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2. Constitution et organisation des membranes

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anahitako's version from 2016-12-31 15:45

Fonctions des membranes - défis et réponses

Question Answer Column 3
FonctionDéfiRéponse
Compartimentationdélimiter le contenu de la cellule, tout en individualisant les compartiments subcellulairesmb lipidique = barrière intègre et continue ; double interface hydrophile/hydrophobe ; liens covalents entre parties hydrophobe/hydrophile, doubles chaînes acylées, stabilité des interactions hydrophobes.
Support pour les activités biochimiquesprocurer à la cellule un support de grande taille pour la répartition efficace des composants hétérogénéité latérale de la membrane en domaines
Echangespermettre des échanges sélectifs avec l'extérieur1) réserve de surface globale (µvillo) = bordure en brosse apicale ; 2) échanges moléculaires = contrôle et coordination des canaux ioniques et transporteurs ; 3) échanges vasculaires sélectifs --> fusion vésiculaire
Déformationse déformer pendant les processus physiologiques1) fluidité membranaire: composition hétérogène en phospholipides et importance du cholestérol ; 2) cytosquelette sous-membranaire: robustesse et ancrage important à la membrane
Interactions entre cellulesreconnaître, adhérer, et échanger des informationscontacts intercellulaires transitoires (de type lectine et intégrine) et permanents (protéines transmembranaires et systèmes de décodage)
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Propriétés des lipides membranaires

Constitution des phospholipides

Question Answer
FormationOn part d'un glycérol (3 C chacun porteur d'une fonction alcool), pour donner un glycérol - 3 P (C3 estérifié par PO4-). Ensuite les fonctions alcool des C1 et C2 sont estérifés par 2 acides gras..
Liaison d'un alcool aminéphosphatidyl aminé (phosphatidylcholine, phosphatidylsérine et phosphatidylinositol)
Liaison d'un polyol en C6phosphatidylinositol (ensuite peut être phosphorylé en PIP2 ou PIP3)
PhospholipasesEnzymes qui hydrolysent les phospholipides.
Phospholipase A1 clive où?La chaîne acyle de l'acool primaire
Phospholipase A2 clive où ?La chaîne acyle de l'alcool secondaire
Phospholipase B fait quoi?combine A1 et A2
Phospholipase C fait quoi ?clive la liaison ester entre le glycérol et le phosphate, forme le DAG qui active la protéine kinase C
Phospholipase D fait quoi ?clive la fonction acide du phosphate de l'alcool --> acide phosphatidique
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Importance physiopathologique des phospholipides

Question Answer
Phosphatidylsérine - normalement où ?côté intracellulaire
Phosphatidyl-inositol - rôle du côté extracellulaire- formation de GPI par l'ajout d'une chaîne sucrée
- GPI permet l'ancrage de protéines sur la face externe de la mb.
Phosphatidyl-inositol - rôle du côté intracellulaire- double signalisation par clivage du PIP2 par la phospholipase C
- signalisation par phosphorylation du PIP2
Double signalisation par clivage du PIP2 par la phospholipase C ?1) DAG généré active la proteine kinase C --> phosphorylation des substrats
2) IP3 généré induit la libération de calcium
Signalisation par phosphorylation du PIP2 ? (5 étapes)1) PI3K recrutée à la mb par plusieurs tyrosine-kinase activées
2) Génère PIP3 sur le feuillet cytosolique
3) RhoGTPase est recrutée sur PIP3
4) Polymérisation protrusive d'actine et fusion des lamellipodes
5) Phagocytose
Phosphatidyl-sérinesi du côté extracellulaire, = signal d'apoptose de la cellule, pour les cellules phagocytaires
Sphingomyélineson hydrolyse par une sphingomyélininase, au niveau du P, donne une céramide + une phosphocholine. La céramide = signal d'apoptose.
Glycosphingolipides - citer ses 4 effets d'importance physiopathologique1) constituants majeurs des gaines de myéline des axones
2) enrichissement au pôle apical des cellules épithéliales (PA + riche en GSL que PB, grâce aux µvillosités)
3) reconnaissance différenciée des sucres, comme GM1 par la toxine AB5 du choléra
4) déficience d'une enzyme de dégradation: maladies de surcharge lysosomiale
Quelle est l'implication des GSL dans les maladies de surcharge lysosomiale ?GSL possède des voies de dégradation complexes (séquentielles, spécialisées et sans redondance). Si une des enzymes lyososmiales de ces voies est déficiente, cela peut provoquer l'accumulation de la substance non digérée dans le lysosome et le gonflement de ce dernier.
Propriétés du cholestérol (5)1) pas ou peu de cholestérol chez les procaryotes
2) dans la levure, il est présent sous forme d'ergostérol
3) abondance variable selon le type cellulaire et l'organite
4) apport exogène (LDL) ou endogène (HmgCoA réductase)
5) éliminée par bile, excrété sous forme de micelles
Cholestérol (2)- athérosclérose: surcharge de macrophages (avec cholestérol) dans la paroi artérielle
- listériose: maladie causée par listeria monocytogenes, bactérie entéropathogène échappant aux attaques car dépourvue de cholestérol
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Infection par listeria monocytegenes

Question Answer
1)liaison de l'invasine de Lm à l'entérocyte, via son E-cadherine = 1er facteur de virulence
2)phagocytose forcée de l'invasine au sein de la cellule
3)l'invasine échappe au phagosome en sécrétant la toxine listériolysine O = 2ème facteur de virulence
4)LLO --> formation de pores dans le phagosome, lyse le cholestérol
5)l'invasine échappe au bactéricide et aux lysosomes
6)l'invasine se propage entre les entérocytes, en exploitant la force des µfilaments d'actine
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Propriétés membranaires

Auto-assemblage

Question Answer
MicellesStructure artificielle produite par les détergents (pas de milieu aqueux à l'intérieur)
LipoprotéinesMonocouche stabilisée par alipoprotéine, isolant une poche hydrophobe contentant un millier d'esters de cholestérol. Pas de milieu aqueux
LiposomeVésicule dont la membrane est formée d'une (unilamellaire) ou de plusieurs bicouches (multilamellaire). Taille dépend de la technique utilisée pour le préparer.
Membrane à 2 feuillets (mb biologique)Les 2 feuillets parallèles séparent 2 compartiments aqueux et peuvent glisser l'un sur l'autre.
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Membrane biologique

Question Answer
Pourquoi 2 feuillets ?Délimiter le contenu de la cellule et individualiser les compartiments cellulaires et créer une barrière intègre et continue avec une double interface hydrophile/hydrophobe
Facteurs influençant la stabilité ?Liens covalents entre les parties hydrophobes et hydrophiles, doubles chaines acylées, stabilité des interactions hydrophobes
Composition lipidique d'une membrane est homogène ?Non, varie d'une cellule/compartiment/région membranaire à l'autre
Abondance des sphingolopidesCellules eucaryotes > procaryotes ( phospholipides (PC,PE,PS)), Golgi > RE
Abondance du cholestérol Cellules eucaryotes > procaryotes (++ lipides polaires (PC, PE, SM, PS))
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Epaisseur

Question Answer
Dépend de ?Présence cholestérol et sphingolipides
Sphingolipides - bicouches / à PCplus épaisses
Cholestérol - épaisseuraugmente l'épaisseur des bicouches enrichies en PC mais pas celle de SM
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Courbure

Question Answer
Dépend de ?Taille relative de la tête polaire / partie hydrophobe
Assemblage de PC ?Monocouche plate - Feuillet externe
Assemblage de PE ?Monocouche courbée - Feuillet interne
StablesBordure en brosse au pôle apical des cell. épithéliales ou tubules contournés proximaux des reins
RéguléesCellules oxyntiques de la muqueuse gastriques
Importance physiopathologique (4) - les mb à courbure importantes sont essentielles à ...1) l'endocytose et la sécrétion --> invagination
2) la formation de structures membranaires stables ou régulées
3) la migration cellulaire --> partie antérieure d'une cell. migratoire = ondulations
4) déformation érythrocytaire --> circulation sanguine + passage des pores de la rate
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Expansions membranaires - cellules oxyntiques de la muqueuse gastrique

Question Answer
1)séquestration des pompes à protons (H+/K+-ATPase) dans des vésicules cytoplasmiques
2)stimulation par l'entrée des aliments dans l'estomac
3)cascade de réponses stimulées par des hormones: libération d'histamine, qui se fixe à son récepteur sur les cellules pariétales
4)fusion des vésicules cytoplasmiques (contenant les pompes à protons) avec la membrane apicale --> formation de plis
5)activation des pompes --> sécrétion d'HCl
6)dénaturation de protéines ingérées, ensuite dégradées par des enzymes protéolytiques
7)blocage par des médicaments contre l'acidité
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Fluidité

Question Answer
Température de transition - c'est quoi?T° à laquelle la mb passe de l'état gel à l'état fluide
3 facteurs qui influencent la fluidité membranairelongueur et nbre insaturations des chaînes d'acides gras par des lipides polaires, abondance en cholestérol, hétérogénéité des membranes
Lg et nb d'insaturationsT° transition augm. si chaîne longue et saturée. A une T° donnée, fluidité augmente quand longueur diminue et nb insaturations augm.
Abondance en cholestérolBrise le tassement des chaînes d'acides gras, abolit la T° de transition tranchée et entraîne une fluidité intermédiaire
Hétérogénéité de la mbPermet d'avoir une bicouche fluide grâce au mélange des lipides différents, car chacun possède sa propre T° de transition caractéristique
Pq la fluidité est si importante ?Elle permet un compromis entre une structure rigide bien ordonnée et un liquide parfaitement fluide non visqueux, permet des interactions au travers la membrane, rends possible certaines fonctions cellulaires fondamentales
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Perméabilité

Question Answer
Défi ?La mb doit à la fois retenir le contenu de la cellule et permettre les échange (perméabilité sélective)
Conditions pr qu'une molécule passe à travers la mbmb perméable (petite taille et coefficient de partition élevé) et concentration plus élevée d'un côté)
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Topologie

Question Answer
Asymétrie transversaleentre les 2 feuillets de la membrane.
Feuillet externe - composphingolipides avec SM (gaine de myéline) et glycosphingolipides (récepteurs pr ligands)
Feuillet internePhosphatidylsérine (PS) (destruction par macrophage qd sur feuillet externe des GR/lymphocytes âgés) et phosphatidylinositol (PI) permettant un transfert de stimulus de la mb plasmique au cytosol
Sur les 2cholestérol régulant fluidité
Homogène ?Non, organisée en domaine (modèle de la mosaïque fluide)
Rafts ?Radeaux lipidiques enrichis en cholestérol et sphyncgolipides permettant la signalisation. Taille nanomérique, instable
Cavéoles ?Petites niches en forme d'oméga renversé (50 nm), venant du recrutement des cavélones sur le feuillet cytosolique.
Cavéoles enrichies en ?cholestérol, sphingolipides et cavéoline
Cavéoles - abondance Cellules endothéliales, musculaires lisses
Rôle biochimique des cavéolesSignalisation et relaxation de la média
Rôle mécaniqueréservoir de membrane et distension des cellules endothéliales et muscu lisses.
Médiatunique intermédiaire d'un vaisseau artériel (intima - média - adventice)
Microvésicules - origineséversion locale de la PS à la mb plasmique.
Taille microvésicules200 nm à 1µm
Rôle microvésiculescommunication entre les cellules, migration cellulaire, émission par cellules cancéreuses
Exosomes - origineGénérés dans corps multivésiculaires (ne pas confondre avec exosome, complexe protéique qui dégrade l'ARN dans la cellule)
Rôle exosomesvéhicule de communication entre cellules
Taille exosomes qq dizaines de nm
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