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

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

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.

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

– La membrane – Fluidité

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

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)

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

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

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

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

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+)

Transport passif (diffusion)

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.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Osmose L’osmose : Diffusion de molécules d’EAU libres à travers une membrane à perméabilité sélective. http://www.ac-creteil.fr/biotechnologies/doc_biochemistry-water.htm Module 1 – Osmose

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

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

[=] 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 http://www.ac-creteil.fr/biotechnologies/doc_osmosis.htm

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

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

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

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

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?

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?

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