Les Echanges Membranaires Z. Mohammedi

Classification des Transports cellulaires 1. Transport trans-membranaire 2. Transport vésiculaire Transport passif simple (diffusion simple ou libre) Transport passif facilité (diffusion facilitée) – Diffusion facilité par des perméases – Diffusion facilitée par des protéines -canaux Transport actif primaire Transport actif secondaire Transport par des structures sphériques en forme de sac, appelées Vésicules

1/ Le Transport trans-membranaire

Diffusion simple: Diffusion des solutés Le déplacement des solutés (petites molécules lipophiles, des gaz) diffusent librement à travers la membrane cellulaire dans le sens de leur gradient de concentration (des espaces où les concentrations sont fortes vers les espaces à concentrations faibles, jusqu'à équilibre des concentrations de part et d'autre de la membrane).

Transport passif simple de l’eau Diffusion de l’eau Osmose Le déplacement de des molécules de l'eau (solvant) se fait du milieu hypotonique (moins concentrée) vers le milieu hypertonique (plus concentrée) jusqu'à l'équilibre (milieu isotonique).

Facteurs régulant la diffusion simple

Passage facilité de l’eau à travers des transporteurs, qui forment un canal hydrique dans la membrane cellulaire: Les Aquaporines (Protéines transmembranaires) Transport passif facilitée Ex: Transport de l’eau

Transport passif facilitée Ex: Diffusion facilitée du Glucose GLUT La diffusion facilitée des molécules de glucose se fait par des perméases (uniporteurs): GLUT

Fonctionnement des GLUT

Déplacement des substances à travers la membrane contre leur gradient de concentration ou électrochimique. Ce type de transport à l'inverse du transport simple, se fait activement (énergie) par des transporteurs protéiques, localisés dans la bicouche lipidique de la membrane. Nous avons: - T. actif primaire - T. actif secondaire Transport actif

Transport actif primaire: Ex: Na+/k+ ATPase La pompe sodium/potassium est composée de plusieurs sous-unités : sous-unité α : la sous-unité β: la sous-unité γ (n'est pas exprimée dans tous les types cellulaires)

Fonctionnement de la Pompe Na+/K+

Transport actif secondaire: Ex: T. actif du glucose Le glucose se déplace activement contre son gradient de concentration par un co-transport avec le sodium, qui se déplace dans le sens de son gradient électrochimique. Le symporteur est symbolisé SGLT (Sodium Glucose Transpoter)

Fonctionnement du symporteur Na+/glucose

Transport du glucose dans la cellule intestinale

2/ Le Transport par des vésicules

A/ Echange entre la cellule et le milieu externe ENDOCYTOSEEXOCYTOSETRANSCYTOSE

Endocytose L'endocytose correspond au mécanisme qui assure la pénétration intracellulaire d'éléments divers et s'effectue par formation de vésicules membranaires

Endocytose: 3 types La phagocytose : processus permettant à une cellule d'englober puis de digérer une substance étrangère. La phagocytose : processus permettant à une cellule d'englober puis de digérer une substance étrangère. La pinocytose : capture et absorption de gouttelettes de liquide provenant du milieu externe. La pinocytose : capture et absorption de gouttelettes de liquide provenant du milieu externe. endocytose sélective : des récepteurs membranair es pour la reconnaissance et donc la liaison à des molécules particulières

Exemple d’Endocytose (phagocytose)

Exemple d’Endocytose par récepteurs

Exocytose L'exocytose correspond au mécanisme qui assure la sécrétion vers le milieu extracellulaire de molécules contenues dans des vésicules et s'effectue par fusion de la membrane vésiculaire avec la membrane plasmique de la cellule.

Libération d'un neurotransmetteur lors de la transmission synaptique par exocytose Exemple d’Exocytose

Transcytose Le transcytose correspond au mécanisme qui assure le passage d’une particule, emballée dans une vésicule lipidique, d’un espace extra- cellulaire vers un autre espace extracellulaire

Transcytose du virus T-lymphotrope humain de type 1 (HTLV-1) à travers la barrière épithéliale. Exemple de Transcytose

B/ Echanges intracellulaires par des vésicules

Les vésicules recouvertes 03 populations de vésicules recouvertes de protéines: – les vésicules à Clathrine – les vésicules à Coatomers COPI – les vésicules à Coatomers COPII

Les voies des échanges intracellulaires par les vésicules

La clathrine est composée de: 03 chaines lourdes ou longues 03 chaines légères ou courtes Transport par des vésicule à Clathrine Les molécules de clathrine forment des structures appelées Triskélions.

Transport par des vésicule COPI 7 sous unités protéiques sont indispensables pour la formation du manteau protéique de la vésicule COPI. Ces sous unités s’assemblent pour former 2 complexes protéiques: COPI F et COPII B COPI Complexe FComplexe B

Sar1p- le complexe Sec23p/Sec24ple complexe Sec13p/Sec31p Transport par des vésicule COPII Les constituants protéiques nécessaires pour la formation du manteau COPII sont:

Structure des différentes vésicules recouvertes

Cycle de la formation des vésicules mantelées par la clathrine Etapes de formation de la vésicule mantelée (Microscopie électronique)

La vésicule COPI: Assemblage du manteau COPI

La vésicule COPI: Désassemblage du manteau COPI

Fusionnement Membranaire La fusion membranaire entraîne la réunion de deux structures membranaires en une seule. Les SNAREs sont les principaux responsables de la fusion membranaire et du trafic membranaire au sein des cellules eucaryotes. La fusion membranaire assure l ’ adressage sp é cifique du contenu des v é sicules.