Membranes

Quelles organelles de la cellule possedent 2 membranes ?

Mitochondries et noyau

A quoi servent les membranes de la cellule ?

• separe la cellule de l environnement → barriere

• compartimention des differents organelles → permet de garder un pH dans certains organelles

Que peut on dire de la symetrie entre deux lipides formant une partie la membrane ?

Les deux lipides lies ne sont pas forcement les memes

Quelle partie de la membrane permet une barriere contre la diffusion libre des molecules entre les differents compartiments ?

Les lipides

Quelle partie de la membrane permet une permeabilite selective de certaines molecules ?

Les pompes et canaux

Quel est l’importance de l’ancrage membranaire pour une proteine ? Comment s ancre t elle ?

Assurer sa localisation et sa fonction ; liaison possible au cytosquelette et à la matrice extracellulaire.

Quelle est l importance de la membrane dans la transduction du signal ?

Il permet le passage du signal exterieur vers l interieur

Comment l’ancrage peut-il moduler la fonction d’une protéine ?

En la localisant dans des microdomaines membranaires (ex : radeaux lipidiques) qui modifient son activité.

Quelle est l epaisseur de la membrane cellulaire ?

4-8 nm

Quelles sont les liaisons entre les lipides ?

Interactions hydrophobes → non covalentes

Quel est le signe du potentiel à l’intérieur de la cellule au repos ?

L’intérieur est négatif par rapport à l’extérieur.

Qu’implique les interactions hydrophobes entre lipides au niveau de la position des lipides sur la membrane ?

Ils peuvent se deplacer dans la membrane (a moins qu elles soient ancrees)

Quels sont les differents types de mouvement que peuvent faire les lipides sur la membrane ?

• rotation

• diffusion laterale = se deplacer dans leur couche

• diffusion transverse = aller d’une couche a l’autre

Quel est l autre nom de la diffusion transverse ?

Flip-flop

Que peut on dire du taux de diffusion laterale vs transverse ?

Diffusion laterale beaucoup plus frequente, alors que flip flop beaucoup moins car il faut la tete hydrophile du lipide traverse la partie hydrophobe

Que peut on dire du mouvement des proteines dans la membrane ?

• diffusion laterale

• pas de diffusion transverse

Pouquoi le terme mosaique fluide a ete utilise pour decrire la structure de la membrane cellulaire  ?

• Car la composition de la membrane est tres heterogene

• Car les phospholipides et proteines peuvent se deplacer librement dans le plan de la membrane

Dans quelles directions est la membrane deformable ?

Les 3 directions de l espace

Quels sont les principaux composants des lipides de la membrane cellulaire ?

Les acides gras

Quelle est la strcture des acides gras ?

• 16-18 atomes de carbone

• groupe carboxyle a la fin

Comment s appelle le dernier carbone de la chaine aliphatique de l acide gras ?

Omega

Quel est le nom de l acide gras sature a 16C ?

Acide palmitique

Quel est le nom de l acide gras insature a 16C ? (liaison cis)

Acide oleique

Quels sont les trois types de lipides membranaires ?

• phospholipides

  • phosphoglycerides

  • sphingolipides

• glycolipides

• choleseterol

Quelle est la structure des phosphoglycerides ?

• chaines d’acides gras lies aux OH du glycerol (liaison resulte d’une deshydration)

• phosphate lie au dernier OH du glycerol

• groupe principal lie au phosphate

Quels peuvent etre les differents groupes principals des phosphoglycerides et comment sont ils hydrophiles ?

• acides amines ou glucose

• l’acide amine est charge

Quelle est la structure d un sphingolipide ?

Derive de la sphingosine, avec un deuxieme acide gras par une liaison amide et un groupe phosphate et acide amine charges

Que forment les phospholipides ?

Des bicouches de la membrane cellulaire mixtes

Quelle est la structure d un glycolipide ?

Derive de la sphingosine, comme les sphingolipides, mais avec un sucre en tete.

Quels sont les deux types de glycolipides et leur caracteristiques ?

• cerebrosides → un residu de glucose ou galactose

• gangliosides → chaine de jusqu’a 7 sucres

Comment forment les glycolipides la membrane cellulaire ?

Se trouvent seulement du cote extracellulaire de la membrane

Dans quels autres membranes existent les glycolipides ?

A part la membrane cellulaire, n’existent pas trop

Quelle est la structure du cholesterol ?

Steroide base sur 4 anneaux hydrocarbures, une queue aliphatique courte et un groupe OH

Dans quelles membranes est present le cholesterol ?

Dans les membranes des cellules animales, mais absent dans les membranes de plantes et des procaryotes

Qu’est ce que l effet hydrophobe et quelle est la structure de cet effet dans l eau ?

Les molecules non polarisees s’agregent et les molecules d eau forment une cage autour d’eux.

Pourquoi les molecules hydrophobes s’agregent ?

Car l’entropie est plus forte du au fait que moins de molecules d eau necessaires pour former la cage autour des molecules hydrophobes

Que forment les biscouches lipidiques lorsqu’elles se replient sur elles memes ?

Liposomes ou vesicules

Pourquoi les bicouches lipidiques se replient sur eux memes ?

Car c’est energetiquement plus favorable, sinon l’interieur de la bicouche est partiellement exposee a l’eau

Comment preparer des liposomes dans une solution aqueuse ?

• lipides dans une solution aqueuse → formation des bicouches lipidiques

• sonification → envoie des ondes hautes frequeunces pour n’avoir que les petites vesicules

• separation des liposomes et du reste des molecules solubles dans l eau en utilisant la dialyse ou un gel filtration (methodes de filtrage)

Qu’influence la fluidite et l’epaisseur d’une membrane ?

• la longueur des chaines des acides gras : + la chaine est courte → + c’est fluide car il y a moins d interactions entre les chaines

• le degre d’insaturation des acides gras : + c’est insature (+ de doubles liaisons) → + c’est fluide

• le taux de cholesterol : + il y a de cholesterol → + c’est solide

• la temperature : + T est haute → + c’est fluide, car elle casse les interactions hydrophobes

Dans les cellules animales, dans quelles membranes retrouvons nous + de cholesterol et pourquoi?

Dans les membranes cellulaires car elle doit etre +rigide

Ou se situe une molecule de cholesterol dans la membrane ?

Attachees aux 2 autres types de lipides, sous leur tete polaire

Comment l’ajout d’un cholesterol sur un lipide affecte l’epaisseur de la bicouche ?

Elle resserre les acides gras et epaissi la bicouche

Que sont les radeaux lipidiques ?

Un regroupement d’un type de lipides qui bougent ensemble

A quoi servent les radeaux lipidiques ?

• Certaines proteines transmembranaires ont besoin d’une membrane d’une certaine epaisseur. Les radeaux lipidiques peuvent se deplacer pour activer ces proteines

• Certaines proteines sont ancrees aux radeaux lipidiques. Differents radeaux avec les memes proteines peuvent se regrouper pour permettre une meilleure efficacite des proteines (comme la transduction du signal)

Quelle est la principale fonction intrinseque de la bicouche lipidique ?

Barriere aux ions et a la plupart des molecules polaires

Qui regule la plupart des fonctions de la membrane cellulaire ?

Les proteines associees a la membrane

Quelles sont les differentes fonctions des differentes proteines transmembranaires ?

• pompes

• canaux

• adhesion cellulaire

• recepteurs d’hormones etc

Quelle est la difference entre une pompe et un canal ?

• La pompe c’est du transport actif → ATP

• Le canal c’est transport passif

Quelles sont les differentes proteines membranaires ?

• proteines transmembranaires (integrales) (1-3) qui utilisent des structures secondaires pour faire passer des molecules

• proteines ancrees par une helice (4), avec une helice amphiphile qui permet d etre ancree

• proteines membranaires ancrees a des lipides (5-6)

• proteines membranaires peripheriques (7-8) qui interagissent avec des proteines integrales ou ancrees ou directement avec la membrane en interagissant avec les phosphates des lipides

Decris la topologie d une proteine integrale

• A l’exterieur, on retrouve des motifs glycosyles des proteines et des lipides

• Dans la membrane, 20 aa hydrophobes pour l helice alpha

• A l’interieur, souvent des aa charges + pour interagir avec les tetes hydrophiles charges -

Comment determiner combien d’helices alphae transmembranaires ?

Observation du nombres de pics hydrophobes qui indiquent le nombre d’helices alpha

Les helices alpha transmembranaires forment des interactions avec quoi ?

• interactions hydrophobes entre eux

• interactions hydrophobes avec acides gras

Qu’est ce que la rhodopsine ?

Proteine transmembranaires receptrice importante pour la vision

Quelle est la structure du canal de potassium ?

4 sous unites identiques, chacune composee de deux helices alpha et d autres facteurs qui regulent le flot d ions, ce qui rerioente les helices alpha.

Comment se lient les proteines ancrees aux lipides de la membrane cellulaire ?

Liaisons covalentes

Qu’est ce que la porine ?

Canal a partir de brins beta antiparalleles qui forment un feuillet beta enroule

Dans quelles membranes se trouvent les porines ?

Dans la membrane externe des bacteries, des mitochondries et des chloroplastes

Pourquoi l’index d’hydrophobicite de la porine ne montre pas de sequences hydrophobes significatives ?

Car le feuillet beta est amphiphile avec une alternance des R interieur exterieur. Ceux a l exterieur sont hydrophobes, et ceux a l interieur sont hydrophiles, qui permet de laisser passer l eau par ex

Quelles sont les differentes manieres d’ancrer les proteines membranaires aux lipides de la bicouche ? + exemples

Ajout d’elements sur la proteine qui permettent de former des liaisons covalentes avec les lipides

• Acylation, avec une Glycine. Ex : Tyrosine kinase src

• Prenylation, avec une Cysteine. Ex : Rab ou Ras GTPase

• GPI anchor. Ex : Phosphatase alcaline placentaire

A part dans les glycolipides, comment peuvent se lier les sucres a la surface externe de la membrane

Avec un residu Ser, Thr, ou Asn de proteine → glycoproteine

Ou se trouvent les sucres sur les membranes des vesicules ?

Sur la face intra vesiculaire. En fait, ils ne pointent jamais vers le cytosol

Quelles sont les fonctions des glucoses sur la membrane extracellulaire ?

• interactions avec MEC

• interactions avec facteurs de croissance

• interaction avec systeme immunitaire

Les ribosomes libres synthetisent des proteines pour ou ?

Pour les mitochondries, le noyau, le chlorplast ou le cytosol

Que peut on dire sur la sequence signale du polypeptide entrain d etre synthetise ? (localisation sur le peptide, nombre de aa, hydrophile/hydrophobe)

Generalement du cote N terminal, 15-30 aa, hydrophobe avec tout devant un aa basique

A quel stade se fait l insertion co translationnelle ? (combien de aa synthetisees)

70 aa. 40 a l exterieur du ribosome et 30 tjr a l interieur

Quelle est la structure du translocon ? (nom des proteines)

Canal transmembranaire constitue de plusieurs proteines transmembranaires dont une proteine integrale de 10 helices alpha, appelee Sec61

Quelle est la structure de SRP ?

6 proteines et une molecule d’ARN de 300 paires de base

A quelles parties du complexe de traduction se fixe SRP ?

A la grande sous unite ribosomale et a la sequence signal sur le peptide naissant

Quel type de proteine est le recepteur de SRP ?

Proteine membranaire integrale

Qui hydrolyse le GTP dans l’association du ribosome au translocon ?

SRP et son recepteur hydrolysent chacun un GTP

Comment s’appelle le recepteur SRP ?

SR

Comment s’appelle la proteine qui coupe la sequence signal ?

Aspartyl protease

Ou sont formes originellement les proteines transmembranaires ?

Sur la membrane RE

Qu’est ce que la proteine transmembranaire de type I ?

Simple helice a travers la membrane avec le cote N terminal a l’interieur du RE

Qu’est ce que la proteine transmembranaire de type II ?

Simple helice a travers la membrane avec le cote C terminal a l’interieur du RE

Quel est le processus de formation d’une proteine transmembranaire de type I ?

• clivage sequence signal amenant le ribosome sur le RE

• sequence ‘stop-transfert et ancrage’ (STA) passe le translocon et immobilise la chaine naissante et se deplace lateralement dans la membrane

Comment est ce que la sequence stop transfert et ancrage se deplace lateralement pour sortir du translocon ?

Grace a son hydrophobicite

Quel est le processus de formation d’une proteine transmembranaire de type II ?

• sequence d’ancrage interne (SA) reconnue par SRP et inseree dans le translocon, puis apres dans la membrane sous forme helice

• residus basiques orientent la partie N terminale vers le cytosol

C’est quoi les sequences topogenes ?

Dirigent insertion et l orientation dans la membrane

→ STA

→ SA

→ residus basiques

Comment sont amenes les proteines transmembranaires depuis le RE jusqu’a la membrane plasmique ?