrat à travers la bicouche.
Quelle est la plus grande famille de transporteurs membranaire?
Les transporteurs ABC?
Quelles sont les différences concernant les transporteurs ABC chez les bactéries et les eucaryotes?
Chez les bactéries (possèdent une double membrane), les transporteurs ABC sont localisés dans la membrane interne et servent ou exporter de petites molécules.
Chez les eucaryotes, la plupart des ABC exportent des substrats
– Du cytosol à l’ECM, ou
– Du cytosol à des compartiments intra cellulaire (RE)
– De la mitochondrie au cytosol (exception)
Quelle est la famille e transporteurs qui a une grande importance clinique?
Les transporteurs ABC
Comment les solutés passent à travers la double membrane des bactéries?
Les solutés diffusent à travers des canaux (porines), lient des protéine de transport dans l’espace périplasmique, qui les livrent au transporteur ABC
Quels sont les différents aspects cliniques des transporteurs ABC?
- Protéine de résistance multiplié aux médicaments (MDR) ou p-glycoprotéine : Élevé dans plusieurs types de cancer et rend les cellules résistantes à plusieurs médicaments toxiques anticancéreux en pompant le médicament hors de la cellule. 40% des cancer développent une résistance.
- Plasmodium falciparum (cause la malaria). 200x106 personnes infectées: 106 décès/année. Un transporteur ABC responsable du développement de la résistance à la chloroquine, le médicament anti-malaria.
Quelles sont les caractéristiques propres aux canaux ioniques?
Contrairement aux transporteurs, les canaux forment des pores hydrophiles étroits sélectifs.
Le transport se fait toujours en fonction du gradient (passif). Le but est une réponse rapide et dramatique.
Ils ne sont pas couplés à une source d’énergie, donc permettent toujours un transport passif.
Quelle est la fonction principale des canaux ioniques?
C’est de permettre la diffusion rapide d’ions inorganiques (Na+, K+, Ca2+, Cl-)
