Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire

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1 Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire
– La membrane – Chapitre 3 Structure et Fonctions Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire

2 La membrane : vous connaissez ?!?
Frontière entre l’intérieur et l’extérieur de la cellule. Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire

3 La membrane Fluide Mosaïque Dynamique (Cliquez) Composition hétérogène
Fig. 3.3 La membrane Fluide Dynamique (Cliquez) Mosaïque Composition hétérogène Lipides = phosphoglycérolipides Protéines membranaires Glucide en petite quantité F.Ext. F.Int.

4 Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire
La membrane Glycocalyx Cytosquelette Fig. 3.3 Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire

5 – La membrane – Fluidité

6 La fluidité d’une membrane
Les composantes de la membrane sont dynamiques : elles se déplacent. Cliquez sur l’image Déplacements latéraux Rotation Flip-Flop Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire C : Fig. 8.4

7 La fluidité des membranes
La membrane n’est PAS statique Essentielle au bon fonctionnement de la cellule. Mouvement latéraux rapides des phospholipides La fluidité dépend de: Température (+ T°↑ , + c’est fluide) Composition lipidique (a.g. et cholestérol)

8 La fluidité d’une membrane
Importance de sa composition sur sa fluidité + a.g. insaturés = + mb est fluide ! Les a.g. insaturés s’entassent moins que les a.g. saturés ! + il y a de l’espacement, + c’est fluide vs A.g. saturés C: Fig. 7.5 A.g. insaturés Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire

9 Perméabilité sélective
La mb régit le transport des substances. Certaines molécules … Passent facilement la mb Passent, mais difficilement Ne passent pas Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire

10 Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire
Structure et Fonctions Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire

11 Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire
Le plan de match Notion de base : Soluté, solvant et solution Le transport membranaire : Transport passif Principe de la diffusion Principe de l’osmose Transport actif Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire

12 Principe  : Solvant + Soluté(s) = Solution
Composé chimique (NaCl) Composé chimique (glucose) Solution Soluté 1 (Cl-) Molécule d’eau libre Soluté 2 (glucose) Solvant (eau) Soluté 3 (Na+)

13 Transport passif (diffusion)

14 Transport membranaire
Perméabilité sélective : La membrane permet le transport des molécules qui entrent et qui sortent de la cellule Certaines molécules passent: Facilement Difficilement Pas du tout La membrane régit le transport des substances.

15 Transport membranaire
Passage facile … Molécules hydrophobes : Lipides, hydrocarbures, acides gras Vitamines liposolubles Gazs : CO2, O2 Petites molécules (eau) Passage difficile ou imperméable : Molécules hydrophiles : Molécules polaires (eau) Grosses molécules (glucides, a.a.) Ions (Na+, K+) Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire

16 Le Transport Membranaire
Deux types de transport TRANSPORT PASSIF Diffusion simple Diffusion facilitée TRANSPORT ACTIF Primaire (pompes) Secondaire (cotransport) Endocytose Exocytose ATP X ATP Transport vésiculaire Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire

17 Transport passif Protéine de transport Diffusion simple
Passage direct au travers de la mb Diffusion facilitée Le passage nécessite l’intermédiaire d’une Protéine de transport

18 Principe  : La diffusion
Toute substance diffuse en suivant SON propre gradient de concentration : + concentré  - concentré Jusqu’à l’égalité des [] [=] [+] [–] Mouvement NET est NUL ! Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire

19 Principe  : La diffusion
Un soluté diffuse en suivant SON propre gradient de concentration, et ce, indépendamment de celui des autres solutés. [–] [+] [+] [–] Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire

20 Principe  : La diffusion
Influencée par 3 facteurs : Température +  ; + diffusion rapide Taille des molécules + petites ; + diffusion rapide Pente du gradient Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire

21 Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire
Transport passif Le transport passif ne nécessite PAS une dépense d’É de la part de la ¢. A T P X Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire

22 Transport passif : D. facilitée
Diffusion facilitée : Le passage des substances à travers la mb NÉCESSITE l’intermédiaire d’une protéine de transport. Couloirs hydrophiles Fig. 3.7 b, c ,d Portion hydrophile Portion hydrophobe Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire

23 Transport passif : D. facilitée
3 types : Canaux ioniques Perméases Aquaporines Fig. 3.7 Diffusion facilitée est un type de transport passif = ne nécessite AUCUNE É !!! Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire

24 Transport passif : D. facilitée
Canaux ioniques : Protéines de transport Transportent des ions spécifiques Canaux calciques (Ca2+), sodiques (Na+), potassiques (K+) … Ouverture et fermeture sont contrôlées : Mécanique Chimique Électrique

25 Transport passif : D. facilitée
Perméases : Protéines de transport Molécules chargées ou polaires : Monosaccharides, a.a., vitamines. Changement de conformation Spécifiques au substrat Saturation Peuvent être inhibées

26 Transport passif : D. facilitée
Aquaporines : Protéines de transport Spécifiques à l’EAU L’eau diffuse suivant son [gradient]. Osmose Fig. 3.7 d)

27 Module 1 – Transport membranaire
Transport de l’eau Lentement: Par diffusion à travers la membrane Rapidement: Aquaporines peuvent contrôler le débit d’eau. Module 1 – Transport membranaire

28 Osmose L’osmose : Diffusion de molécules d’EAU libres à travers une membrane à perméabilité sélective. Module 1 – Osmose

29 Solution HYPERtonique
Principe  : l’osmose L’Osmose : La direction de l’osmose dépend Concentration totale de tous les solutés dans l’eau Et Non de la nature du soluté. Solution HYPOtonique Solution HYPERtonique Solutions [=] ISOtoniques Laquelle des deux solutions compte le plus de molécules d’eau libres ? [eau] [eau] [solutés] [solutés] Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire

30 Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire
Tonicité du milieu Capacité d’une solution à modifier le tonus (forme) d’une ¢ en agissant sur son volume d’eau intracellulaire. Dépend de la teneur en solutés du milieu extracellulaire. Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire

31 [=] Transport passif L’Osmose : la diffusion de l’EAU H2O Solution
hypotonique Solution hypertonique Solutions isotoniques [=] H2O Fig: 3.8 b Cliquez sur l’image : glucose

32 Osmose VS Solution isotonique Solution hypertonique
2 solutions de concentration égale de solutés Solution hypertonique 1 solution plus concentrée de solutés VS Solution hypotonique 1 solution moins concentrée de solutés Module 1 – Osmose

33 Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire
Tonicité Milieu isotonique : Volume ¢ reste = Milieu hypotonique : Volume ¢  (puisque l’eau entre !) ¢ est qualifiée de « lysée » Milieu hypertonique : Volume ¢  (puisque l’eau sort !) ¢ est qualifiée de « crénelée » Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire

34 Transport passif … en bref
2 types : Diffusion simple Diffusion facilitée  protéines de transport Toute substance diffuse selon son PROPRE gradient de concentration. Le transport passif ne nécessite PAS une dépense d’É de la part de la ¢. A T P X Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire

35 Transport passif … en bref
Gros Solutés Perméase Canal ionique Aquaporine Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire

36 Exercice: Fig. 1 – Comparaison des courbes de vitesse de diffusion d’un soluté transporté par diffusion simple (l’oxygène) et d’un soluté transporté par diffusion facilitée (le glucose), en fonction du gradient de concentration de soluté.   Légende oxygène glucose Vitesse de diffusion du soluté (du milieu hypertonique au milieu hypotonique) Gradient de concentration du soluté (différence de concentration entre les deux milieux) *Comment s’explique le « plateau » observé sur le graphique?

37 Exercice: Fig. 1 – Comparaison des courbes de vitesse de diffusion d’un soluté transporté par diffusion simple (l’oxygène) et d’un soluté transporté par diffusion facilitée (le glucose), en fonction du gradient de concentration de soluté.   Légende oxygène glucose Vitesse de diffusion du soluté (du milieu hypertonique au milieu hypotonique) Gradient de concentration du soluté (différence de concentration entre les deux milieux) *Comment s’explique le « plateau » observé sur le graphique?

38 Dans le labo … Utilisation d’une membrane artificielle : X
Les protéines de transport sont remplacées par des « trous » dans la membrane artificielle. La membrane artificielle imite les propriétés d’une vraie membrane : Perméabilité sélective déterminée par … Taille des « trous » X