Structure et Fonctions Chapitre 3 Module 1 Biologie

Structure et Fonctions Chapitre 3 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 2

La membrane Fig. 3. 3 Fluide v Dynamique (Cliquez) Mosaïque v Composition hétérogène F. Ext. F. Int. ü Lipides = phosphoglycérolipides ü Protéines membranaires ü Glucide en petite quantité 3

Gl yc oc al yx La membrane Cytosquelette Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire Fig. 3. 3 4

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. 46

La fluidité des membranes La membrane n’est PAS statique v. Essentielle au bon fonctionnement de la cellule. Mouvement latéraux rapides phospholipides La fluidité dépend de: v. Température (+ T°↑ , + c’est fluide) v. Composition lipidique (a. g. et cholestérol) 7

La fluidité d’une membrane Importance de sa composition sur sa fluidité v + a. g. insaturés = + mb est fluide ! ü Les a. g. insaturés s’entassent moins que les a. g. saturés ! ü + il y a de l’espacement, + c’est fluide vs A. g. saturés C: Fig. 7. 5 A. g. insaturés 8 Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire

Perméabilité sélective La mb régit le transport des substances. Certaines molécules … v. Passent facilement la mb v. Passent, mais difficilement v. Ne passent pas Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire 9

Structure et Fonctions Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire

Le plan de match Notion de base : v Soluté, solvant et solution Le transport membranaire : v Transport passif ü Principe de la diffusion ü Principe de l’osmose v Transport actif Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire 11

Principe : Solvant + Soluté(s) = Solution Composé chimique (Na. Cl) Solution Composé chimique (glucose) Soluté 1 (Cl-) Soluté 2 (glucose) Molécule d’eau libre Solvant (eau) Soluté 3 (Na+) 12

Transport passif (diffusion)

Transport membranaire Perméabilité sélective : v La membrane permet le transport des molécules qui entrent et qui sortent de la cellule v Certaines molécules passent: ü Facilement ü Difficilement ü Pas du tout La membrane régit le transport des substances.

Transport membranaire Passage facile … v Molécules hydrophobes : ü Lipides, hydrocarbures, acides gras v Vitamines liposolubles v Gazs : ü CO 2, O 2 v Petites molécules (eau) Passage difficile ou imperméable : v Molécules hydrophiles : ü ü ü Molécules polaires (eau) Grosses molécules (glucides, a. a. ) Ions (Na+, K+) Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire 15

Le Transport Membranaire Deux types de transport v. TRANSPORT PASSIF üDiffusion simple üDiffusion facilitée v. TRANSPORT ACTIF üPrimaire (pompes) üSecondaire (cotransport) üEndocytose Transport vésiculaire üExocytose Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire

Transport passif Diffusion simple v Passage direct au travers de la mb Diffusion facilitée v Le passage nécessite l’intermédiaire d’une Protéine de transport 17

Principe : La diffusion Toute substance diffuse en suivant SON propre gradient de concentration : v + concentré - concentré v Jusqu’à l’égalité des [] [+] [–] [=] Mouvement NET est NUL ! Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire 18

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 19

Principe : La diffusion Influencée par 3 facteurs : v. Température ü + ; + diffusion rapide v. Taille des molécules ü + petites ; + diffusion rapide v. Pente du gradient ü + ; + diffusion rapide Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire 20

Transport passif ne nécessite PAS Le transport passif une dépense d’É de la part de la ¢. ATP Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire 21

Transport passif : D. facilitée Diffusion facilitée : v. Le passage des substances à travers la mb NÉCESSITE l’intermédiaire d’une protéine de transport. üCouloirs hydrophiles Portion hydrophile Portion hydrophobe Fig. 3. 7 b, c , d Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire 22

Transport passif : D. facilitée 3 types : v. Canaux ioniques v. Perméases v. Aquaporines Fig. 3. 7 Diffusion facilitée est un type de transport passif = ne nécessite AUCUNE É !!! Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire 23

Transport passif : D. facilitée Canaux ioniques : v Protéines de transport v Transportent des ions spécifiques ü Canaux calciques (Ca 2+), sodiques (Na+), potassiques (K+) … v Ouverture et fermeture sont contrôlées : ü Mécanique ü Chimique ü Électrique 24

Transport passif : D. facilitée Perméases : v Protéines de transport v Molécules chargées ou polaires : ü Monosaccharides, a. a. , vitamines. v Changement de conformation v Spécifiques au substrat v Saturation v Peuvent être inhibées 25

Transport passif : D. facilitée Aquaporines : v Protéines de transport v Spécifiques à l’EAU v L’eau diffuse suivant son [gradient]. v Osmose Fig. 3. 7 d) 26

Transport de l’eau Lentement: Par diffusion à travers la membrane Rapidement: Aquaporines peuvent contrôler le débit d’eau. Module 1 – Transport membranaire 27

Osmose L’osmose : v Diffusion de molécules d’EAU libres à travers une membrane à perméabilité sélective. http: //www. accreteil. fr/biotechnologi es/doc_biochemistrywater. htm Module 1 – Osmose 28

Principe : l’osmose L’Osmose : v La direction de l’osmose dépend ü Concentration totale de tous les solutés dans l’eau ü Et Non de la nature du soluté. Solution HYPOtonique Solution HYPERtonique Solutions [eau] [solutés] [eau] [=] ISOtoniques [solutés] Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire 29

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 30

Transport passif L’Osmose : la diffusion de l’EAU Solution hypotonique Solution hypertonique H 2 O Solutions isotoniques [=] Fig: 3. 8 b Cliquez sur l’image : glucose http: //www. ac-creteil. fr/biotechnologies/doc_osmosis. htm 31

Osmose Solution isotonique v 2 solutions de concentration égale de solutés Solution hypertonique v 1 solution plus concentrée de solutés VS Solution hypotonique v 1 solution moins concentrée de solutés Module 1 – Osmose 32

Tonicité Milieu isotonique : v Volume ¢ reste = Milieu hypotonique : v Volume ¢ (puisque l’eau entre !) v ¢ est qualifiée de « lysée » Milieu hypertonique : v Volume ¢ (puisque l’eau sort !) v ¢ est qualifiée de « crénelée » Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire 33

Transport passif … en bref 2 types : v Diffusion simple v 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 ¢. ATP Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire 34

Transport passif … en bref Gros Solutés Perméase Canal ionique Aquaporine Module 1 – Biologie cellulaire et Transport membranaire 35

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? 36

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? 37

Dans le labo … Utilisation d’une membrane artificielle : v Les protéines de transport sont remplacées par des « trous » dans la membrane artificielle. v La membrane artificielle imite les propriétés d’une vraie membrane : ü Perméabilité sélective déterminée par … Ø Taille des « trous »