Cours biologie cellulaire Deug SV1 Les Limites Cellulaires: Membranes, Glycocalyx et Paroi

Frontières, Territoires, Communication, et Adhésion Volume cellulaire Compartiments cellulaires Contrôle des échanges et des contenus Siège de la réception et de l’émission de signaux extérieurs Adhésions: pluricellulaire

Données biochimiques (Page 22) Lipides (PL, Cholesterol) ProtéinesGlucides Réticulum30% (0,5% Glycosylés) 70% (1,5% Glycosylés) 2% App. Golgi35% (1,5% Glycosylés) 65% (1% Glycosylés) 2,5% Memb. plasmique 40% (2,5% Glycosylés) 60% (2% Glycosylés) 4,5% Mito: Memb.Ext 40%60% Mito: Memb.Int. 20%80% Un complexe hétéro-macromoléculaire Phospholipide amphipatique

Phospholides Ester phosphorylique du glycérol et d’acides gras -- ++ POLAIREPOLAIRE APOLAIREAPOLAIRE H2OH2O H2OH2O

Données structurales (TD) 10 nm En haut: MET coupe ultra-fine membrane cytoplasmique Structure tripartite (x ) constituée par deux feuillets denses, séparés d'un espace clair. (Il existe une dissymétrie entre les deux feuillets …) En bas: Cryo-décapage et MEB (p22) Une surface bosselée.

Modèle Mosaïque Fluide (Page 22) (Singer et Nicholson)

Membrane et glycocalyx Fig Membrane plasmique et Glycocalyx and polysaccharides Page 23 (PL cholesterol) Page 24

Bases moléculaires des associations (Membranes/Protéines) P23 * Protéines TRANS-MEMBRANAIRES = intrinsèques (Polypeptide à domaine hydrophobe en hélice  ) Ou PERIPHERIQUES = extrinsèques (Liaisons covalentes aux protéines intrinsèques ou aux phospholipides (lipo- protéines); Liaisons hydrogènes ou ioniques.

Les poly-saccharides sont liés par des liaisons covalentes aux: - Phospholipides (Glyco-lipides) - ou aux Protéines (Glyco-protéines). Bases moléculaires des associations Membranes/Polysaccharides

Contrôle des échanges: perméabilité membranaire (P29) La bi-couche est imperméable aux molécules hydrophiles (ex: l’eau!) Les protéines trans-membranaires sont les « passeurs » Lipides La membrane (= bicouche PL) est une frontière imperméable à presque tout sauf à ce qu’elle veut bien faire passer:  Perméabilité sélective

Notion de diffusion et transports actifs ou passifs La biologie obéit aux lois physiques de l’univers. La loi physique de la diffusion veut que les molécules vont spontanément de là où elles sont concentrées vers là où elle le sont peu. Le but est « d’égaliser » les compartiments. Sens de la diffusion

Notion de diffusion et transports actifs ou passifs (P29 suite) Ce qui est spontané CREE de l’énergie, ce qui va à l’opposé en COUTE: Tout transport dans le sens de la diffusion, ou du gradient de concentration, crée de l’énergie: = Transport passif Tout transport dans le sens opposé à la diffusion, ou contre le gradient de concentration, coûte de l’énergie = Transport actif Un gradient de concentration trans- membranaire constitue une énergie potentielle

Contrôle des échanges: (p29) 1/ Transports passifs Dans le sens de la diffusion Pas besoin d’énergie StérolsEau Ion Canal ou Pore PerméaseConsomme ATP ou gradient SimpleFacilitée Courbes de diffusion: Simple (en vert) Facilitée (en rouge) : sens du gradient de concentration

Les transporteurs passifs: Perméases et Canaux (ou pores) (P29) Changement de conformation (perméase)

Contrôles des échanges: 2/ Transports actifs (P29) Contre la diffusion: besoin d’énergie S S S S H+ SS SS SS SS ADP + Pi ATP H+ S S S 2 mécanismes: Hydrolyse de l’ATP Décharge d’un gradient de protons Symport Antiport

Exemple du transport trans-épithélial du Glucose (P30)

Fig. 1.15; 1.16; 1.17; 1.18 Fig. 1.9; 1.10 Contrôle des échanges: (p31-32) 3/ Pinocytose, endocytose

Phagocytose Intervention du cytosquelette

La communication avec l’extérieur (p33) A l’exception de celles de nature hydrophobe, qui passent par simple diffusion, les molécules signal hydrophiles ne passent pas la membrane Source, signal, transmission, réception, effecteur, réponse ?

S Transduction cytoplasmique Transduction membranaire La membrane est « imperméable aux signaux », Transduction: transformation d’un signal extérieur en un signal intérieur Communication à distance: (P33) Transduction de signaux extérieurs hydrophiles

Système senseur à deux composantes (P33) SIGNAL Emission TRANSMETTEUR Transduction du signal REGULATEUR Modification de la transcription Régulation de l’expression des gènes en réponse à un signal environnemental Signal

Communication à distance: Transduction membranaire Protéine « Relai » (Protéine G) Protéine de « Transduction » Signal Intracellulaire (Adényl-cyclase) Molécule signal extracellulaire (LIGAND: Hormone, nutriment, etc) (Insuline) Protéine « Récepteur » (R.insuline) Molécule signal intracellulaire (AMP cyclique)  1 protéine relai peut activer de nombreuses protéines de transduction: amplification du signal!

Jonctions communicantes: communication entre cytoplasmes (p29) 1 connexon = 6 protéines connexines 1 jonction communicante = plrs connexons Chez la plante, le plasmodesme met en communication les cytoplasmes et les RE (P25) Transport passif, diffusion facilitée

Jonctions cellulaires et tissus (p38-39 Chapitre Cytosquelette) Régions membranaires spécialisées dans l'adhésion

Au-delà de la membrane, la paroi Chez les plantes, une paroi pecto-cellulosique Chez les bactéries, une paroi de peptidoglycane

Paroi végétales (P25-27) 3 parties principales se formant successivement : lamelle moyenne, partie la plus externe, elle est commune à 2 cellules contigües. Se forme la première et est constituée de matières pectiques. -La paroi primaire La 1ère formée et la seule pour les cellules indifférenciées. Elle est plastique et capable de croître (1 à 3 µm). Les microfibrilles de cellulose forment une texture dispersée où se trouve la matrice amorphe. - La paroi secondaire, rigide et pouvant atteindre une épaisseur considérable, ne permet plus la croissance cellulaire. Les microfibrilles de cellulose et la matrice sont disposées de façon régulière décrivant des hélices redressées par rapport à l’axe

Paroi végétale (P25-27) 3 groupes de glucides –les pectines –les hémicelluloses –la cellulose Des protéines. La cellulose est un  -1-4 glucane. (insoluble dans la plupart des solvants) Structure cristalline formée de microfibrilles (2000 monomères) de diamètre 20 à 30 nm.