Biochimie et biotechnologies

Perméabilité de la membrane cellulaire. QCM

La perméabilité de la membrane plasmique joue un rôle capital dans les échanges cellulaires. Elle concerne la diffusion simple, les protéines de transport membranaire, ..


QUESTION 1. Choisir l'information fausse concernant la perméabilité membranaire: (cocher une seule réponse) --- Réponse 1

a. Les gradients de concentrations ioniques transmembranaires peuvent servir à la cellule à transmettre des signaux ou à stocker de l’énergie..
b. La perméabilité membranaire permet à la cellule d’assurer son anabolisme et son catabolisme tout en conservant son homéostasie.
c. La perméabilité membranaire doit être sélective en fonction du type de molécule.
d. Dans le milieu intracellulaire, les charges + du K+ sont compensées par les charges – des phosphates.
e.
Le passage transmembranaire peut être plus ou moins facilité.

QUESTION 2. Choisir l'information correcte concernant la perméabilité membranaire: (cocher une seule réponse) ---- Réponse 2

a. La perméabilité membranaire doit être identique entre les différents types cellulaires.
b.
La perméabilité membranaire dépend également de la nature des molécules devant traverser la membrane plasmique.
c.
Pour les ions, la perméabilité membranaire dépend uniquement de la charge et de la nature.
d.
On observe de part et d’autre de la MP un déséquilibre ionique, à l’origine d’un déséquilibre de charge entre les deux compartiments séparés.
e.
La perméabilité ne peut être interdite à une molécule, car la barrière membranaire n’est pas totalement étanche.

QUESTION 3. Choisir l'information fause concernant la diffusion simple: (cocher une seule réponse) -- Réponse 3

a. La diffusion simple se fait grâce à des protéines de transport passives.
b. La diffusion simple se réalise spontanément au travers de la membrane plasmique.
c. La diffusion simple concerne essentiellement les molécules de petite taille non chargées.
d. Ce phénomène représente la plus grande partie du transport passif des molécules au travers de la membrane plasmique.
e. La diffusion simple se fait toujours selon le sens du gradient de concentration.

QUESTION 4. Choisir l'information correcte concernant la diffusion simple: (cocher une seule réponse) -- Réponse 4

a. L'oxygène O2 et le NO diffusent mal au travers de la membrane plasmique.
b.
La membrane plasmique est quasiment imperméable à l’eau, étant donné que c’est une molécule polaire.
c. Le glucose a un coefficient de perméabilité inférieur à celui de l’éthanol.
d. La membrane plasmique est quasiment perméable aux molécules chargées.
e.
La diffusion concerne essentiellement les molécules chargées de petite et moyenne tailles.

QUESTION 5. Choisir l'information fausse concernant les protéines de transport membranaire: (cocher une seule réponse) --- Réponse 5

a. Le transport passif consiste à utiliser le gradient électrochimique pour faciliter la diffusion d’une molécule de part et d’autre de la membrane plasmique.
b. Les protéines de transport permettent la réalisation de pores hydrophiles dans la membrane plasmique.
c. Les protéines de transport ont généralement une fonction ATPasique qui hydrolyse l’ATP pour fournir de l’énergie.
d. Les protéines porteuses actives sont appelées pompes.
e.
Les protéines porteuses passives facilitent la diffusion des molécules non chargées et des ions..

QUESTION 6. Choisir l'information fausse concernant les protéines de transport membranaire : (cocher une seule réponse) --- Réponse 6

a. Les co-transporteurs sont des protéines porteuses pouvant faire passer plusieurs types de molécules selon leurs gradients de concentration.
b. On trouve des co-trasoporteurs symports et antiports.
c. On ne trouve pas de canaux pour les molécules non chargées.
d. Les protéines de transports jouent un rôle dans la différenciation des membranes, car ces dernières ont des protéines de transports propres à leur rôle.
e.
La reconnaissance des molécules à transporter peut être relativement large ou très étroite.

QUESTION 7. Choisir l'information fausse relative à la diffusion facilitée: (cocher une seule réponse) --- Réponse 7

a. Les protéines porteuses interviennent dans cette diffusion par un changement de conformation.
b. Il s’agit d’un passage de l’état conformationnel 'out' à l’état conformationnel 'in'.
c. La diffusion facilitée est appellée aussi transport passif.
d. Cette transition se fait de manière aléatoire et spontanée, de manière réversible et grâce au gradient de concentration..
e.
Elle implique les protéines porteuses passives et les canaux ioniques.



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QUESTION 8. Choisir l'information correcte relatives aux protéines porteuses passives: (cocher une seule réponse) --- Réponse 8

a. Elles peuvent se déplacer latéralement dans la membrane plasmique, mais en aucun cas elles ne peuvent subir de rotation.
b. Elles sont consommatrices d'énergie.

c. Une mutation au niveau d’un gène codant pour l’une ces protéines n'altère pas les échanges
transmembranaires d’une molécule particulière.
d.
Elles fonctionnent sur le mode uniport et plurimoléculaire.

QUESTION 9. Choisir l'information correcte concernant les transporteurs à glucose: (cocher une seule réponse) --- Réponse 9

a. Il existe au total 7 variétés de transporteurs au glucose (GLUT), parmi lesquels le GLUT-4 qui voit son
affinité pour le glucose augmenter lorsqu’il est stimulé par l’insuline.
b. Seul le L-glucose est capable de se fixer sur ces transporteurs, témoignant de leur grande spécificité.
c. En cas d’hypoglycémie, le sens du gradient de concentration du glucose change et ce sont d’autres
transporteurs du même type implantés en sens inverse qui assurent la sortie du glucose intrahépatocytaire.
d. Il sfagit de proteines multipass à 5 chaînes alpha-transmembranaires.
e.
Ils fonctionnent toujours dans le sens du gradient de concentration; le milieu intracellulaire étant plus
pauvre en glucose que le milieu extracellulaire en temps normal, il transportent préférentiellement le
glucose du milieu extracellulaire vers le milieu intracellulaire; dans certains cas cependant, il peuvent
aussi exporter le glucose hors de la cellule.

QUESTION 10. Choisir l'information fausse concernant les protéines porteuses et les protéines tunnels (canaux ioniques): (cocher une seule réponse) --- Réponse 10

a. On peut comparer le comportement des protéines porteuses avec celui des enzymes. Leur liaison avec la molécule à transporter est réversible, elles sont saturables. On peut également définir un Vmax et leur efficacité sera caractérisée par une concentration Km pour laquelle v=Vmax/2.
b. En raison de leur grande spécificité, les protéines porteuses n’ont pas d’inhibiteurs compétitifs. Néamoins elles peuvent avoir des inhibiteurs irréversibles.
c. Les canaux ioniques protéiques constituent de véritables pores chimiques transmembranaires hydrophiles.
d. Les canaux ioniques assurent la totalité de la diffusion facilitée des ions au travers de la membrane.
e.
La vitesse de passage dans les canaux ioniques atteint un plateau à partir d’un certain gradient de
concentration.

QUESTION 11. Choisir l'information correcte concernant les canaux ioniques: (cocher une seule réponse) --- Réponse 11

a. Il existe en permanence des canaux ioniques ouverts, afin de compenser l’action des pompes
ATPasiques.
b. Les canaux ioniques présentent un rétrécissement au niveau duquel se situe 'le filtre ionique sélectif'.
c. Les canaux ioniques présentent une grande spécificité, propre à chaque canal.
d. Les canaux ioniques disposent de système de verrouillage, permettant ainsi d’interrompre le passage
des ions. Ainsi, leur ouverture est brève.
e.
Les principales causes d’ouverture des canaux ioniques sont la modification de la tension à travers la
membrane et la fixation d’un ligand intracellulaire ou extracellulaire.

QUESTION 12. Choisir l'information fausse à propos de la pompe Na+/K+: (cocher une seule réponse) --- Réponse 12

a. La pompe Na+/K+ est constituée d’une grande sous-unité assurant le transfert des ions et d’une petite
assurant la fonction ATPasique.
b. La pompe Na+/K+ est un co-transporteur antiport..
c. La pompe Na+/K+ fonctionne à contre-gradient dans les deux sens et consomme de l’énergie sous forme d’ATP.
d. En moyenne, 30 % des besoins énergétiques d’une cellule animale sont représentés par l’activité des pompes Na+/K+.
e.
La grande sous-unité de la pompe Na+/K+ est constituée par une protéine multipass de 1000 acides aminés environ.

QUESTION 13. Choisir l'information fausse à propos de la pompe Na+/K+: (cocher une seule réponse) --- Réponse 13

a. Les co-transporteurs Na+/X sont dits transporteurs actifs secondaires, car ils utilisent le gradient de Na+ crée par la pompe Na+/K+.
b. Les pompes Na+/K+ sont responsables de la formation du gradient électrochimique du sodium, essentiel au fonctionnement des co-transporteurs Na+/X..
c. Les ions K+ injectées dans la cellule servent à des co-transporteurs K+/X.
d. La pompe Na+/K+ joue un rôle important dans la régulation du volume cellulaire. Elle empêche également la pénétration des anions Cl- dans le cytosol, en diminuant leur gradient électrochimique au niveau de la membrane plasmique.
e.
L’ouabaïne est un inhibiteur non compétitif de la pompe Na+/K+. Elle se fixe sur le site d’hydrolyse de l’ATP et en bloque le fonctionnement.

QUESTION 14. Choisir l'information fausse à propos de la pompe ATPasique à Ca++: (cocher une seule réponse) --- Réponse 14

a. La pompe ATPasique à Ca++ présente 10 helices alpha transmembranaires permettant le passage des ions Ca++.
b. Les pompes ATPasiques à Ca++ représentent 30 % des protéines membranaires du réticulum sarcoplasmique.
c. Le relâchement musculaire dépend de l’activité de la pompe ATPasique à Ca++ qui va repomper les ions calcium du cytosol vers le réticulum sarcoplasmique.
d. La pompe ATPasique à Ca++ fonctionne par cycle de phosphorylation-déphosphorylation. Elle est présente aussi bien sur la membrane du réticulum sarcoplasmique que sur la membrane plasmique.
e.
La pompe ATPasique possède 2 sites de liaisons du Ca++.

QUESTION 15. Choisir l'information fausse à propos des transporteurs actifs secondaires: (cocher une seule réponse) --- Réponse 15

a. Les transporteurs actifs secondaires sont ATP-dépendants.
b. Les transporteurs actifs secondaires ont une activité ATPasique.
c. Les transporteurs actifs secondaires peuvent être symports ou antiports.
d. Le gradient électrochimique de Na+ généré par la pompe Na+/K+ est responsable du fonctionnement de ces cotransporteurs.
e.
Ils permettent le passage de nombreuses molécules de part et d’autre de la membrane plasmique de la cellule, même à contre-gradient.


Réponses brèves.
Question 1. d --- Question 1

Commentaire: Dans le milieu intracellulaire, les charges + du K+ sont compensées par les charges – des phosphates et d’autres anions fixés et les ions inorganiques.

Question 2. b --- Question 2

Commentaire: La perméabilité membranaire dépend de la nature des molécules devant traverser la membrane plasmique. Le passage transmembranairede certaines molécules toxiques est interdit

Question 3. a--- Question 3

Commentaire: La diffusion simple se fait sans protéines de transport.

Question 4. c --- Question 4

Commentaire: Les ions et le glucose ont un coefficient de perméabilité trop faible. O2 et NO, hydrophobes, diffusent bien au travers de la membrane.

Membrane perméabilité

Question 5. e --- Question 5

Commentaire: La diffusion facilitée se fait par des protéines porteuses passives et par des canaux ioniques. Les protéines porteuses passives facilitent la diffusion des molécules non chargées, uniquement.

Question 6. a--- Question 6

Commentaire: Les co-transporteurs sont des protéines porteuses pouvant faire passer un type de molécules selon son gradient de concentration et l’autre à contre-gradient.

Co-transporteurs membranaires

- les protéines de type uniport (ou uniporteurses) transportent une molécule ou un ion dans une direction.

- les protéines de type symport (ou symporteurses) transportent deux substances de nature différente dans la même direction.
- les protéines de type antiport (ou antiporteurses) transportent deux substances de nature différente dans des directions opposées.

Les transports membranaires se déclinent en deux formes: le transport passif et le transport actif.

Question 7. d--- Question 7

Commentaire: Ce phénomène de changement conformationnel est indépendant de tout phénomène chimique et électrique.

Transports passifs (sans apport énergétique.) à travers la membrane cytoplasmique.

a) Diffusion simple. Un certain nombre de petites molécules 02 ,CO2, acides gras, éthanol, peuvent traverser librement la membrane cytoplasmique lorsque leur concentration dans le milieu extra cellulaire est supérieure à celle du milieu intracellulaire.

b) La diffusion facilité. Ce transport sans apport énergétique se réalise par la présence de protéines qui permettent à la molécule de traverser la membrane (protéine 'canal' sélective)

transports membranaire passif et actif

2) Transports actifs.

a) par des complexes macromoléculaire. Ce transport sélectif nécessite la présence de macromolécules ou de complexes macromoléculaires spécifiques insérés dans la membrane cytoplasmique et de l'énergie pour fonctionner. Souvent cette énergie est fournie par un couplage avec une réaction d'hydrolyse de l'ATP. Ce transport s 'effectue contre un gradient de concentration comme par exemple dans la pompe Sodium - Potassium. La pompe Sodium -Potassiumest une ATPase membranaire présente dans toutes les cellules animales. Son activité aboutit à une distribution inégale des concentrations des ions Na+ et K+ à travers la membrane plasmique, créant ainsi un gradient électrochimique. Pour chaque molécule d'ATP hydrolysée, l'ATPase rejette 3 Na+ et fait entrer 2 K+. Il s'agit d'un transport actif, car il se fait dans le sens contraire du gradient de concentration.

b) par endocytose. Des particules ou molécules peuvent aussi pénétrer dans la cellule par endocytose.

c) par exocytose. Dans ce cas des particules destinées à être excrétées hors de la cellule sont entourées dans une vésicule (qui provient le plus souvent de l'appareil de Golgi). Celle-ci va fusionner avec la membrane cytoplasmique puis son contenu va être libéré du côté extracellulaire.

Question 8. d--- Question 8

Commentaire: Les protéines porteuses passives peuvent réaliser une rotation suivant un axe perpendiculaire au plan de la membrane plasmique. Elles ne consomment pas d’énergie, car fonctionnant selon un gradient de concentration. Le transport Uniport (Un seul type de produit est transporté):

Protéines porteuses et tunnels

 

Question 9. e--- Question 9

Commentaire: Les transporteurs à glucose sont constitués de 12 chaînes alpha-transmembranaires. Uniquement le D-glucose est capable de se fixer sur ces transporteurs. En cas d'hypoglycemie, le sens de transport change avec le gradient de concentration. La stimulation par l'insuline induit l'augmentation du nombre de GLUT-4.

La cellule possède deux façons de transporter le glucose :

- Un transport passif de type uniport effectué par les perméases du glucose (GLUT-1 à GLUT-5, glucose transporter). Les protéines réalisant cette opération ont un poids moléculaire d'environ 54 kDa et sont formées de 12 hélices alpha dont certaines se juxtaposent en ménageant un pore central hydrophile. Bien qu'initialement caractérisées comme transporteurs de glucose, certaines protéines appartenant à la même famille se sont avérées pouvoir aussi transporter d'autres sucres. Par exemple, GLUT-2 transporte non seulement le glucose mais aussi le fructose et le galactose alors que GLUT-5 transporte spécifiquement le fructose.

- Un transport actif effectué par le symport Na+-Glucose (SGLT-1, sodium glucose cotransporter-1). Ce transporteur (poids moléculaire de 60 kDa et constitué de 12 hélices alpha transmembranaires) est abondant dans l'épithélium du tube digestif et du tubule rénal (néphron). Il utilise le fort gradient transmembranaire de Na+ (mis en place par l'ATPase Na+/K+) pour faire pénétrer spécifiquement le glucose dans la cellule avec un rapport de un glucose pour un Na+.

Question 10. d---- Question 10

Commentaire: Les canaux ioniques n'assurent pas la totalité de la diffusion facilitée des ions au travers de la membrane. En effet, il y'a intervention également des co-transporteurs, qui facilitent le passage de certains ions.

Question 11. e---- Question 11

Commentaire: Les causes d’ouverture des canaux ioniques sont la modification de la tension à travers la membrane, la fixation d’un ligand intracellulaire ou extracellulaire et également une stimulation mécanique.

Question 12. a---- Question 12

Commentaire: La petite sous-unité de la pompe Na+/K+ n’a pas de fonction connue.

Question 13. e---- Question 13

Commentaire: L’ouabaïne est un inhibiteur compétitif de la pompe Na+/K+, se fixant sur le site de liaison du K+.

Question 14. b---- Question 14

Commentaire: Les pompes ATPasiques à Ca++ représentent 80 % des protéines membranaires du réticulum sarcoplasmique.

Question 15. b ---- Question 15

Commentaire: Les transporteurs actifs secondaires n’ont pas d’activité ATPasique intrinsèque mais sont ATP-dépendants de part la nécessité du maintien du gradient de Na+ par la pompe Na+/K+ qui hydrolyse l’ATP.



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Membrane plasmique