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Irlande 2019 Conférence 4 - Biologie

Irlande 2019 Conférence 4 - Biologie


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Les glucides

Les glucides sont l'une des quatre principales classes de macromolécules qui composent toutes les cellules et sont une partie essentielle de notre alimentation ; les céréales, les fruits et les légumes sont tous des sources naturelles. Dans cette section, nous discuterons et passerons en revue les concepts de base de la structure et de la nomenclature des glucides, ainsi qu'une variété de fonctions qu'ils jouent dans les cellules.

Structures moléculaires

Dans leur forme la plus simple, les glucides peut être représenté par la formule stoechiométrique (CH2O)m, où m est le nombre de carbones dans la molécule. Pour les glucides simples, le rapport carbone/hydrogène/oxygène dans la molécule est de 1:2:1. Cette formule explique également l'origine du terme « hydrate de carbone » : les composants sont le carbone (« carbo ») et les composants de l'eau (« hydrate »). Les glucides simples sont classés en trois sous-types : les monosaccharides, les disaccharides et les polysaccharides, qui seront discutés ci-dessous. Alors que les glucides simples entrent bien dans ce rapport 1:2:1, les glucides peuvent également être structurellement plus complexes. Par exemple, de nombreux glucides contiennent des groupes fonctionnels (souvenez-vous-en de notre discussion de base sur la chimie) en plus de l'hydroxyle évident. Par exemple, les glucides peuvent avoir des phosphates ou des groupes amino substitués à divers sites dans la molécule. Ces groupes fonctionnels peuvent fournir des propriétés supplémentaires à la molécule et modifieront sa fonction globale. Cependant, même avec ces types de substitutions, la structure globale de base du glucide est conservée et facilement identifiée.

Nomenclature

Un problème avec la chimie des glucides est la nomenclature. Voici quelques règles simples et rapides :

  1. Les glucides simples, tels que le glucose, le lactose ou le dextrose, se terminent par un "-ose".
  2. Les glucides simples peuvent être classés en fonction du nombre d'atomes de carbone dans la molécule, comme le triose (trois carbones), le pentose (cinq carbones) ou l'hexose (six carbones).
  3. Les glucides simples peuvent être classés en fonction du groupe fonctionnel présent dans la molécule, c'est-à-dire le cétose (contient une cétone) ou l'aldose (contient un aldéhyde).
  4. Les polysaccharides sont souvent organisés par le nombre de molécules de sucre dans la chaîne, comme dans un monosaccharide, un disaccharide ou un trisaccharide.

Pour une courte vidéo sur la classification des glucides, voir la vidéo de 10 minutes de la Khan Academy en cliquant ici.

Monosaccharides

Monosaccharides ("mono-" = un; "sacchar-" = sucré) sont des sucres simples; le plus courant est le glucose. Dans les monosaccharides, le nombre de carbones varie généralement de trois à sept. Si le sucre a un groupe aldéhyde (le groupe fonctionnel de structure R-CHO), il est appelé aldose ; s'il possède un groupe cétone (le groupe fonctionnel de structure RC(=O)R'), il est appelé cétose.

Figure 1. Les monosaccharides sont classés en fonction de la position de leur groupe carbonyle et du nombre de carbones dans le squelette. Les aldoses ont un groupe carbonyle (indiqué en vert) à la fin de la chaîne carbonée et les cétoses ont un groupe carbonyle au milieu de la chaîne carbonée. Les trioses, les pentoses et les hexoses ont respectivement trois, cinq et six carbones dans leur squelette. Attribution : Marc T. Facciotti (œuvre personnelle)

Glucose contre galactose

galactose (partie de lactose ou de sucre de lait) et glucose (trouvés dans le saccharose, le disaccharide de glucose) sont d'autres monosaccharides courants. La formule chimique du glucose et du galactose est C6H12O6; les deux sont des hexoses, mais les arrangements des groupes hydrogène et hydroxyle sont différents en position C4. En raison de cette petite différence, ils diffèrent structurellement et chimiquement et sont connus sous le nom d'isomères chimiques en raison de la disposition différente des groupes fonctionnels autour du carbone asymétrique; ces deux monosaccharides ont plus d'un carbone asymétrique (comparez les structures dans la figure ci-dessous).

Fructose versus glucose et galactose

Une deuxième comparaison peut être faite en examinant le glucose, le galactose et fructose (le deuxième glucide qui, avec le glucose, constitue le saccharose disaccharidique et est un sucre commun trouvé dans les fruits). Tous les trois sont des hexoses ; cependant, il existe une différence structurelle majeure entre le glucose et le galactose par rapport au fructose : le carbone qui contient le carbonyle (C=O).

Dans le glucose et le galactose, le groupe carbonyle est sur le C1 carbone, formant un aldéhyde grouper. Dans le fructose, le groupe carbonyle est sur le C2 carbone, formant un cétone grouper. Les anciens sucres sont appelés aldoses sur la base du groupe aldéhyde qui est formé ; ce dernier est désigné comme un cétose basé sur le groupe cétone. Encore une fois, cette différence confère au fructose des propriétés chimiques et structurelles différentes de celles des aldoses, du glucose et du galactose, même si le fructose, le glucose et le galactose ont tous la même composition chimique : C6H12O6.

Figure 2. Le glucose, le galactose et le fructose sont tous des hexoses. Ce sont des isomères de structure, ce qui signifie qu'ils ont la même formule chimique (C6H12O6) mais un arrangement différent des atomes.

Forme linéaire ou annulaire des monosaccharides

Les monosaccharides peuvent exister sous forme de chaîne linéaire ou de molécules en forme d'anneau. Dans les solutions aqueuses, les monosaccharides se trouvent généralement sous forme d'anneau (Figure 3). Le glucose sous forme cyclique peut avoir deux arrangements différents du groupe hydroxyle (OH) autour du carbone anomérique (C1 qui devient asymétrique dans le processus de formation de l'anneau). Si le groupe hydroxyle est inférieur à C1 dans le sucre, on dit qu'il est en position alpha (α), et s'il est au-dessus de C1 dans le sucre, on dit qu'il est en position bêta (β).

Figure 3. Des monosaccharides à cinq et six carbones existent en équilibre entre la forme linéaire et cyclique. Lorsque l'anneau se forme, la chaîne latérale sur laquelle il se ferme est verrouillée en position α ou β. Le fructose et le ribose forment également des cycles, bien qu'ils forment des cycles à cinq chaînons par opposition au cycle à six chaînons du glucose.

Disaccharides

Disaccharides ("di-" = deux) se forment lorsque deux monosaccharides subissent une réaction de déshydratation (également connue sous le nom de réaction de condensation ou de synthèse de déshydratation). Au cours de ce processus, le groupe hydroxyle d'un monosaccharide se combine avec l'hydrogène d'un autre monosaccharide, libérant une molécule d'eau et formant une liaison covalente. Une liaison covalente formée entre une molécule d'hydrate de carbone et une autre molécule (dans ce cas, entre deux monosaccharides) est connue sous le nom de glycosidique lier. Les liaisons glycosidiques (également appelées liaisons glycosidiques) peuvent être de type alpha ou bêta.

Figure 4. Le saccharose est formé lorsqu'un monomère de glucose et un monomère de fructose sont joints dans une réaction de déshydratation pour former une liaison glycosidique. Dans le processus, une molécule d'eau est perdue. Par convention, les atomes de carbone dans un monosaccharide sont numérotés à partir du carbone terminal le plus proche du groupe carbonyle. Dans le saccharose, une liaison glycosidique est formée entre le C1 carbone dans le glucose et le C2 carbone en fructose.

Les disaccharides courants comprennent le lactose, le maltose et le saccharose (Figure 5). Le lactose est un disaccharide constitué des monomères glucose et galactose. On le trouve naturellement dans le lait. Le maltose, ou malt/sucre de grain, est un disaccharide formé par une réaction de déshydratation entre deux molécules de glucose. Le disaccharide le plus courant est le saccharose, ou sucre de table, qui est composé des monomères glucose et fructose.

Figure 5. Les disaccharides courants comprennent le maltose (sucre de grain), le lactose (sucre du lait) et le saccharose (sucre de table).

Polysaccharides

Une longue chaîne de monosaccharides liés par des liaisons glycosidiques est connue sous le nom de polysaccharide ("poly-" = plusieurs). La chaîne peut être ramifiée ou non ramifiée, et elle peut contenir différents types de monosaccharides. Le poids moléculaire peut être de 100 000 Daltons ou plus, selon le nombre de monomères joints. L'amidon, le glycogène, la cellulose et la chitine sont des exemples principaux de polysaccharides.

L'amidon est la forme stockée des sucres dans les plantes et est composé d'un mélange d'amylose et d'amylopectine ; les deux sont des polymères de glucose. Les plantes sont capables de synthétiser du glucose. L'excès de glucose, la quantité synthétisée qui dépasse les besoins énergétiques immédiats de la plante, est stocké sous forme d'amidon dans différentes parties de la plante, y compris les racines et les graines. L'amidon contenu dans les graines fournit de la nourriture à l'embryon pendant sa germination et peut également servir de source de nourriture pour les humains et les animaux qui peuvent manger la graine. L'amidon consommé par les humains est décomposé par des enzymes, telles que les amylases salivaires, en molécules plus petites, telles que le maltose et le glucose.

L'amidon est composé de monomères de glucose qui sont reliés par 1-4 ou 1-6 liaisons glycosidiques ; les nombres 1-4 et 1-6 font référence au nombre de carbones des deux résidus qui se sont joints pour former la liaison. Comme illustré sur la figure 6, l'amylose est de l'amidon formé par des chaînes non ramifiées de monomères de glucose (seulement 1 à 4 liaisons), tandis que l'amylopectine est un polysaccharide ramifié (1 à 6 liaisons aux points de ramification).

Figure 6. L'amylose et l'amylopectine sont deux formes différentes d'amidon. L'amylose est composé de chaînes non ramifiées de monomères de glucose reliés par 1 à 4 liaisons glycosidiques. L'amylopectine est composée de chaînes ramifiées de monomères de glucose reliés par des liaisons glycosidiques 1-4 et 1-6. En raison de la façon dont les sous-unités sont jointes, les chaînes de glucose ont une structure hélicoïdale. Le glycogène (non représenté) est de structure similaire à l'amylopectine mais plus fortement ramifié.

Glycogène

Le glycogène est une forme stockée courante de glucose chez l'homme et d'autres vertébrés. Le glycogène est l'équivalent animal de l'amidon et est une molécule hautement ramifiée généralement stockée dans les cellules du foie et des muscles. Chaque fois que la glycémie diminue, le glycogène est décomposé pour libérer du glucose dans un processus connu sous le nom de glycogénolyse.

Cellulose

La cellulose est le biopolymère naturel le plus abondant. La paroi cellulaire des plantes est principalement constituée de cellulose, qui fournit un support structurel à la cellule. Le bois et le papier sont principalement de nature cellulosique. La cellulose est constituée de monomères de glucose liés par des liaisons glycosidiques 1-4.

Figure 7. Dans la cellulose, les monomères de glucose sont liés en chaînes non ramifiées par des liaisons glycosidiques 1-4. En raison de la manière dont les sous-unités de glucose sont jointes, chaque monomère de glucose est inversé par rapport au suivant, ce qui donne une structure fibreuse linéaire.

Remarque : discussion possible

La cellulose est peu soluble dans l'eau à l'état cristallin ; cela peut être approximé par la représentation des fibres de cellulose empilées ci-dessus. Pouvez-vous suggérer une raison pour laquelle (en fonction des types d'interactions) cela pourrait être si insoluble ?

Comme le montre la figure ci-dessus, tous les autres monomères de glucose dans la cellulose sont retournés et les monomères sont emballés étroitement sous forme de longues chaînes étendues. Cela donne à la cellulose sa rigidité et sa haute résistance à la traction, ce qui est si important pour les cellules végétales. Alors que la liaison 1-4 ne peut pas être décomposée par les enzymes digestives humaines, les herbivores tels que les vaches, les koalas, les buffles et les chevaux sont capables, avec l'aide de la flore spécialisée de leur estomac, de digérer des matières végétales riches en cellulose. et l'utiliser comme source de nourriture. Chez ces animaux, certaines espèces de bactéries et de protistes résident dans le rumen (partie du système digestif des herbivores) et sécrètent l'enzyme cellulase. L'appendice des animaux au pâturage contient également des bactéries qui digèrent la cellulose, lui conférant un rôle important dans le système digestif des ruminants. Les cellulases peuvent décomposer la cellulose en monomères de glucose qui peuvent être utilisés comme source d'énergie par l'animal. Les termites sont également capables de décomposer la cellulose en raison de la présence d'autres organismes dans leur corps qui sécrètent des cellulases.

Interactions avec les glucides

Nous venons de discuter des différents types et structures de glucides trouvés en biologie. La prochaine chose à aborder est de savoir comment ces composés interagissent avec d'autres composés. La réponse à cela est que cela dépend de la structure finale du glucide. Parce que les glucides ont de nombreux groupes hydroxyles associés à la molécule, ils sont donc excellents Donneurs d'obligations H et accepteurs. Les monosaccharides peuvent former rapidement et facilement des liaisons H avec l'eau et sont facilement solubles. Toutes ces liaisons H les rendent également assez "collantes". Ceci est également vrai pour de nombreux disaccharides et de nombreux polymères à chaîne courte. Les polymères plus longs peuvent ne pas être facilement solubles.

Enfin, la capacité de former une variété de liaisons H permet aux polymères d'hydrates de carbone ou polysaccharides pour former de fortes liaisons intramoléculaires et intermoléculaires. Dans un polymère, parce qu'il y a tellement de liaisons H, cela peut fournir beaucoup de force à la molécule ou au complexe moléculaire, surtout si les polymères interagissent. Pensez à la cellulose, un polymère du glucose, si vous avez des doutes.

Acides nucléiques

Il existe deux types d'acides nucléiques en biologie : l'ADN et l'ARN. L'ADN porte l'information génétique héréditaire de la cellule et est composé de deux brins antiparallèles de nucléotides disposés en une structure hélicoïdale. Chaque sous-unité nucléotidique est composée d'un sucre pentose (désoxyribose), d'une base azotée et d'un groupe phosphate. Les deux brins s'associent via des liaisons hydrogène entre des bases azotées chimiquement complémentaires. Les interactions connues sous le nom d'interactions "d'empilement de bases" aident également à stabiliser la double hélice. Contrairement à l'ADN, l'ARN peut être soit simple brin, soit double brin. Il est également composé d'un sucre pentose (ribose), d'une base azotée et d'un groupe phosphate. L'ARN est une molécule de nombreuses astuces. Il est impliqué dans la synthèse des protéines en tant que messager, régulateur et catalyseur du processus. L'ARN est également impliqué dans divers autres processus de régulation cellulaire et aide à catalyser certaines réactions clés (nous en parlerons plus tard). En ce qui concerne l'ARN, dans ce cours, nous nous intéressons principalement à (a) connaître la structure moléculaire de base de l'ARN et ce qui le distingue de l'ADN, (b) comprendre la chimie de base de la synthèse de l'ARN qui se produit au cours d'un processus appelé transcription, (c ) apprécier les différents rôles que l'ARN peut avoir dans la cellule, et (d) apprendre les principaux types d'ARN que vous rencontrerez le plus fréquemment (c'est-à-dire ARNm, ARNr, ARNt, miARN, etc.) et les associer aux processus dans lesquels ils sont impliqués avec. Dans ce module, nous nous concentrons principalement sur les structures chimiques de l'ADN et de l'ARN et sur la manière dont ils peuvent être distingués les uns des autres.

Structure nucléotidique

Les deux principaux types d'acides nucléiques sont acide désoxyribonucléique (ADN) et acide ribonucléique (ARN). L'ADN et l'ARN sont constitués de monomères appelés nucléotides. Les nucléotides individuels se condensent les uns avec les autres pour former un acide nucléique polymère. Chaque nucléotide est composé de trois composants : une base azotée (pour laquelle il existe cinq types différents), un sucre pentose et un groupe phosphate. Ceux-ci sont représentés ci-dessous. La principale différence entre ces deux types d'acides nucléiques est la présence ou l'absence d'un groupe hydroxyle au C2 position, également appelée position 2' (lire "deux premiers"), du pentose (voir la légende de la figure 1 et la section sur le sucre pentose pour en savoir plus sur la numérotation des carbones). L'ARN a un groupe fonctionnel hydroxyle à cette position 2' du sucre pentose; le sucre est appelé ribose, d'où le nom riboacide nucléique. En revanche, l'ADN n'a pas le groupe hydroxyle à cette position, d'où le nom "désoxy" riboacide nucléique. L'ADN a un atome d'hydrogène en position 2'.

Figure 1. Un nucléotide est composé de trois composants : une base azotée, un sucre pentose et un ou plusieurs groupes phosphate. Les carbones du pentose sont numérotés de 1 à 5 (le nombre premier distingue ces résidus de ceux de la base, qui sont numérotés sans utiliser de notation nombre premier). La base est attachée à la position 1' du ribose, et le phosphate est attaché à la position 5'. Lorsqu'un polynucléotide est formé, le phosphate 5' du nucléotide entrant se fixe au groupe hydroxyle 3' à la fin de la chaîne en croissance. Deux types de pentose se trouvent dans les nucléotides, le désoxyribose (présent dans l'ADN) et le ribose (présent dans l'ARN). Le désoxyribose a une structure similaire au ribose, mais il a un -H au lieu d'un -OH en position 2'. Les bases peuvent être divisées en deux catégories : les purines et les pyrimidines. Les purines ont une structure à double cycle et les pyrimidines ont un seul cycle. Facciotti (œuvre originale)

La base azotée

Les bases azotées des nucléotides sont des molécules organiques et sont ainsi nommées car elles contiennent du carbone et de l'azote. Ce sont des bases car elles contiennent un groupe amino qui a le potentiel de lier un hydrogène supplémentaire, et donc d'agir comme une base en diminuant la concentration en ions hydrogène dans l'environnement local. Chaque nucléotide de l'ADN contient l'une des quatre bases azotées possibles : l'adénine (A), la guanine (G), la cytosine (C) et la thymine (T). En revanche, l'ARN contient de l'adénine (A), de la guanine (G) de la cytosine (C) et de l'uracile (U) au lieu de la thymine (T).

L'adénine et la guanine sont classées comme purines. La principale caractéristique structurelle distinctive d'une purine est le double cycle carbone-azote. La cytosine, la thymine et l'uracile sont classées comme pyrimidines. Ceux-ci se distinguent structurellement par un seul cycle carbone-azote. On s'attendra à ce que vous reconnaissiez que chacune de ces structures cycliques est décorée par des groupes fonctionnels qui peuvent être impliqués dans une variété de chimies et d'interactions.

Remarque : pratiquez

Prenez un moment pour revoir les bases azotées de la figure 1. Identifiez les groupes fonctionnels tels que décrits en classe. Pour chaque groupe fonctionnel identifié, décrivez dans quel type de chimie vous vous attendez à ce qu'il soit impliqué. Essayez d'identifier si le groupe fonctionnel peut agir en tant que donneur de liaison hydrogène, accepteur ou les deux ?

Le sucre pentose

Le sucre pentose contient cinq atomes de carbone. Chaque atome de carbone de la molécule de sucre est numéroté comme 1′, 2′, 3′, 4′ et 5′ (1′ est lu comme « un premier »). Les deux principaux groupes fonctionnels qui sont attachés au sucre sont souvent nommés en référence au carbone auquel ils sont liés. Par exemple, le résidu phosphate est attaché au carbone 5' du sucre et le groupe hydroxyle est attaché au carbone 3' du sucre. Nous utiliserons souvent le nombre de carbones pour désigner les groupes fonctionnels sur les nucléotides, alors soyez très familier avec la structure du sucre pentose.

Le sucre pentose dans l'ADN est appelé désoxyribose, et dans l'ARN, le sucre est le ribose.La différence entre les sucres est la présence du groupe hydroxyle sur le carbone 2' du ribose et son absence sur le carbone 2' du désoxyribose. Vous pouvez donc déterminer si vous regardez un nucléotide d'ADN ou d'ARN par la présence ou l'absence du groupe hydroxyle sur l'atome de carbone 2' - on vous demandera probablement de le faire à de nombreuses occasions, y compris des examens.

Le groupe phosphate

Il peut y avoir n'importe où entre un et trois groupes phosphate liés au carbone 5' du sucre. Lorsqu'un phosphate est lié, le nucléotide est appelé un Nnucléotide MonoPphosphate (NMP). Si deux phosphates sont liés, le nucléotide est appelé Nnucléotide jePphosphate (NPD). Lorsque trois phosphates sont liés au nucléotide, on parle de Nnucléotide TriPl'hosphate (NTP). Les liaisons phosphoanhydride entre qui relient les groupes phosphate les uns aux autres ont des propriétés chimiques spécifiques qui les rendent bonnes pour diverses fonctions biologiques. L'hydrolyse des liaisons entre les groupements phosphate est thermodynamiquement exergonique dans des conditions biologiques ; la nature a développé de nombreux mécanismes pour coupler ce changement négatif de l'énergie libre pour aider à conduire de nombreuses réactions dans la cellule. La figure 2 montre la structure du nucléotide triphosphate Adénosine Triphosphate, ATP, que nous aborderons plus en détail dans d'autres chapitres.

Remarque : obligations « à haute énergie »

Le terme "liaison à haute énergie" est BEAUCOUP utilisé en biologie. Ce terme est cependant un raccourci verbal qui peut prêter à confusion. Le terme fait référence à la quantité d'énergie libre négative associée à l'hydrolyse de la liaison en question. L'eau (ou un autre partenaire réactionnel équivalent) est un contributeur important au calcul de l'énergie. Dans l'ATP, par exemple, simplement « casser » une liaison phosphoanhydride - disons avec des pincettes moléculaires imaginaires - en retirant un phosphate ne serait pas énergétiquement favorable. Il faut donc faire attention de ne pas dire que la rupture des liaisons dans l'ATP est énergétiquement favorable ou que cela « libère de l'énergie ». Au contraire, nous devrions être plus précis, en notant que l'hydrolyse de la liaison est énergétiquement favorable. Une partie de cette idée fausse commune est liée, à notre avis, à l'utilisation du terme « obligations à haute énergie ». Alors que dans Bis2a, nous avons essayé de minimiser l'utilisation de la "haute énergie" vernaculaire en faisant référence aux liaisons, en essayant plutôt de décrire les réactions biochimiques en utilisant des termes plus spécifiques, en tant qu'étudiants en biologie, vous rencontrerez sans aucun doute le potentiel trompeur - bien qu'il soit certes utile - raccourci « lien haute énergie » au fur et à mesure que vous poursuivez vos études. Alors, gardez ce qui précède à l'esprit lorsque vous lisez ou écoutez diverses discussions en biologie. Heck, utilisez le terme vous-même. Assurez-vous simplement que vous comprenez vraiment à quoi cela fait référence.

Figure 2. L'ATP (adénosine triphosphate) possède trois groupes phosphate qui peuvent être éliminés par hydrolyse pour former l'ADP (adénosine diphosphate) ou l'AMP (adénosine monophosphate).

Attribution : Marc T. Facciotti (œuvre originale)

Structure en double hélice de l'ADN

L'ADN a une structure en double hélice (illustrée ci-dessous) créée par deux brins de sous-unités nucléotidiques liées de manière covalente. Les groupes sucre et phosphate de chaque brin de nucléotides sont positionnés à l'extérieur de l'hélice, formant le squelette de l'ADN (mis en évidence par les rubans orange sur la figure 3). Les deux brins de l'hélice vont dans des directions opposées, ce qui signifie que l'extrémité de carbone 5' d'un brin fera face à l'extrémité de carbone 3' de son brin correspondant (voir les figures 4 et 5). Nous avons qualifié cette orientation des deux brins de antiparallèle. Notez également que les groupes phosphate sont représentés sur la figure 3 sous la forme de "bâtons" orange et rouges dépassant du ruban. Les phosphates sont chargés négativement aux pH physiologiques et confèrent donc au squelette de l'ADN un fort caractère local chargé négativement. En revanche, les bases azotées sont empilées à l'intérieur de l'hélice (elles sont représentées par des bâtons verts, bleus, rouges et blancs sur la figure 3). Des paires de nucléotides interagissent les unes avec les autres par des liaisons hydrogène spécifiques (illustrées à la figure 5). Chaque paire est séparée de la paire de bases suivante dans l'échelle de 0,34 nm et cet empilement étroit et cette orientation planaire donnent lieu à des interactions d'empilement de bases énergétiquement favorables. La chimie spécifique associée à ces interactions dépasse le contenu de Bis2a mais est décrite plus en détail ici pour les étudiants curieux ou plus avancés. Nous nous attendons cependant à ce que les étudiants soient conscients que l'empilement des bases azotées contribue à la stabilité de la double hélice et qu'ils s'en remettent à vos professeurs de génétique et de chimie organique de division supérieure pour remplir les détails chimiques.

figure 3. L'ADN natif est une double hélice antiparallèle. Le squelette phosphate (indiqué par les lignes courbes) est à l'extérieur et les bases sont à l'intérieur. Chaque base d'un brin interagit via une liaison hydrogène avec une base du brin opposé. Facciotti (œuvre originale)

Dans une double hélice, certaines combinaisons d'appariements de bases sont chimiquement plus favorisées que d'autres en fonction des types et des emplacements des groupes fonctionnels sur les bases azotées de chaque nucléotide. En biologie on trouve que :

L'adénine (A) est chimiquement complémentaire de la thymidine (T) (A s'apparie avec T)

et

La guanine (G) est chimiquement complémentaire de la cytosine (C) (G s'apparie avec C).

Nous appelons souvent ce modèle "complémentarité de base" et disons que les brins antiparallèles sont complémentaire l'un à l'autre. Par exemple, si la séquence d'un brin d'ADN est 5'-AATTGGCC-3', le brin complémentaire aurait la séquence 5'-GGCCAATT-3'.

Nous choisissons parfois de représenter des structures à double hélice complémentaires dans le texte en empilant les brins complémentaires les uns sur les autres comme suit :

5' - GGCCAATTCCATACTAGGT - 3'

3' - CCGGTTAAGGTATGATCCA - 5'

Notez que chaque brin a ses extrémités 5' et 3' étiquetées et que si l'on marchait le long de chaque brin en partant de l'extrémité 5' jusqu'à l'extrémité 3', le sens de déplacement serait opposé à l'autre pour chaque brin ; les brins sont antiparallèles. Nous disons couramment des choses comme « faire passer du 5-prime au 3-premier » ou « synthétiser le 5-premier au 3-premier » pour faire référence à la direction dans laquelle nous lisons une séquence ou la direction de la synthèse. Commencez à vous habituer à cette nomenclature.

Figure 4. Panneau A. Dans une molécule d'ADN double brin, les deux brins sont antiparallèles l'un par rapport à l'autre de sorte qu'un brin va de 5' à 3' et l'autre de 3' à 5'. Ici, les brins sont représentés par des lignes bleues et vertes pointant dans l'orientation 5' à 3'. L'appariement des bases complémentaires est représenté par une ligne horizontale entre les bases complémentaires. Panneau B. Les deux brins antiparallèles sont représentés sous forme de double hélice. A noter que l'orientation des brins est toujours représentée. De plus, notez que l'hélice est droitière - la "boucle" de l'hélice, représentée en violet, s'enroule dans la direction des doigts de la main si la main droite est utilisée et la direction de l'hélice pointe vers le pouce. Panneau C. Cette représentation montre deux caractéristiques structurelles qui résultent de l'assemblage des deux brins appelés les rainures majeures et mineures. Ces rainures sont également visibles sur la figure 3.
Attribution : Marc T. Facciotti (œuvre originale)

Figure 5. Une vue agrandie au niveau moléculaire des brins antiparallèles de l'ADN. Dans une molécule d'ADN double brin, les deux brins sont antiparallèles l'un par rapport à l'autre de sorte qu'un brin va de 5' à 3' et l'autre de 3' à 5'. Le squelette phosphate est situé à l'extérieur et les bases sont au milieu. L'adénine forme des liaisons hydrogène (ou paires de bases) avec la thymine et la guanine des paires de bases avec la cytosine.
Attribution : Marc T. Facciotti (œuvre originale)

Fonctions et rôles des nucléotides et acides nucléiques à rechercher dans Bis2A

En plus de leurs rôles structurels dans l'ADN et l'ARN, les nucléotides tels que l'ATP et le GTP servent également de vecteurs d'énergie mobiles pour la cellule. Certains étudiants sont surpris lorsqu'ils apprennent à comprendre que les molécules d'ATP et de GTP dont nous discutons dans le contexte de la bioénergétique sont les mêmes que celles impliquées dans la formation des acides nucléiques. Nous couvrirons cela plus en détail lorsque nous discuterons des réactions de synthèse d'ADN et d'ARN. Les nucléotides jouent également un rôle important en tant que cofacteurs dans de nombreuses réactions catalysées par voie enzymatique.

Les acides nucléiques, l'ARN en particulier, jouent divers rôles dans le processus cellulaire en plus d'être des molécules de stockage d'informations. Certains des rôles que vous devriez surveiller au fur et à mesure que nous progressons dans le cours incluent : (a) Riboprotéine complexes - complexes ARN-protéines dans lesquels l'ARN joue à la fois un rôle catalytique et structurel. Des exemples de tels complexes comprennent les ribosomes (ARNr), les RNases, les complexes splicesosomes et la télomérase. (b) Rôles de stockage et de transfert d'informations. Ces rôles incluent des molécules comme l'ADN, l'ARN messager (ARNm), l'ARN de transfert (ARNt). (c) Rôles réglementaires. Des exemples de ceux-ci incluent divers non-codants (ARNnc). Wikipedia propose un résumé complet des différents types de molécules d'ARN connues que nous vous recommandons de parcourir pour avoir une meilleure idée de la grande diversité fonctionnelle de ces molécules.

Lipides

Lipides sont un groupe diversifié de composés hydrophobes qui comprennent des molécules comme les graisses, les huiles, les cires, les phospholipides et les stéroïdes. La plupart des lipides sont à leur base des hydrocarbures, des molécules qui incluent de nombreuses liaisons non polaires carbone-carbone ou carbone-hydrogène. L'abondance de groupes fonctionnels non polaires confère aux lipides un degré de caractère hydrophobe (« craignant l'eau ») et la plupart des lipides ont une faible solubilité dans l'eau. Selon leurs propriétés physiques (codées par leur structure chimique), les lipides peuvent remplir de nombreuses fonctions dans les systèmes biologiques, notamment le stockage d'énergie, l'isolation, la formation de barrières, la signalisation cellulaire. La diversité des molécules lipidiques et leur gamme d'activités biologiques sont peut-être étonnamment grandes pour la plupart des nouveaux étudiants en biologie. Commençons par développer une compréhension de base de cette classe de biomolécules.

Graisses et huiles

Une molécule de graisse commune ou triglycéride. Ces types de molécules sont généralement hydrophobes et, bien qu'ils aient de nombreuses fonctions, sont probablement mieux connus pour leur rôle dans les graisses corporelles et les huiles végétales. Molécule de triglycéride dérivée de deux types de composants moléculaires : un groupe "tête" polaire et un groupe "queue" non polaire. Le groupe "chef" d'un triglycéride est dérivé d'une seule molécule de glycérol. Le glycérol, un glucide, est composé de trois carbones, cinq hydrogènes et trois groupes fonctionnels hydroxyle (-OH). Le non polaire acide gras Le groupe "queue" se compose de trois hydrocarbures (un groupe fonctionnel composé de liaisons C-H) qui ont également un groupe fonctionnel carboxyle polaire (d'où le terme "acide gras" - le groupe carboxyle est acide au pH le plus biologiquement pertinent). Le nombre de carbones dans l'acide gras peut aller de 4 à 36 ; les plus courants sont ceux contenant 12-18 carbones.

Figure 1. Le triacylglycérol est formé par la jonction de trois acides gras à un squelette de glycérol dans une réaction de déshydratation. Trois molécules d'eau sont libérées dans le processus. Facciotti (propre travail)

Remarque : discussion possible

Les modèles des triglycérides montrés ci-dessus décrivent le relatif positions des atomes dans la molécule. Si vous recherchez des images de triglycérides sur Google, vous trouverez des modèles qui montrent les queues phospholipidiques dans des positions différentes de celles illustrées ci-dessus. À l'aide de votre intuition, donnez une opinion pour quel modèle vous pensez être une représentation plus correcte de la vie réelle. Pourquoi?

Figure 2. L'acide stéarique est un acide gras saturé commun; l'acide oléique et l'acide linolénique sont des acides gras insaturés courants. Facciotti (propre travail)

Remarque : discussion possible

Les graisses naturelles comme le beurre, l'huile de canola, etc., sont principalement composées de triglycérides. Les propriétés physiques de ces différentes graisses varient en fonction de deux facteurs :

  1. Le nombre de carbones dans les chaînes hydrocarbonées ;
  2. Le nombre de désaturations, ou doubles liaisons, dans les chaînes hydrocarbonées.

Le premier facteur influence la façon dont ces molécules interagissent entre elles et avec l'eau, tandis que le second facteur influence considérablement leur forme. L'introduction d'une double liaison provoque un « pli » dans l'hydrocarbure par ailleurs relativement « droit », représenté d'une manière légèrement exagérée sur la figure 3.

Sur la base de ce que vous pouvez comprendre de cette brève description, proposez une justification - dans vos propres mots - pour expliquer pourquoi le beurre est solide à température ambiante alors que l'huile végétale est liquide.

Voici une information importante qui pourrait vous aider avec la question : le beurre a un plus grand pourcentage d'hydrocarbures plus longs et saturés dans ses triglycérides que l'huile végétale.

figure 3. L'acide gras saturé simple par rapport à l'acide gras insaturé "courbé"/"coudé". Facciotti (propre travail)

Stérols

Stéroïdes sont des lipides à structure annulaire fusionnée. Bien qu'ils ne ressemblent pas aux autres lipides discutés ici, ils sont désignés comme des lipides car ils sont également en grande partie composés de carbone et d'hydrogène, sont hydrophobes et insolubles dans l'eau. Tous les stéroïdes ont quatre anneaux de carbone liés. De nombreux stéroïdes ont également le groupe fonctionnel -OH qui les place dans la classification des alcools des stérols. Plusieurs stéroïdes, comme le cholestérol, ont une queue courte. Le cholestérol est le stéroïde le plus courant. Il est principalement synthétisé dans le foie et est le précurseur de nombreuses hormones stéroïdes telles que la testostérone. C'est aussi le précurseur de la vitamine D et des sels biliaires qui aident à la émulsification des graisses et leur absorption ultérieure par les cellules. Bien que le cholestérol soit souvent évoqué en termes négatifs, il est nécessaire au bon fonctionnement de nombreuses cellules animales, notamment dans son rôle de composant de la membrane plasmique où il est connu pour moduler la structure, l'organisation et la fluidité membranaires.

Figure 4. Le cholestérol est une molécule lipidique modifiée qui est synthétisée par les cellules animales et est un élément structurel clé des membranes cellulaires. Le cortisol est une hormone (molécule de signalisation) qui est souvent libérée en réponse au stress. Facciotti (propre travail)

Remarque : discussion possible

Dans la molécule de cortisol ci-dessus, quelles parties de la molécule classeriez-vous comme groupes fonctionnels ? Y a-t-il un désaccord sur ce qui devrait et ne devrait pas être inclus en tant que groupe fonctionnel ?

Membranes

Les membranes plasmiques enferment et définissent les frontières entre l'intérieur et l'extérieur des cellules. Ils sont généralement composés de bicouches dynamiques de phospholipides dans lesquelles diverses autres molécules et protéines liposolubles ont également été intégrées. Ces bicouches sont asymétriques, la feuille externe étant différente de la feuille interne dans la composition lipidique et dans les protéines et les glucides qui sont affichés à l'intérieur ou à l'extérieur de la cellule. Divers facteurs influencent la fluidité, la perméabilité et diverses autres propriétés physiques de la membrane. Ceux-ci incluent la température, la configuration des queues d'acides gras (certaines pliées par des doubles liaisons), la présence de stérols (c'est-à-dire du cholestérol) incrustés dans la membrane et la nature mosaïque des protéines qui y sont incrustées. La membrane cellulaire a une sélectivité ; il ne laisse passer que certaines substances tout en excluant d'autres. De plus, la membrane plasmique doit, dans certains cas, être suffisamment flexible pour permettre à certaines cellules, telles que les amibes, de changer de forme et de direction lorsqu'elles se déplacent dans l'environnement, chassant des organismes unicellulaires plus petits.

Membranes cellulaires

Un sous-objectif de notre défi de conception « construire une cellule » est de créer une frontière qui sépare « l'intérieur » de la cellule de l'environnement « extérieur ». Cette limite doit remplir plusieurs fonctions, notamment :

  1. Agir comme une barrière en empêchant certains composés d'entrer et de sortir de la cellule.
  2. Être sélectivement perméable afin de transporter des composés spécifiques dans et hors de la cellule.
  3. Recevoir, détecter et transmettre des signaux de l'environnement vers l'intérieur de la cellule.
  4. Projetez « soi » aux autres en communiquant l'identité à d'autres cellules à proximité.

Figure 1. Le diamètre d'un ballon typique est de 25 cm et l'épaisseur du plastique du ballon d'environ 0,25 mm. C'est une différence de 1000X. Une cellule eucaryote typique aura un diamètre cellulaire d'environ 50 µm et une épaisseur de membrane cellulaire de 5 nm. C'est une différence de 10 000 fois.

Remarque : discussion possible

Le rapport de l'épaisseur de la membrane par rapport à la taille d'une cellule eucaryote moyenne est bien supérieur à celui d'un ballon tendu à l'air. Penser que la frontière entre la vie et la non-vie est si petite, et apparemment fragile, plus qu'un ballon, suggère que structurellement la membrane doit être relativement stable. Expliquez pourquoi les membranes cellulaires sont stables. Vous devrez tirer des informations que nous avons déjà couvertes dans cette classe.

Modèle de mosaïque fluide

L'existence de la membrane plasmique a été identifiée dans les années 1890, et ses composants chimiques ont été identifiés en 1915. Les principaux composants identifiés à cette époque étaient les lipides et les protéines. Le premier modèle largement accepté de la structure de la membrane plasmique a été proposé en 1935 par Hugh Davson et James Danielli ; il était basé sur l'aspect « voie ferrée » de la membrane plasmique dans les premières micrographies électroniques. Ils ont émis l'hypothèse que la structure de la membrane plasmique ressemble à un sandwich, les protéines étant analogues au pain et les lipides étant analogues à la garniture. Dans les années 1950, les progrès de la microscopie, notamment la microscopie électronique à transmission (MET), ont permis aux chercheurs de constater que le cœur de la membrane plasmique était constitué d'une double couche plutôt que d'une seule. Un nouveau modèle qui explique mieux à la fois les observations microscopiques et la fonction de cette membrane plasmique a été proposé par S.J. Chanteur et Garth L. Nicolson en 1972.

L'explication proposée par Singer et Nicolson est appelée la modèle de mosaïque fluide. Le modèle a quelque peu évolué au fil du temps, mais il rend toujours mieux compte de la structure et des fonctions de la membrane plasmique telles que nous les comprenons maintenant. Le modèle de mosaïque fluide décrit la structure de la membrane plasmique comme une mosaïque de composants, notamment des phospholipides, du cholestérol, des protéines et des glucides, qui confère à la membrane un caractère fluide. Les membranes plasmiques ont une épaisseur de 5 à 10 nm. A titre de comparaison, les globules rouges humains, visibles en microscopie optique, mesurent environ 8 µm de large, soit environ 1 000 fois plus larges qu'une membrane plasmique.

Figure 2. Le modèle de mosaïque fluide de la membrane plasmique décrit la membrane plasmique comme une combinaison fluide de phospholipides, de cholestérol et de protéines. Les glucides attachés aux lipides (glycolipides) et aux protéines (glycoprotéines) s'étendent à partir de la surface tournée vers l'extérieur de la membrane.

Les principaux composants d'une membrane plasmique sont les lipides (phospholipides et cholestérol), les protéines et les glucides. Les proportions de protéines, de lipides et de glucides dans la membrane plasmique varient selon l'organisme et le type de cellule, mais pour une cellule humaine typique, les protéines représentent environ 50 % de la composition en masse, les lipides (de tous types) représentent environ 40 %. de la composition en masse, et les glucides représentent les 10 pour cent restants de la composition en masse. Cependant, la concentration de protéines et de lipides varie selon les membranes cellulaires. Par exemple, la myéline, une excroissance de la membrane de cellules spécialisées, isole les axones des nerfs périphériques, ne contient que 18 pour cent de protéines et 76 pour cent de lipides. La membrane interne mitochondriale contient 76 pour cent de protéines et seulement 24 pour cent de lipides. La membrane plasmique des globules rouges humains contient 30% de lipides. Les glucides ne sont présents que sur la surface extérieure de la membrane plasmique et sont attachés aux protéines, formant glycoprotéines, ou aux lipides, formant glycolipides.

Phospholipides

Phospholipides sont des constituants majeurs de la membrane cellulaire, la couche la plus externe des cellules. Comme les graisses, elles sont composées de chaînes d'acides gras attachées à un groupe de tête polaire. Plus précisément, il existe deux queues d'acides gras et un groupe phosphate en tant que groupe de tête polaire. Le phospholipide est un amphipathique molécule, ce qui signifie qu'elle a une partie hydrophobe et une partie hydrophile. Les chaînes d'acides gras sont hydrophobes et ne peuvent pas interagir avec l'eau, tandis que le groupe de tête contenant du phosphate est hydrophile et interagit avec l'eau.

Noter

Assurez-vous de noter dans la figure 3 que le groupe phosphate a un groupe R lié à l'un des atomes d'oxygène. R est une variable couramment utilisée dans ces types de diagrammes pour indiquer qu'un autre atome ou molécule est lié à cette position. Cette partie de la molécule peut être différente dans différents phospholipides et donnera une chimie différente à la molécule entière. À l'heure actuelle, cependant, vous êtes responsable de pouvoir reconnaître ce type de molécule (quel que soit le groupe R) en raison des éléments de base communs - le squelette glycérol, le groupe phosphate et les deux queues d'hydrocarbures.

figure 3. Un phospholipide est une molécule avec deux acides gras et un groupe phosphate modifié attaché à un squelette de glycérol. Le phosphate peut être modifié par addition de groupements chimiques chargés ou polaires. Plusieurs groupes chimiques R peuvent modifier le phosphate. La choline, la sérine et l'éthanolamine sont présentées ici. Ceux-ci se fixent au groupe phosphate à la position marquée R via leurs groupes hydroxyle.
Attribution : Marc T. Facciotti (œuvre personnelle)

Une bicouche phospholipidique se forme comme structure de base de la membrane cellulaire. Les queues d'acides gras des phospholipides sont tournées vers l'intérieur, loin de l'eau, tandis que le groupe phosphate fait face à l'extérieur, en liaison hydrogène avec l'eau. Les phospholipides sont responsables de la nature dynamique de la membrane plasmique.

Figure 4. En présence d'eau, certains phospholipides vont spontanément se disposer en micelle. Les lipides seront disposés de telle sorte que leurs groupes polaires seront à l'extérieur de la micelle, et les queues non polaires seront à l'intérieur. Une bicouche lipidique peut également se former, une feuille à deux couches de seulement quelques nanomètres d'épaisseur. La bicouche lipidique est constituée de deux couches de phospholipides organisées de manière à ce que toutes les queues hydrophobes s'alignent côte à côte au centre de la bicouche et soient entourées par les groupes de tête hydrophiles.
Source : Créé par Erin Easlon (propre travail)

Remarque : discussion possible

Au-dessus, il est dit que si vous deviez prendre des phospholipides purs et les laisser tomber dans de l'eau, certains se formeraient spontanément (seuls) en micelles. Cela ressemble beaucoup à quelque chose qui pourrait être décrit par une histoire d'énergie. Revenez à la rubrique histoire d'énergie et essayez de commencer à créer une histoire d'énergie pour ce processus - je pense que les étapes impliquant la description de l'énergie pourraient être difficiles à ce stade (nous y reviendrons plus tard) mais vous devriez être capable faire au moins les trois premières étapes. Vous pouvez critiquer (poliment) de manière constructive le travail de chacun pour créer une histoire optimisée.

Remarque : discussion possible

Notez que le phospholipide décrit ci-dessus a un groupe R lié au groupe phosphate. N'oubliez pas que cette désignation est générique - ceux-ci peuvent être différents des groupes R sur les acides aminés. Quel pourrait être un avantage/un objectif de « fonctionnaliser » ou de « décorer » différents lipides avec différents groupes R ? Pensez aux exigences fonctionnelles pour les membranes stipulées ci-dessus.

Protéines membranaires

Les protéines constituent le deuxième composant majeur des membranes plasmiques. Protéines membranaires intégrales sont, comme leur nom l'indique, complètement intégrés dans la structure membranaire, et leurs régions hydrophobes transmembranaires interagissent avec la région hydrophobe de la bicouche phospholipidique. Les protéines membranaires intégrales à passage unique ont généralement un segment transmembranaire hydrophobe composé de 20 à 25 acides aminés. Certains ne couvrent qu'une partie de la membrane - s'associant à une seule couche - tandis que d'autres s'étendent d'un côté de la membrane à l'autre et sont exposés de chaque côté. Ce type de protéine possède une ou plusieurs régions hydrophiles et une ou plusieurs régions légèrement hydrophobes. Cet arrangement de régions de la protéine tend à orienter la protéine aux côtés des phospholipides, avec la région hydrophobe de la protéine adjacente aux queues des phospholipides et la ou les régions hydrophiles de la protéine dépassant de la membrane et en contact avec le cytosol ou fluide extra cellulaire.

Protéines périphériques se trouvent sur les surfaces extérieures ou intérieures des membranes; et faiblement ou temporairement associés aux membranes. Ils peuvent interagir soit avec des protéines membranaires intégrales, soit simplement interagir faiblement avec les phospholipides à l'intérieur de la membrane.

Figure 5. Les protéines membranaires intégrales peuvent avoir une ou plusieurs hélices (cylindres roses) qui traversent la membrane (exemples 1 et 2), ou elles peuvent avoir ??-feuilles (rectangles bleus) qui enjambent la membrane (exemple 3). (crédit : « Foobar »/Wikimedia Commons)

Les glucides

Les glucides sont le troisième composant majeur des membranes plasmiques. Ils se trouvent toujours à la surface extérieure des cellules et sont liés soit à des protéines (formant des glycoprotéines) soit à des lipides (formant des glycolipides). Ces chaînes glucidiques peuvent être constituées de 2 à 60 unités monosaccharidiques et peuvent être droites ou ramifiées. Avec les protéines périphériques, les glucides forment des sites spécialisés à la surface des cellules qui permettent aux cellules de se reconnaître (l'une des exigences fonctionnelles essentielles mentionnées ci-dessus dans les « membranes cellulaires »).

Fluidité membranaire

La mosaïque caractéristique de la membrane, décrite dans le modèle de la mosaïque fluide, permet d'illustrer sa nature. Les protéines intégrales et les lipides existent dans la membrane sous forme de molécules séparées et ils « flottent » dans la membrane, se déplaçant quelque peu les uns par rapport aux autres. La membrane n'est pas comme un ballon, cependant, en ce sens qu'elle peut se dilater et se contracter considérablement ; il est plutôt assez rigide et peut éclater s'il est pénétré ou si une cellule absorbe trop d'eau. Cependant, en raison de sa nature en mosaïque, une aiguille très fine peut facilement pénétrer dans une membrane plasmique sans la faire éclater, et la membrane s'écoulera et s'auto-scellera lorsque l'aiguille sera extraite.

Les caractéristiques de mosaïque de la membrane expliquent une partie mais pas la totalité de sa fluidité. Il y a deux autres facteurs qui aident à maintenir cette caractéristique fluide. Un facteur est la nature des phospholipides eux-mêmes. Sous leur forme saturée, les acides gras des queues phospholipidiques sont saturés d'atomes d'hydrogène. Il n'y a pas de doubles liaisons entre les atomes de carbone adjacents. Il en résulte des queues relativement droites. En revanche, les acides gras insaturés n'ont pas un complément complet d'atomes d'hydrogène sur leurs queues d'acides gras et contiennent donc des doubles liaisons entre les atomes de carbone adjacents ; une double liaison entraîne une courbure de la chaîne de carbones d'environ 30 degrés.

Figure 6. Toute membrane cellulaire donnée sera composée d'une combinaison de phospholipides saturés et insaturés. Le rapport des deux influencera la perméabilité et la fluidité de la membrane. Une membrane composée de lipides complètement saturés sera dense et moins fluide, et une membrane composée de lipides complètement insaturés sera très lâche et très fluide.

Remarque : discussion possible

On peut trouver des organismes vivant dans des conditions de température extrêmes. Aussi bien dans le froid extrême que dans la chaleur extrême. Quels types de différences vous attendriez-vous à voir dans la composition lipidique des organismes vivant à ces extrêmes ?

Les acides gras saturés, à queues droites, sont comprimés par des températures décroissantes, et ils vont se presser les uns sur les autres, formant une membrane dense et assez rigide. Lorsque les acides gras insaturés sont comprimés, les queues «entortillées» éloignent les molécules de phospholipides adjacentes, maintenant un certain espace entre les molécules de phospholipides. Cette « chambre de coude » aide à maintenir la fluidité dans la membrane à des températures auxquelles les membranes avec des concentrations élevées de queues d'acides gras saturés « gèleraient » ou se solidifieraient. La relative fluidité de la membrane est particulièrement importante dans un environnement froid. De nombreux organismes (les poissons en sont un exemple) sont capables de s'adapter aux environnements froids en modifiant la proportion d'acides gras insaturés dans leurs membranes en réponse à l'abaissement de la température.

Cholestérol

Les animaux ont un constituant membranaire supplémentaire qui aide à maintenir la fluidité. Le cholestérol, qui se trouve à côté des phospholipides dans la membrane, a tendance à atténuer les effets de la température sur la membrane. Ainsi, ce lipide fonctionne comme un "tampon de fluidité", empêchant les basses températures d'inhiber la fluidité et empêchant les températures élevées d'augmenter trop la fluidité. Ainsi, le cholestérol étend, dans les deux sens, la plage de température dans laquelle la membrane est convenablement fluide et par conséquent fonctionnelle. Le cholestérol remplit également d'autres fonctions, telles que l'organisation de grappes de protéines transmembranaires en radeaux lipidiques.

Figure 7. Le cholestérol s'insère entre les groupes phospholipidiques à l'intérieur de la membrane.

Revue des composants de la membrane

Membranes archéennes

Une différence majeure entre les archées et les eucaryotes ou les bactéries est la composition lipidique des membranes des archées. Contrairement aux eucaryotes et aux bactéries, les membranes des archées ne sont pas constituées d'acides gras attachés à un squelette de glycérol. Au lieu de cela, les lipides polaires sont constitués de chaînes isoprénoïdes (molécules dérivées de l'isoprène lipidique à cinq carbones) de 20 à 40 carbones de long. Ces chaînes, généralement saturées, sont attachées par éther se lie aux carbones du glycérol aux positions 2 et 3 sur le squelette du glycérol, au lieu de la plus familière ester liaison trouvée chez les bactéries et les eucaryotes. Les groupes de tête polaire diffèrent en fonction du genre ou de l'espèce des archées et consistent en des mélanges de groupes glyco (principalement des disaccharides) et/ou de groupes phospho principalement de phosphoglycérol, phosphosérine, phosphoéthanolamine ou phosphoinositol. La stabilité inhérente et les caractéristiques uniques des lipides des archées en ont fait un biomarqueur utile pour les archées dans les échantillons environnementaux, bien que des approches basées sur des marqueurs génétiques soient désormais plus couramment utilisées.

Une deuxième différence entre les membranes bactériennes et archéennes qui est associée à certains archaea est la présence de membranes monocouches, comme illustré ci-dessous. Notez que la chaîne isoprénoïde est attachée aux squelettes du glycérol aux deux extrémités, formant une seule molécule constituée de deux groupes de tête polaires attachés via deux chaînes isoprénoïdes.

Figure 8. La surface extérieure de la membrane plasmique des archées n'est pas identique à la surface intérieure de la même membrane.

Figure 9. Comparaisons de différents types de lipides archéens et de lipides bactériens/eucaryotes

Remarque : discussion possible

Dans de nombreux cas, mais pas tous, les archées sont relativement abondantes dans des environnements qui représentent des extrêmes pour la vie (par exemple, température élevée, haute teneur en sel). Quel avantage possible les membranes monocouches pourraient-elles offrir ?

Transport à travers la membrane

Problème de défi de conception et sous-problèmes

Problème général : La membrane cellulaire doit simultanément agir comme une barrière entre "IN" et "OUT" et contrôler spécifiquement lequel les substances entrent et sortent de la cellule et avec quelle rapidité et efficacité elles le font.

Sous-problèmes : Les propriétés chimiques des molécules qui doivent entrer et sortir de la cellule sont très variables. Certains sous-problèmes associés à cela sont : (a) Les grandes et petites molécules ou ensembles de molécules doivent pouvoir traverser la membrane. (b) Les substances hydrophobes et hydrophiles doivent avoir accès au transport. (c) Les substances doivent pouvoir traverser la membrane avec et contre des gradients de concentration. (d) Certaines molécules semblent très similaires (par exemple Na+ et K+) mais les mécanismes de transport doivent encore pouvoir les distinguer.

Perspective de l'histoire de l'énergie

Le transport à travers une membrane peut être considéré du point de vue de l'histoire de l'énergie ; c'est un processus après tout. Par exemple, au début du processus, une substance générique X peut se trouver à l'intérieur ou à l'extérieur de la cellule. À la fin du processus, la substance sera du côté opposé à partir de laquelle elle a commencé.

par exemple. X(dans) ---> X(dehors),

où in et out font respectivement référence à l'intérieur de la cellule et à l'extérieur de la cellule.

Au début, la matière dans le système pourrait être une collection très compliquée de molécules à l'intérieur et à l'extérieur de la cellule, mais avec une molécule de X de plus à l'intérieur de la cellule qu'à l'extérieur. A la fin, il y a une molécule de X de plus à l'extérieur de la cellule et une de moins à l'intérieur. L'énergie dans le système au début est stockée en grande partie dans les structures moléculaires et leurs mouvements et dans les déséquilibres de concentration électriques et chimiques à travers la membrane cellulaire. Le transport de X hors de la cellule ne modifiera pas de manière significative les énergies des structures moléculaires, mais modifiera l'énergie associée au déséquilibre de concentration et/ou de charge à travers la membrane. C'est-à-dire que le transport sera, comme toutes les autres réactions, soit exergonique, soit endergonique. Enfin, certains mécanismes ou ensembles de mécanismes de transport devront être décrits.


Perméabilité sélective

L'une des grandes merveilles de la membrane cellulaire est sa capacité à réguler la concentration de substances à l'intérieur de la cellule. Ces substances comprennent : des ions tels que Ca2+, N / A+, K+, et Cl; les nutriments, y compris les sucres, les acides gras et les acides aminés ; et les déchets, en particulier le dioxyde de carbone (CO2), qui doit quitter la cellule.

La structure bicouche lipidique de la membrane fournit le premier niveau de contrôle. Les phospholipides sont étroitement emballés et la membrane a un intérieur hydrophobe. Cette structure à elle seule crée ce qu'on appelle un sélectivement perméable barrière, qui ne laisse passer que les substances répondant à certains critères physiques. Dans le cas de la membrane cellulaire, seuls des matériaux non polaires relativement petits peuvent se déplacer à travers la bicouche lipidique à des vitesses biologiquement pertinentes (rappelez-vous, les queues lipidiques de la membrane sont non polaires).

Perméabilité sélective de la membrane cellulaire fait référence à sa capacité à différencier différents types de molécules, ne laissant passer que certaines molécules tout en bloquant d'autres. Une partie de cette propriété sélective découle des taux de diffusion intrinsèques de différentes molécules à travers une membrane. Un deuxième facteur affectant les taux relatifs de mouvement de diverses substances à travers une membrane biologique est l'activité de divers transporteurs membranaires à base de protéines, à la fois passifs et actifs, qui seront discutés plus en détail dans les sections suivantes. Tout d'abord, nous prenons la notion de taux intrinsèques de diffusion à travers la membrane.

Perméabilité relative

Le fait que différentes substances puissent traverser une membrane biologique à des vitesses différentes devrait être relativement intuitif. Il existe des différences dans la composition en mosaïque des membranes en biologie et des différences dans les tailles, la flexibilité et les propriétés chimiques des molécules, il va donc de soi que les taux de perméabilité varient. C'est un paysage compliqué. La perméabilité d'une substance à travers une membrane biologique peut être mesurée expérimentalement et le taux de mouvement à travers une membrane peut être rapporté dans ce que l'on appelle les coefficients de perméabilité membranaire.

Coefficients de perméabilité membranaire

Ci-dessous, une variété de composés sont tracés par rapport à leurs coefficients de perméabilité membranaire (MPC) mesurés par rapport à une simple approximation biochimique d'une vraie membrane biologique. Le coefficient de perméabilité rapporté pour ce système est la vitesse à laquelle la diffusion simple à travers une membrane se produit et est rapporté en unités de centimètres par seconde (cm/s). Le coefficient de perméabilité est proportionnel au coefficient de partage et est inversement proportionnel à l'épaisseur de la membrane.

Il est important que vous puissiez lire et interpréter le schéma ci-dessous. Plus le coefficient est élevé, plus la membrane est perméable au soluté. Par exemple, l'acide hexanoïque est très perméable, un MPC de 0,9 ; l'acide acétique, l'eau et l'éthanol ont des MPC compris entre 0,01 et 0,001, et ils sont moins perméables que l'acide hexanoïque. Alors que les ions, tels que le sodium (Na+), ont un MPC de 10-12, et traverser la membrane à une vitesse relativement lente.

Figure 1. Diagramme de coefficient de perméabilité membranaire. Le diagramme a été tiré de BioWiki et peut être trouvé sur http://biowiki.ucdavis.edu/Biochemis...e_Permeability.

Bien qu'il existe certaines tendances ou propriétés chimiques qui peuvent être grossièrement associées à différentes perméabilités des composés (les petites choses passent "rapidement", les grandes choses "lentement", les choses chargées pas du tout, etc.), nous mettons en garde contre toute généralisation excessive. Les déterminants moléculaires de la perméabilité membranaire sont complexes et font intervenir de nombreux facteurs dont : la composition spécifique de la membrane, la température, la composition ionique, l'hydratation ; les propriétés chimiques du soluté ; les interactions chimiques potentielles entre le soluté en solution et dans la membrane ; les propriétés diélectriques des matériaux ; et les compromis énergétiques associés au déplacement de substances vers et hors de divers environnements. Ainsi, dans cette classe, plutôt que d'essayer d'appliquer des « règles » et d'essayer de développer trop de « seuils » arbitraires, nous nous efforcerons de développer un sens général de certaines propriétés qui peuvent influencer la perméabilité et laisser l'attribution de la perméabilité absolue à taux rapportés expérimentalement.De plus, nous essaierons également de minimiser l'utilisation d'un vocabulaire qui dépend d'un cadre de référence. Par exemple, dire que le composé A diffuse "rapidement" ou "lentement" à travers une bicouche ne signifie quelque chose que si les termes "rapidement" ou "lentement" sont définis numériquement ou si le contexte biologique est compris.

Énergétique des transports

Toutes les substances qui se déplacent à travers la membrane le font par l'une des deux méthodes générales, qui sont classées selon que le processus de transport est ou non exergonique ou endergonique. Transport passif est le mouvement exergonique de substances à travers la membrane. En revanche, transport actif est le mouvement endergonique de substances à travers la membrane qui est couplé à une réaction exergonique.

Transport passif

Transport passif n'exige pas que la cellule dépense de l'énergie. Dans le transport passif, les substances se déplacent d'une zone de concentration plus élevée vers une zone de concentration plus faible, vers le bas de leur le gradient de concentration . Selon la nature chimique de la substance, différents processus peuvent être associés au transport passif.

La diffusion

La diffusion est un processus passif de transport. Une seule substance a tendance à se déplacer d'une zone de forte concentration à une zone de faible concentration jusqu'à ce que la concentration soit égale dans un espace. Vous connaissez la diffusion de substances dans l'air. Par exemple, pensez à quelqu'un qui ouvre une bouteille d'ammoniac dans une pièce remplie de monde. Le gaz ammoniac est à sa concentration la plus élevée dans la bouteille ; sa concentration la plus faible se situe aux bords de la pièce. La vapeur d'ammoniac se diffusera ou se répandra hors de la bouteille; progressivement, de plus en plus de personnes sentiront l'ammoniac au fur et à mesure qu'il se propage. Les matériaux se déplacent dans le cytosol de la cellule par diffusion, et certains matériaux se déplacent à travers la membrane plasmique par diffusion.

Figure 2. La diffusion à travers une membrane perméable déplace une substance d'une zone de concentration élevée (liquide extracellulaire, dans ce cas) vers le bas de son gradient de concentration (dans le cytoplasme). Chaque substance séparée dans un milieu, tel que le liquide extracellulaire, a son propre gradient de concentration, indépendant des gradients de concentration d'autres matériaux. De plus, chaque substance diffusera selon ce gradient. Au sein d'un système, il y aura différents taux de diffusion des différentes substances dans le milieu. (crédit : modification de l'œuvre de Mariana Ruiz Villareal)
Facteurs qui affectent la diffusion

Si elles ne sont pas contraintes, les molécules se déplaceront et exploreront l'espace de manière aléatoire à une vitesse qui dépend de leur taille, de leur forme, de leur environnement et de leur énergie thermique. Ce type de mouvement sous-tend le mouvement diffusif des molécules à travers quel que soit le milieu dans lequel elles se trouvent. L'absence de gradient de concentration ne signifie pas que ce mouvement va s'arrêter, juste qu'il peut y avoir rapporter mouvement du nombre de molécules d'une zone à une autre, une condition connue sous le nom Équilibre dynamique.

Les facteurs influençant la diffusion comprennent :

  • Etendue du gradient de concentration : Plus la différence de concentration est grande, plus la diffusion est rapide. Plus la distribution du matériau se rapproche de l'équilibre, plus la vitesse de diffusion devient lente.
  • Forme, taille et masse des molécules diffusantes : Les molécules grosses et plus lourdes se déplacent plus lentement ; par conséquent, ils diffusent plus lentement. L'inverse est généralement vrai pour les molécules plus petites et plus légères.
  • Température : Des températures plus élevées augmentent l'énergie et donc le mouvement des molécules, augmentant le taux de diffusion. Des températures plus basses diminuent l'énergie des molécules, diminuant ainsi le taux de diffusion.
  • Densité du solvant : à mesure que la densité d'un solvant augmente, la vitesse de diffusion diminue. Les molécules ralentissent car elles ont plus de difficulté à traverser le milieu plus dense. Si le milieu est moins dense, les taux de diffusion augmentent. Étant donné que les cellules utilisent principalement la diffusion pour déplacer les matériaux dans le cytoplasme, toute augmentation de la densité du cytoplasme réduira la vitesse à laquelle les matériaux se déplacent dans le cytoplasme.
  • Solubilité : Comme indiqué précédemment, les matériaux non polaires ou liposolubles traversent les membranes plasmiques plus facilement que les matériaux polaires, ce qui permet une vitesse de diffusion plus rapide.
  • Surface et épaisseur de la membrane plasmique : Une surface accrue augmente la vitesse de diffusion, alors qu'une membrane plus épaisse la réduit.
  • Distance parcourue : Plus la distance qu'une substance doit parcourir est grande, plus la vitesse de diffusion est lente. Cela place une limite supérieure sur la taille des cellules. Une grande cellule sphérique mourra parce que les nutriments ou les déchets ne peuvent pas atteindre ou quitter le centre de la cellule, respectivement. Par conséquent, les cellules doivent être soit de petite taille, comme dans le cas de nombreux procaryotes, soit aplaties, comme chez de nombreux eucaryotes unicellulaires.

Transport facilité

Dans transport facilité, également appelée diffusion facilitée, les matériaux diffusent à travers la membrane plasmique à l'aide de protéines membranaires. Il existe un gradient de concentration qui permet à ces matériaux de se diffuser dans ou hors de la cellule sans dépenser d'énergie cellulaire. Dans le cas où les matériaux sont des ions ou des molécules polaires (composés repoussés par les parties hydrophobes de la membrane cellulaire), les protéines de transport facilité aident à protéger ces matériaux de la force répulsive de la membrane, leur permettant de diffuser dans la cellule.

Remarque : discussion possible

Comparer et contraster la diffusion passive et la diffusion facilitée.

Canaux

Les protéines intégrales impliquées dans le transport facilité sont collectivement appelées protéines de transport, et ils fonctionnent soit comme des canaux pour le matériel, soit comme des supports. Dans les deux cas, ce sont des protéines transmembranaires. Différentes protéines de canal ont des propriétés de transport différentes. Certains ont évolué pour avoir une spécificité très élevée pour la substance qui est transportée tandis que d'autres transportent une variété de molécules partageant certaines caractéristiques communes. Le "passage" intérieur de protéines de canal ont évolué pour fournir une faible barrière énergétique pour le transport de substances à travers la membrane grâce à l'arrangement complémentaire de groupes fonctionnels d'acides aminés (à la fois du squelette et des chaînes latérales). Le passage à travers le canal permet aux composés polaires d'éviter la couche centrale non polaire de la membrane plasmique qui ralentirait ou empêcherait autrement leur entrée dans la cellule. Bien qu'à tout moment des quantités importantes d'eau traversent la membrane à la fois vers l'intérieur et vers l'extérieur, le taux de transport individuel des molécules d'eau peut ne pas être assez rapide pour s'adapter aux conditions environnementales changeantes. Pour de tels cas, la nature a développé une classe spéciale de protéines membranaires appelées aquaporines qui permettent à l'eau de traverser la membrane à un débit très élevé.

figure 3. Le transport facilité déplace les substances vers le bas de leurs gradients de concentration. Ils peuvent traverser la membrane plasmique à l'aide de protéines de canal. (crédit : modification d'œuvre par Mariana Ruiz Villareal)

Les protéines de canal sont soit ouvertes à tout moment, soit elles sont « fermées ». Ce dernier commande l'ouverture du canal. Divers mécanismes peuvent être impliqués dans le mécanisme de déclenchement. Par exemple, la fixation d'un ion spécifique ou d'une petite molécule à la protéine du canal peut déclencher l'ouverture. Des changements dans le « stress » local de la membrane ou des changements de tension à travers la membrane peuvent également être des déclencheurs pour ouvrir ou fermer un canal.

Différents organismes et tissus d'espèces multicellulaires expriment différents ensembles de protéines de canal dans leurs membranes en fonction des environnements dans lesquels ils vivent ou de la fonction spécialisée qu'ils jouent dans un organisme. Cela fournit à chaque type de cellule un profil de perméabilité membranaire unique qui évolue pour compléter ses "besoins" (notez l'anthropomorphisme). Par exemple, dans certains tissus, les ions sodium et chlorure passent librement à travers des canaux ouverts, alors que dans d'autres tissus, une porte doit être ouverte pour permettre le passage. Cela se produit dans le rein, où les deux formes de canaux se trouvent dans différentes parties des tubules rénaux. Les cellules impliquées dans la transmission des impulsions électriques, telles que les cellules nerveuses et musculaires, ont des canaux fermés pour le sodium, le potassium et le calcium dans leurs membranes. L'ouverture et la fermeture de ces canaux modifient les concentrations relatives sur les côtés opposés de la membrane de ces ions, entraînant une modification du potentiel électrique à travers la membrane qui conduit à la propagation du message dans le cas des cellules nerveuses ou à la contraction musculaire dans le cas des cellules musculaires .

Protéines porteuses

Un autre type de protéine enchâssée dans la membrane plasmique est une protéine porteuse. Cette protéine bien nommée se lie à une substance et, ce faisant, déclenche un changement de sa propre forme, déplaçant la molécule liée de l'extérieur de la cellule vers son intérieur ; selon le gradient, le matériau peut se déplacer dans la direction opposée. Les protéines porteuses sont typiquement spécifiques d'une seule substance. Cette sélectivité s'ajoute à la sélectivité globale de la membrane plasmique. Le mécanisme de fonctionnement à l'échelle moléculaire de ces protéines reste mal compris.

Figure 4. Certaines substances sont capables de descendre leur gradient de concentration à travers la membrane plasmique à l'aide de protéines porteuses. Les protéines porteuses changent de forme lorsqu'elles déplacent les molécules à travers la membrane. (crédit : modification d'œuvre par Mariana Ruiz Villareal)

Les protéines porteuses jouent un rôle important dans le fonctionnement des reins. Le glucose, l'eau, les sels, les ions et les acides aminés nécessaires à l'organisme sont filtrés dans une partie du rein. Ce filtrat, qui comprend du glucose, est ensuite réabsorbé dans une autre partie du rein à l'aide de protéines porteuses. Parce qu'il n'y a qu'un nombre fini de protéines porteuses pour le glucose, si plus de glucose est présent dans le filtrat que les protéines ne peuvent en supporter, l'excès n'est pas réabsorbé et il est excrété du corps dans l'urine. Chez une personne diabétique, cela est décrit comme « déverser du glucose dans l'urine ». Un groupe différent de protéines porteuses, appelées protéines de transport du glucose, ou GLUTs, est impliquée dans le transport du glucose et d'autres sucres hexoses à travers les membranes plasmiques dans le corps.

Les protéines de canal et de support transportent le matériel à des vitesses différentes. Les protéines de canal transportent beaucoup plus rapidement que les protéines porteuses. Les protéines de canal facilitent la diffusion à un rythme de dizaines de millions de molécules par seconde, tandis que les protéines porteuses fonctionnent à un rythme de mille à un million de molécules par seconde.

Transport actif

Transport actif mécanismes nécessitent l'utilisation de l'énergie de la cellule, généralement sous forme d'adénosine triphosphate (ATP). Si une substance doit entrer dans la cellule contre son gradient de concentration, c'est-à-dire si la concentration de la substance à l'intérieur de la cellule est supérieure à sa concentration dans le liquide extracellulaire (et vice versa), la cellule doit utiliser de l'énergie pour déplacer la substance. Certains mécanismes de transport actifs déplacent des matériaux de faible poids moléculaire, tels que des ions, à travers la membrane. D'autres mécanismes transportent des molécules beaucoup plus grosses.

Se déplacer contre un dégradé

Pour déplacer des substances contre une concentration ou un gradient électrochimique, la cellule doit utiliser de l'énergie. Cette énergie est récoltée à partir de l'ATP généré par le métabolisme de la cellule. Les mécanismes de transport actif, appelés collectivement pompes, agissent contre les gradients électrochimiques. De petites substances traversent constamment les membranes plasmiques. Le transport actif maintient les concentrations d'ions et d'autres substances nécessaires aux cellules vivantes face à ces mouvements passifs. Une grande partie de l'approvisionnement en énergie métabolique d'une cellule peut être dépensée pour maintenir ces processus. (La majeure partie de l'énergie métabolique d'un globule rouge est utilisée pour maintenir le déséquilibre entre les niveaux de sodium et de potassium extérieurs et intérieurs requis par la cellule.) Étant donné que les mécanismes de transport actifs dépendent du métabolisme énergétique d'une cellule, ils sont sensibles à de nombreux poisons métaboliques qui interfèrent avec la fourniture d'ATP.

Deux mécanismes existent pour le transport de matériaux de faible poids moléculaire et de petites molécules. Transport actif primaire déplace les ions à travers une membrane et crée une différence de charge à travers cette membrane, qui dépend directement de l'ATP. Transport actif secondaire décrit le mouvement de matière qui est dû au gradient électrochimique établi par le transport actif primaire qui ne nécessite pas directement d'ATP.

Protéines porteuses pour le transport actif

Une adaptation membranaire importante pour le transport actif est la présence de protéines porteuses spécifiques ou de pompes pour faciliter le mouvement : il existe trois types de ces protéines ou transporteurs. UNE uniporteur porte un ion ou une molécule spécifique. UNE symporteur transporte deux ions ou molécules différents, tous deux dans la même direction. Un antiporteur porte également deux ions ou molécules différents, mais dans des directions différentes. Tous ces transporteurs peuvent également transporter de petites molécules organiques non chargées comme le glucose. Ces trois types de protéines porteuses sont également présentes dans la diffusion facilitée, mais elles ne nécessitent pas d'ATP pour fonctionner dans ce processus. Quelques exemples de pompes pour le transport actif sont Na+-K+ ATPase, qui transporte les ions sodium et potassium, et H+-K+ ATPase, qui transporte les ions hydrogène et potassium. Ces deux protéines sont porteuses d'antiporteurs. Deux autres protéines porteuses sont Ca2+ATPase et H+ ATPase, qui ne transportent que des ions calcium et uniquement des ions hydrogène, respectivement. Les deux sont des pompes.

Figure 5. Un uniporteur transporte une molécule ou un ion. Un symporteur transporte deux molécules ou ions différents, tous deux dans la même direction. Un antiporteur transporte également deux molécules ou ions différents, mais dans des directions différentes. (crédit : modification du travail par « Lupask »/Wikimedia Commons)

Transport actif primaire

Dans le transport actif primaire, l'énergie est souvent - mais pas exclusivement - dérivée directement de l'hydrolyse de l'ATP. Souvent, le transport actif primaire, tel que celui illustré ci-dessous, qui sert à transporter les ions sodium et potassium, permet le transport actif secondaire (discuté dans la section ci-dessous). Le second mode de transport est toujours considéré comme actif car il dépend de l'utilisation de l'énergie du transport primaire.

Figure 6. Le transport actif primaire déplace les ions à travers une membrane, créant un gradient électrochimique (transport électrogénique). (crédit : modification d'œuvre par Mariana Ruiz Villareal)

L'une des pompes les plus importantes dans les cellules animales est la pompe sodium-potassium (Na+-K+ ATPase), qui maintient le gradient électrochimique (et les concentrations correctes de Na+et K+) dans les cellules vivantes. La pompe sodium-potassium déplace K+ dans la cellule tout en déplaçant Na+ en même temps, dans un rapport de trois Na+ pour chaque deux K+ ions déplacés. Le Na+-K+L'ATPase existe sous deux formes selon son orientation vers l'intérieur ou l'extérieur de la cellule et son affinité pour les ions sodium ou potassium. Le processus comprend les six étapes suivantes.

  1. L'enzyme étant orientée vers l'intérieur de la cellule, le support a une forte affinité pour les ions sodium. Trois ions se lient à la protéine.
  2. L'ATP est hydrolysé par la protéine porteuse et un groupe phosphate à faible énergie s'y attache.
  3. En conséquence, le support change de forme et se réoriente vers l'extérieur de la membrane. L'affinité de la protéine pour le sodium diminue et les trois ions sodium quittent le support.
  4. Le changement de forme augmente l'affinité du porteur pour les ions potassium, et deux de ces ions se fixent à la protéine. Par la suite, le groupe phosphate de faible énergie se détache du support.
  5. Avec le groupe phosphate retiré et les ions potassium attachés, la protéine porteuse se repositionne vers l'intérieur de la cellule.
  6. La protéine porteuse, dans sa nouvelle configuration, a une affinité diminuée pour le potassium, et les deux ions sont libérés dans le cytoplasme. La protéine a maintenant une plus grande affinité pour les ions sodium, et le processus recommence.

Plusieurs choses se sont produites à la suite de ce processus. À ce stade, il y a plus d'ions sodium à l'extérieur de la cellule qu'à l'intérieur et plus d'ions potassium à l'intérieur qu'à l'extérieur. Pour trois ions de sodium qui sortent, deux ions de potassium entrent. Cela fait que l'intérieur est légèrement plus négatif par rapport à l'extérieur. Cette différence de charge est importante pour créer les conditions nécessaires au processus secondaire. La pompe sodium-potassium est donc un pompe électrogène (une pompe qui crée un déséquilibre de charge), créant un déséquilibre électrique à travers la membrane et contribuant au potentiel de la membrane.

Lien vers l'apprentissage

Visitez le site pour voir une simulation de transport actif dans une ATPase sodium-potassium.

Transport actif secondaire (co-transport)

Le transport actif secondaire amène les ions sodium, et éventuellement d'autres composés, dans la cellule. Au fur et à mesure que les concentrations d'ions sodium s'accumulent à l'extérieur de la membrane plasmique en raison de l'action du processus de transport actif primaire, un gradient électrochimique est créé. Si une protéine de canal existe et est ouverte, les ions sodium seront tirés à travers la membrane. Ce mouvement est utilisé pour transporter d'autres substances qui peuvent se fixer à la protéine de transport à travers la membrane. De nombreux acides aminés, ainsi que le glucose, pénètrent ainsi dans une cellule. Ce processus secondaire est également utilisé pour stocker des ions hydrogène à haute énergie dans les mitochondries des cellules végétales et animales pour la production d'ATP. L'énergie potentielle qui s'accumule dans les ions hydrogène stockés est convertie en énergie cinétique lorsque les ions traversent la protéine canal ATP synthase, et cette énergie est utilisée pour convertir l'ADP en ATP.

Figure 7. Un gradient électrochimique, créé par le transport actif primaire, peut déplacer d'autres substances contre leurs gradients de concentration, un processus appelé co-transport ou transport actif secondaire. (crédit : modification d'œuvre par Mariana Ruiz Villareal)
Les composants et fonctions de la membrane plasmique
ComposantEmplacement
PhospholipideTissu principal de la membrane
CholestérolEntre les phospholipides et entre les deux couches de phospholipides des cellules animales
Protéines intégrales (par exemple, intégrines)Intégré dans la ou les couches de phospholipides ; peut ou non pénétrer à travers les deux couches
Protéines périphériquesSur la surface interne ou externe de la bicouche phospholipidique ; non inclus dans les phospholipides
Glucides (composants des glycoprotéines et des glycolipides)Généralement attaché aux protéines sur la couche membranaire extérieure

Série de conférences

L'accès à des informations précises sur la santé est une ressource importante pour donner aux gens les outils nécessaires pour maintenir leur santé et leur bien-être.

La série de conférences RCSI MyHealth vise à démystifier les problèmes de santé courants en s'appuyant sur l'expertise et les connaissances de notre équipe de chercheurs et d'experts internationaux en santé à la pointe des développements médicaux et des soins de santé.

Ouverte à ceux qui souhaitent en savoir plus sur les maladies courantes et les sujets liés à la santé directement auprès des principaux experts de la santé, la série explore un large éventail de domaines de la santé et du bien-être, notamment la santé des enfants, la santé des femmes et la psychologie positive.

Consultez nos conférences passées ci-dessous :

Le genre est fondamental pour de nombreuses décisions dans les systèmes de santé du monde entier, ce qui place les personnes transgenres dans des positions vulnérables et complexes.

Les personnes transgenres sont des individus dont l'identité de genre ou l'expression de genre est différente du sexe assigné à la naissance. L'identité de genre est le sentiment interne d'être un homme, une femme, ni l'un ni l'autre ou les deux. Les personnes transgenres ont une variété de besoins liés à leurs soins de santé, notamment l'accès à la santé mentale, la transition médicale et les services de soins primaires qui sont sensibles à leur identité et à leurs expériences.

Au cours de cette discussion RCSI MyHealth, le panel aborde le rôle des soins primaires et l'accès aux soins, aux services et au soutien affirmant le genre.

Vous pouvez également regarder la discussion sur YouTube ici : https://youtu.be/2neY0kzHQKo

Ressources utiles

Le professeur Martin Seligman, considéré comme le fondateur de la psychologie positive, prononce une conférence invitée RCSI MyHealth sur &lsquoPositive Psychology, Agency and Human Progress&rsquo. Le professeur Seligman, directeur du Positive Psychology Center de l'Université de Pennsylvanie, partage ses idées sur le concept d'agence, qui est la conviction que nous pouvons faire une différence positive dans le monde, et son rôle dans l'épanouissement humain.

Vous pouvez également regarder la discussion sur YouTube ici : https://youtu.be/TjWrL1MJbj0 .

Au cours de cette discussion, le panel aborde les aspects cliniques de la SEP, l'expérience de la vie avec la SEP, ainsi que l'exploration de la recherche et des traitements disponibles pour les patients atteints de SEP.

Vous pouvez également regarder la discussion sur YouTube ici : https://youtu.be/bkAjVEiHAcA.

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Un panel d'experts RCSI répond à certaines des questions les plus fréquemment posées par les patientes sur la fertilité et la santé de la grossesse, et se concentre sur les moyens d'optimiser et de soutenir la fertilité et la santé de la grossesse.

Vous pouvez également regarder la discussion sur YouTube ici : https://youtu.be/3ojZmqwAZ38

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Organisé par le RCSI Center for Positive Psychology and Health, Future-Proofing our Youth est le troisième et dernier événement de la mini-série en trois parties Positive Health pour 2021. Un panel d'experts du RCSI a discuté des idées de la parentalité basée sur les forces et de l'état d'esprit de croissance travailler et fournir des exemples de la façon dont nous pouvons aider nos enfants à développer des façons de penser au stress, à l'adversité et aux défis qui renforcent la confiance et les capacités. La discussion était présidée par le Dr Mary Collins, psychologue agréée et spécialiste principale du développement des cadres supérieurs au RCSI Institute of Leadership.

Ressources utiles

Avec le déploiement de la vaccination COVID-19 en cours en Irlande et dans le monde, un panel d'experts du RCSI a discuté et abordé de nombreuses questions courantes et préoccupations réelles des gens concernant la sécurité des vaccins et la vaccination. Cette table ronde était présidée par le professeur Steve Kerrigan, directeur adjoint de l'école (recherche) à la RCSI School of Pharmacy and Biomolecular Sciences.

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Hébergé par le RCSI Center for Positive Psychology and Health, &lsquoManaging Coronaphobia &ndash Stay Present&rsquo est le deuxième événement de la mini-série en trois parties Positive Health pour 2021.

Un panel d'experts RCSI discute des techniques pour aider à renforcer notre capacité à rester présent comme antidote à un avenir incertain. La discussion était présidée par le Dr Mary Collins, psychologue agréée et spécialiste principale du développement des cadres supérieurs au RCSI Institute of Leadership.

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Hébergé par le RCSI Center for Positive Psychology and Health, &lsquoThe Science of Happiness&rsquo est le premier événement de la mini-série en trois parties Positive Health pour 2021.

Un panel d'experts RCSI examine comment définir et comprendre le bonheur, ainsi que des recherches qui nous montrent comment augmenter notre propre bonheur et celui des autres.

La discussion était présidée par le Dr Mary Collins, psychologue agréée et spécialiste principale du développement des cadres supérieurs au RCSI Institute of Leadership.

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Soutenir la santé des enfants et des jeunes cet hiver est le troisième événement de la série RCSI MaSanté 2020/2021. Un groupe d'experts du RCSI fournit des conseils et des informations pratiques sur la meilleure façon de soutenir la santé des enfants et des adolescents cet hiver. La discussion est présidée par le professeur Ciaran O&rsquoBoyle, directeur du RCSI Center for Positive Psychology and Health.

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&lsquoA Toolkit for Winter Readiness&rsquo est le deuxième événement de la RCSI MyHealth Series 2020/2021. La table ronde, présidée par le professeur Ciaran O&rsquoBoyle, directeur du RCSI Center for Positive Psychology and Health, a abordé la saison de la grippe hivernale, ce à quoi nous devons nous attendre et comment nous pouvons rester en bonne santé cet hiver.

Le premier événement des RCSI MyHealth Series 2020/2021, « Vivre avec la nouvelle normalité » a été diffusé le 29 septembre 2020.

La table ronde, présidée par le professeur Ciaran O&rsquoBoyle, directeur du RCSI Center for Positive Psychology and Health, a porté sur l'impact significatif qu'un changement soudain et extrême peut avoir sur la vie des gens, ce que nous pouvons faire pour rendre le changement plus facile à accepter, et comment parler de COVID-19 à nos enfants.

Organisée par le nouveau Centre RCSI de psychologie positive et de santé, la conférence «Gestion du stress, pleine conscience et relaxation» s'est concentrée sur l'importance d'améliorer votre bien-être avec des experts de premier plan abordant les sujets de la gestion du stress, de la pleine conscience et de la relaxation.

Le Dr Frank Doyle décrit les informations et la désinformation disponibles dans les médias concernant la gestion du stress et montre comment vous pouvez accéder aux meilleures informations scientifiques et les appliquer à vos propres besoins pour trouver quelle option de gestion du stress vous convient le mieux.

La pleine conscience ne représente qu'un type de pratique de la méditation. Le Dr Pádraic Dunne, décrit les différents types de méditations et comment elles peuvent être utilisées, non seulement pour la relaxation et la santé mentale, mais aussi pour aider à soulager les symptômes physiques de la maladie et à améliorer la santé globale.

Une table ronde – présidée par le Dr Ciara Kelly, médecin généraliste, animatrice de télévision et de radio et chroniqueuse – a suivi la conférence. Regardez-le en intégralité ci-dessous.

La conférence « Tabac et alcool » était la deuxième d'une série en trois parties de conférences sur la santé positive au RCSI.

Organisée par le RCSI Center for Positive Psychology and Health, la conférence a porté sur le tabac et l'alcool avec des experts de premier plan abordant ces sujets.

Le Dr Gráinne Cousins, maître de conférences à l'École de pharmacie et des sciences biomoléculaires du RCSI et le Dr Ross Morgan, consultant en médecine respiratoire Beaumont Hospital, Dublin ont abordé les effets réels de l'alcool, du tabac et du vapotage sur votre santé. La discussion était présidée par la présentatrice Dr Ciara Kelly. Regardez l'intégralité de la conférence ci-dessous, suivie de la table ronde.

Dans cette conférence, qui portait sur la santé positive via l'exercice et la nutrition, nous avons entendu la professeure Suzanne McDonough, directrice de l'École de physiothérapie, qui a discuté des effets bénéfiques de l'exercice sur la santé et la maladie et a abordé les obstacles à la vie active et le Dr Robert Kelly, un cardiologue consultant et seul consultant en médecine du mode de vie certifié en Irlande, qui a souligné l'importance de la nutrition dans la prévention et le traitement des maladies. Regardez la conférence ci-dessous suivie de la table ronde.

La professeure Karina Butler est pédiatre consultante et spécialiste des maladies infectieuses auprès de Children&rsquos Health Ireland à Crumlin et Temple Street. Elle a discuté de l'histoire de l'opposition aux vaccinations, un mouvement qui a commencé dès les années 1850 et qui est toujours répandu aujourd'hui. Elle a expliqué comment les vaccinations ont soutenu le déclin mondial de maladies comme la variole, la polio et la diphtérie.

Le professeur Sam McConkey est professeur agrégé et chef du département de santé internationale et de médecine tropicale au RCSI. Il a souligné le succès des vaccins en partageant trois expériences personnelles.

Enfin, le professeur James Paul O&rsquoNeill, diplômé et membre du RCSI, est professeur d'oto-rhino-laryngologie, de chirurgie cervico-faciale au RCSI Beaumont Hospital, Dublin. Dans sa présentation, il a présenté les preuves et les faits qui montrent à quel point le vaccin contre le VPH a été efficace dans la prévention du cancer.

La conférence et la table ronde qui a suivi ont été présidées par la présentatrice Dr Ciara Kelly.

Dr David Ansell – épidémiologiste social, activiste de la santé et auteur de Comté : vie, mort et politique à l'hôpital public de Chicago et The Death Gap : comment l'inégalité tue a donné la conférence publique RCSI MyHealth en novembre 2019.

Dans sa conférence, le Dr Ansell a abordé le thème de l'inégalité des soins de santé, en s'inspirant de son expérience en tant que médecin et de son rôle de vice-président principal pour l'équité en santé communautaire au Rush University Medical Center, Chicago.

Adopter des habitudes saines permet aux gens de prendre le contrôle de leur propre bien-être, selon le Dr Beth Frates, pionnière de la médecine du mode de vie, qui a prononcé une conférence publique RCSI MyHealth sur « Paver la voie vers le bien-être » en avril 2019.

Le Dr Frates est un pionnier de l'enseignement de la médecine du mode de vie et un enseignant primé à l'Université Harvard. Elle travaille actuellement avec les patients pour les aider à adopter et à maintenir des habitudes saines, en se concentrant sur les piliers fondamentaux de l'exercice, de la nutrition, du sommeil et de la gestion du stress.

Au cours de la conférence, le Dr Frates a examiné comment se forment des habitudes saines et s'inspire de sa formation en psychologie et en biologie.

L'arthrite est la cause d'invalidité la plus fréquente en Irlande, touchant environ un adulte irlandais sur cinq, soit 915 000 personnes. Les conférenciers à la conférence MyHealth « Arthritis – My Joint Health » ont dissipé plusieurs mythes qui existent autour de la maladie, notamment la croyance que l'arthrite est une maladie réservée aux personnes âgées et que la chirurgie est inévitable pour ceux qui souffrent d'arthrite.

Des experts cliniques du RCSI se sont joints au panel et ont discuté des signes et symptômes de l'arthrite et ont également partagé des conseils sur la meilleure façon de gérer la maladie.

La conférence MyHealth, « Cannabis and Youth Health – The Evidence » a fourni une plate-forme pour une discussion sur les problèmes de santé associés à la consommation de cannabis, y compris l'utilisation de cannabinoïdes comme traitement dans certaines conditions médicales, telles que l'épilepsie, et les troubles mentaux problèmes de santé liés à la consommation de cannabis.

La conférence a été donnée par Alex Berenson - ancien journaliste du New York Times et auteur du livre à succès, Dites à vos enfants : la vérité sur la marijuana, la maladie mentale et la violence et le professeur Norman Delanty, FutureNeuro Research Center au RCSI, qui a abordé l'utilisation des cannabinoïdes comme traitement dans certaines conditions médicales.

Les deux orateurs ont été rejoints par le professeur Mary Cannon, professeur de psychiatrie RCSI, le Dr Garret McGovern, directeur médical de la clinique médicale prioritaire et le professeur Susan Smith, département de médecine générale, RCSI pour une table ronde présidée par la présentatrice de télévision et de radio Miriam O' Callaghan

La septicémie, également connue sous le nom d'empoisonnement du sang, est un tueur silencieux car elle est imprévisible, rapide et peut ne pas être diagnostiquée en raison de ses signes et symptômes non spécifiques.

Cette conférence RCSI MyHealth visait à permettre au grand public de reconnaître les signes et les symptômes de la septicémie et de lui fournir les informations dont il a besoin pour poser les bonnes questions s'il a des inquiétudes au sujet de la septicémie.

Partie 1: Le professeur Steve Kerrigan est professeur agrégé en pharmacologie au RCSI et inventeur d'InnovoSep, une nouvelle thérapie potentiellement révolutionnaire dans la lutte contre le sepsis. Le professeur Kerrigan est un ardent défenseur de l'éducation des gens sur les signes de la septicémie.

Partie 2: Ciarán Staunton de la Fondation Rory Staunton raconte l'histoire de son fils. En 2012, Rory, 12 ans, a développé une septicémie après s'être coupé le bras en jouant au basket. Tragiquement, la septicémie de Rory n'a pas été diagnostiquée jusqu'à ce qu'il soit trop tard et, malheureusement, il est décédé. Ciarán et sa femme Orlaith ont créé la Fondation Rory Staunton pour sensibiliser le public à la septicémie, en veillant à ce qu'aucun autre enfant ou jeune adulte ne meure de sepsie en raison de l'absence d'un diagnostic rapide et d'un traitement médical immédiat.

Partie 3: Le professeur Ger Curley, professeur RCSI de médecine de soins intensifs et d'anesthésie, discute des effets dévastateurs de la septicémie, des stratégies de traitement actuellement disponibles et met en évidence les nouveaux traitements innovants actuellement développés et testés dans le monde.

Partie 4: Le Dr Fidelma Fitzpatrick, conférencière principale du RCSI et microbiologiste consultante, décrira la stratégie et les lignes directrices nationales dans le cadre de l'initiative Priorité à la sécurité des patients. Cette initiative vise à faciliter le dépistage précoce afin de maximiser les chances de survie et de minimiser le fardeau des séquelles chroniques.

Le Dr Bennet Omalu, médecin légiste/neuropathologiste, a découvert une maladie du cerveau, provoquée par des commotions cérébrales et des coups à la tête dus à des sports à fort impact, appelée encéphalopathie traumatique chronique (CTE).

Le Dr Omalu a découvert CTE lorsqu'il a pratiqué des autopsies et examiné le cerveau de joueurs de football américain et de lutteurs de la World Wrestling Entertainment. Son travail a permis de comprendre les lésions cérébrales traumatiques et la façon dont les impacts répétitifs et inoffensifs sur la tête peuvent entraîner des lésions cérébrales permanentes et la démence.

Dans sa conférence MyHealth, le Dr Omalu parle de sa vie et de ses recherches, qui ont inspiré le livre et le film Commotion cérébrale, dans lequel il était joué par Will Smith.

Après sa conférence, le Dr Omalu a été rejoint pour une table ronde par le professeur John O&rsquoByrne, chirurgien orthopédiste et chirurgien de l'équipe FAI Dr Rod McLoughlin, chef des services médicaux de l'IRFU Dr Pat O'Neill, consultant médical en orthopédie et médecine sportive Aisling Daly, à la retraite artiste martial mixte professionnel et fondateur de Safe MMA Ireland et Bernard Jackman, ancien joueur de rugby international irlandais. Le débat a été animé par le présentateur de RTÉ, Des Cahill.


Expertise en recherche

Projets

  • Titre
    • Le niveau d'expression des gènes comme clé de voûte pour comprendre la duplication des gènes : contraintes évolutives, opportunités et maladies
    • CER
    • 01/01/2019
    • 30/12/2023
    • Titre
      • Supplément SFI ERC
      • Fondation des sciences Irlande
      • 01/01/2019
      • 30/12/2023
      • Titre
        • Gènes sensibles au dosage dans l'évolution et la maladie
        • Conseil européen de la recherche
        • janvier 2013
        • Déc 2018
        • Titre
          • Supplément SFI ERC
          • Fondation des sciences Irlande
          • 1 janv. 2013
          • 31 déc. 2018
          • Titre
            • Origine et évolution des gènes des vertébrés de novo
            • Fondation des sciences Irlande
            • 2010
            • 2014
            • Titre
              • Gains, pertes et déplacements de gènes au cours de l'évolution des vertébrés
              • Fondation des sciences Irlande
              • octobre 2005
              • septembre 2010
              • Titre
                • Supplément aux gains, pertes et relocalisations de gènes dans l'évolution des vertébrés
                • Financement supplémentaire fourni après l'examen à mi-parcours de la subvention SFI PIYRA, car la subvention dépassait les attentes et produisait d'excellents résultats.
                • Fondation des sciences Irlande
                • Titre
                  • L'origine de nouveaux gènes dans les poxvirus
                  • IRCSET
                  • octobre 2005
                  • Septembre 2008
                  • Titre
                    • Recherche systématique d'éléments régulateurs contrôlant l'expression monoallélique autosomique (RANDOM)
                    • Actions Marie Skódowska Curie
                    • Titre
                      • INTÉGRER
                      • Financement supplémentaire pour le CRT de la science des données génomiques
                      • Actions Marie Skódowska Curie
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                        • 2026

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                        ACCELERE SEQUENCE EVOLUTION ANTIQUE Bioinformatique BIOINFORMATIQUE coévolution COMPARATIF Complete Genomics NUCLÉOTIDE-SEQUENCE CONCERTATION EVOLUTION Evolution EVOLUTION TAUX Biologie évolutionnaire évolutionnaire changements évolutionnaires relations évolutionnaires SIGNIFICATION GENES Génétique Génomes, génomique La génomique HAUTE FREQUENCE Rétrotransposition humaine Evolution HYPOTHÈSE ATTELAGE évolution moléculaire Génétique moléculaire monoamine oxydases à un modèle ÉVOLUTION DES VERTÉBRÉS DE LA SÉQUENCE DES RÉCEPTEURS POLYPLDES


                        Calendrier des conférences, printemps 2021

                        DateSujetEn train de lireDiapositivesQuestions d'étudeVidéo
                        1/11Conférence 1 : Qu'est-ce qu'un virus ?Flint Vol I Chp 1
                        • Le concept évolutif de virus
                        • Taille et échelle de la cellule
                        • Pandoravirus
                        pdfMotYoutube
                        1/13Conférence 2 : Le cycle infectieuxFlint Vol I Chp 2
                        • Comptage des virus
                        • L'ARN viral n'est pas un virus infectieux
                        • J'ai été testé positif
                        • Mon résultat d'anticorps
                        pdfMotYoutube
                        1/20Conférence 3 : Génomes et génétiqueFlint Vol I Chp 3
                        • Le schéma de Baltimore
                        • Zone virale
                        pdfMotYoutube
                        1/25Conférence 4: StructureFlint Vol I Chp 4
                        • Virus Buckyball (YouTube)
                        • Images de virus sur ViperDB
                        pdfMotYoutube
                        1/27Leçon 5 : Pièce jointe et saisieFlint Vol I Chp 5
                        • Un portail pour la sortie de l'ARN
                        • Un rhinovirus humain chez les chimpanzés
                        pdfMotYoutube
                        2/1Conférence 6 : Synthèse d'ARN dirigée par l'ARNFlint Vol I Chp 6
                        • Synthèse de l'ARN du virus de la grippe
                        pdfMotYoutube
                        2/3Cours 7 : Transcription et traitement de l'ARNFlint Vol I Chp 8 à p277 Chp 10 à p364pdfMotYoutube
                        2/8Conférence 8 : Réplication de l'ADN viralFlint Vol I Chp 9
                        • Aucun apprêt nécessaire
                        pdfMotYoutube
                        2/10Cours 9 : Transcription inverse et intégrationFlint Vol I Chp 7
                        • Les peaux de musée aident à dater le rétrovirus du koala
                        • L'atrovirus rend les coquilles d'œufs de poulet bleues
                        • Animation de transcription inverse
                        • Influence rétrovirale sur le développement embryonnaire humain
                        pdfMotYoutube
                        2/15Conférence 10 : AssembléeFlint Vol I Chapitres 12 et 13
                        • Conditionnement du génome segmenté du virus de la grippe
                        •Et si le virus de la grippe ne se réassortait pas ?
                        pdfMotYoutube
                        2/17Conférence 11 : La cellule infectéeFlint Vol I Chp 14
                        • Manipulations métaboliques dans les cellules infectées par le virus
                        • Les rhinovirus ont la dent sucrée
                        pdfMotYoutube
                        2/22Cours 12 : Notions de base sur les infectionsFlint Vol II Chapitres 1 et 2
                        • Transmission de la grippe
                        • Éternuements au ralenti
                        • Chikungunya, un virus exotique en mouvement
                        • Comment les moustiques propagent les virus
                        pdfMotYoutube
                        2/24Conférence 13 : Défenses intrinsèques et innéesFlint Vol II Chapitre 3
                        • La réponse inflammatoire
                        • L'anticorps naturel protège contre l'infection virale
                        pdfMotYoutube
                        3/1Ressort évidement
                        3/3Ressort évidement
                        3/8Conférence 14 : Immunité adaptativeFlint Vol II Chapitre 4
                        Mon résultat de test d'anticorps SARS-CoV-2 à domicile
                        pdfMotYoutube
                        3/10Conférence 15 : Mécanismes de pathogenèseFlint Vol II Chapitre 5pdfMotYoutube
                        3/15Conférence 16 : Infections aiguësFlint Vol II Chapitre 5
                        • Infections virales aiguës
                        • Chronologie d'une infection aiguë
                        pdfMotYoutube
                        3/17Conférence 17 : Infections persistantesFlint Vol II Chapitre 5pdfMotYoutube
                        3/22Conférence 18 : Transformation et oncogenèseFlint Vol II Chapitre 6pdfMotYoutube
                        3/24Conférence 19 : VaccinsFlint Vol II Chapitre 8
                        • Vaccin à particules de type virus grippal
                        • Sécurité du vaccin contre le poliovirus
                        pdfMotYoutube
                        3/29Conférence 20 : AntivirauxFlint Vol II Chapitre 9
                        • Un nouveau médicament contre la grippe
                        pdfMotYoutube
                        3/31Conférence 21 : ÉvolutionFlint Vol II Chapitre 10
                        •La virulence – un trait positif ou négatif pour l'évolution ?
                        • Une fidélité accrue réduit la forme virale
                        •Pourquoi les virus provoquent-ils des maladies ?
                        Variantes préoccupantes du SARS-CoV-2
                        pdfMotYoutube
                        4/5Conférence 22 : Virus émergentsFlint Vol II Chapitre 11
                        • MERS-coronavirus chez les chameaux
                        • Virus Nipah à 20 ans
                        pdfMotYoutube
                        4/12Conférence 23 : VIH et SIDAFlint Vol II Chapitre 6
                        • Le patient de Londres
                        • Entretien avec Beatrice Hahn
                        pdfMotYoutube
                        4/14Conférence 24 : Agents infectieux inhabituelsFlint Vol II Chapitre 12
                        •La maladie débilitante chronique est-elle une menace pour l'homme ?
                        • Contamination par les prions dans la salle d'urgence
                        pdfMotYoutube
                        5/4Conférence 25 : Virus thérapeutiquesFlint Vol I Chapitre 3
                        • TWiV 350 : Thérapie génique virale avec Katherine High
                        • Virus Watch : virus tuant le cancer
                        pdfMotYoutube

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                        Ce travail est sous licence Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.


                        L'ISMB accompagne les grands rendez-vous internationaux de biologie matricielle. Pour demander une aide à la réunion, les organisateurs de la conférence sont priés de postuler au moins 6 mois avant la réunion. Les candidatures doivent inclure tous les détails de la réunion en cours d'organisation, sa pertinence pour la biologie matricielle et le but pour lequel la contribution proposée de l'ISMB sera utilisée. Dates limites : 1er janvier, 1er avril, 1er juillet et 1er octobre. Les demandes de soutien aux réunions doivent être envoyées au secrétariat de l'ISMB.

                        Réunions actuellement prises en charge par l'ISMB :

                        Gordon Research Conference on Proteoglycans (12-17 juillet 2020 Proctor Academy, NH, USA) [Cette conférence a été reportée et sera soutenue dans 2022]

                        Réunions précédentes soutenues par l'ISMB :

                        2019
                        Biologie et pathologie du cartilage GRC/GRS, 16-22 mars 2019, Galveston, Texas, États-Unis
                        Métalloprotéases GRC/GRS, 11-17 mai 2019, Lucca (Barga), Italie
                        GRC/GRS sur le collagène 2019, 13-19 juillet 2019, Colby Sawyer College, États-Unis
                        Conférence FASEB sur les protéines matricellulaires dans le remodelage tissulaire et l'inflammation, 14-19 juillet 2019. Lisbonne, Portugal
                        11e Conférence internationale sur les protéoglycanes, du 28 septembre au 3 octobre 2019, Kanazawa, Japon.

                        2018
                        Réunion biennale de l'ASMB, 13-17 octobre 2018, Red Rock Resort, Las Vegas, NV, États-Unis
                        FEBS Advanced Lecture Course on Extracellular Matrix, 27 septembre - 2 octobre 2018, Patras, Grèce
                        Matrix Biology Europe, 21-24 juillet 2018, Manchester, Royaume-Uni
                        GRC : Protéoglycanes, 8-13 juillet 2018, Andover, NH, États-Unis

                        2017
                        Conférence Seven Lakes Proteoglycans 10-14 septembre 2017, Varese, Italie
                        Gordon Research Seminar/Gordon Research Conference on Collagens, 15-21 juillet 2017, New London, NH, États-Unis
                        Jefferson Matrix Biology and Pathology Symposium on Fibrosis and Fibrotic Diseases, 4-6 juin 2017, Philadelphie, PA, États-Unis
                        Cours magistral avancé de la FEBS sur la pathobiologie matricielle, la signalisation et les cibles moléculaires, du 25 au 30 mai 2017, Spetses, Grèce

                        2016
                        American Society for Matrix Biology, 13-16 novembre 2016, St Petersburg, FL, USA
                        Métalloprotéinases et leurs inhibiteurs : début, passé et futur, 4-5 août 2016, Oxford, Royaume-Uni
                        Matrix Biology Europe, 11-14 juin 2016, Athènes, Grèce

                        2015
                        Matrix Biology Ireland, 2-4 décembre 2015, Dublin, Irlande
                        Matrix Pathobiology, Signaling & Molecular Targets (FEBS Advanced Lecture Course), 24-29 septembre 2015, Rhodes, Grèce
                        9th International Conference on Proteoglycans/10th Pan Pacific Connective Tissue Societies Symposium, 23-27 août 2015, Séoul, Corée
                        Conférence de recherche Gordon sur les métalloprotéinases matricielles, 2-7 août 2015, Newry, ME, États-Unis
                        Séminaire de recherche Gordon/conférence sur le collagène, 12-17 juillet 2015, New London, NH, États-Unis
                        Gordon Research Conference on Cartilage Biology and Pathology, 22-27 mars 2015, Galveston, TX, États-Unis

                        2014
                        Réunion inaugurale de Matrix Biology Ireland, Galway, Irlande, 19-21 novembre 2014
                        Société américaine de biologie matricielle, 12-15 octobre 2014, Cleveland, Ohio, États-Unis
                        Gordon Research Conference on Proteoglycanes, 6-11 juillet 2014, Andover, NH, États-Unis
                        Matrix Biology Europe (anciennement FECTS), 21-24 juin 2014, Rotterdam, Pays-Bas

                        2013
                        Symposium pan-pacifique sur les sociétés de tissus conjonctifs, 24-27 novembre 2013, Hong Kong
                        Conférence internationale sur les protéoglycanes, 25-29 août 2013, Francfort/Main, Allemagne
                        Réunion FASEB sur les protéines matricellulaires dans le développement, la santé et la maladie, 28 juillet – 2 août 2013, Saxtons River, Vermont, États-Unis
                        Gordon Research Conference on Elastin, Elastic Fibers and Microfibrils, 21-26 juillet 2013, Biddeford, ME, USA
                        Gordon Research Conference on Collagen, 14-19 juillet 2013, Colby-Sawyer College, New London, NH, États-Unis
                        Gordon Research Conference on Matrix Metalloprotéinases, 19-24 mai 2013, Renaissance Toscane Il Ciocco Resort, Lucca (Barga), Italie

                        2012
                        Réunion de l'American Society for Matrix Biology, du 11 au 14 novembre 2012, San Diego, États-Unis
                        Fédération des sociétés européennes du tissu conjonctif, 25-29 août 2012, Katowice, Pologne

                        2011
                        Matrice extracellulaire dans la santé et la maladie, 14-15 avril, Boston, 2011, États-Unis

                        2010
                        Réunion de l'American Society for Matrix Biology, du 7 au 10 décembre 2010, Charleston, États-Unis
                        Fédération des sociétés européennes du tissu conjonctif, 3-7 juillet 2010, Davos, Suisse


                        4e édition de la Conférence mondiale sur la science végétale et la biologie moléculaire

                        Plant Science Conference 2019 offrira une plate-forme dédiée aux pairs chercheurs, aux jeunes scientifiques inspirés, aux académiciens et aux industriels pour se rencontrer, discuter et partager les connaissances qui restent à révéler dans le domaine de la science végétale, de la biologie végétale et de la biologie moléculaire végétale.

                        Contact : [email protected]
                        Dates : 19-21 septembre 2019
                        Lieu : Londres, Royaume-Uni

                        Conférences recommandées en sciences végétales 2019 : | Conférences sur les sciences végétales | Conférences de biologie végétale 2019 | Conférences de biologie végétale | Conférences sur les plantes | Conférences de botanique | Conférences de biologie | Conférence sur la science végétale

                        Conférence sur la science des plantes 2019 Sessions scientifiques :
                        Biologie végétale
                        Biologie moléculaire végétale
                        Sciences végétales et recherche végétale
                        Physiologie et biochimie végétales
                        Biochimie végétale et biosystèmes
                        Génétique végétale et génomique
                        Écologie végétale et taxonomie
                        Nutrition des plantes et sciences du sol
                        Maladies des plantes et bryologie
                        Microbiologie et Phycologie
                        Culture de tissus végétaux
                        Biotechnologie végétale
                        Agronomie et recherche agronomique
                        Sciences végétales : anticorps, antigènes et antibiotiques
                        Pathologie végétale et mycologie
                        Génie métabolique des plantes
                        Anatomie et morphologie des plantes
                        Plante et environnement
                        Analyse phytochimique
                        Hormones végétales
                        Neurobiologie végétale


                        Actualités et faits saillants de l'événement

                        1er avril 2019 - L'Irish Environmental History Network vous invite à sa 47e réunion publique, avec une conférence de l'invitée très spéciale Dr Christine Corton de l'Université de Cambridge. Lire la suite

                        5 mars 2019 - Le Trinity Center for Environmental Humanities vous invite à une conférence du Dr Niall Brady (Archaeological Diving Company) organisée par Trinity Center for Environmental History en association avec la School of History. La conférence aura lieu le 5 mars dans l'amphithéâtre Neill du Trinity Long Room Hub de 18h à 20h. Lire la suite

                        22 janvier 2019 - Le Trinity Center for Environmental Humanities vous invite à une table ronde sur « Les tourbières d'Irlande : comment équilibrer le patrimoine naturel et culturel dans le contexte du changement climatique ? », avec Luke Ming Flanagan (membre du Parlement européen), Flo Renou-Wilson (School of Biology & Environmental Science, University College Dublin), Deirdre O'Mahony (artiste indépendant) et Adrian Kane (SIPTU). Lire la suite

                        22 janvier 2019 - L'Irish Environmental History Network vous invite à sa 45e réunion publique, avec une conférence donnée par le Dr Paul Montgomery du Centre d'études arctiques de Liaocheng, Université Shandong, Chine. La conférence aura lieu le mardi 22 janvier à 18h au Théâtre Ui Chadhain dans le Bâtiment des Arts TCD. ". En savoir plus

                        21 novembre 2018 - La 44e réunion publique de l'Irish Environmental History Network aura lieu le 21 novembre 2018 au Swift Theatre of the Arts Building TCD et aura lieu de 18h à 20h. Il comprendra une conférence donnée par Marianna Dudley de l'Université de Bristol. Cette conférence sera intitulée "Limits of Power: Wind energy, Orkney, and the postwar British state". Lire la suite

                        17 octobre 2018 - L'Irish Environmental History Network vous invite à sa 43e réunion publique, avec une conférence de Bruno Esperante de l'Université de Saint-Jacques-de-Compostelle. La conférence s'intitule "Exporter la révolution verte des États-Unis vers l'Espagne franquiste (1950-1962)". Lire la suite

                        3 octobre 2018 - L'Irish Environmental History Network (IEHN) vous invite à sa 42e réunion publique, avec une conférence du Dr Fiona Smyth, chercheuse à la School of Engineering du Trinity College de Dublin. La conférence s'intitule "Musique, munitions et malentendus : acoustique architecturale et conception environnementale dans la Grande-Bretagne des années 1920". Lire la suite

                        18 septembre 2018 - La 41e conférence publique du Réseau irlandais d'histoire de l'environnement sera présentée par le Dr Heli Huhtaama du Centre pour l'environnement de Heidelberg, Université de Heidelberg. Cette conférence aura lieu à 18h, le mardi 18 septembre 2018, au Swift Theatre, Arts Building, Trinity College Dublin. Cette conférence sera intitulée « Crises climatiques et humaines dans la région nord de la mer Baltique au XVIIe siècle ». Lire la suite

                        3 septembre 2018 - La 40e conférence publique du Irish Environmental History Network sera présentée par le Dr Peter Peregrine de l'Université Lawrence. Cette conférence aura lieu à 18h, le lundi 3 septembre 2018, au Swift Theatre, Arts Building, Trinity College Dublin. Cette conférence sera intitulée "Exploring Social Resilience to Climate-Related Disasters: The A.D. 536 Atmospheric Event". Le Dr Peregrine est professeur d'anthropologie à l'Université Lawrence.

                        25 avril 2018 - La 39e conférence publique de l'Irish Environmental History Network a été présentée par le Dr James Smith de l'Université de York. Cette conférence a eu lieu à 18h, le mercredi 25 avril 2018, dans la salle de séminaire TRiSS, 6th Floor Arts Building, Trinity College Dublin. Cette conférence était intitulée "Engineering the Soul: Landscape, Technology and Energy in Medieval Intellectual Culture". Plus de détails.

                        3 avril 2018 - La 38e conférence publique de l'Irish Environmental History Network a été présentée par le Dr Julia Lajus de la National Research University Higher School of Economics, Moscou, à 17 heures, le mardi 3 avril 2018, au Neill Theatre, Trinity Long Room Hub, Trinity College Dublin. Cette conférence était intitulée "Les experts de la nature sous le pouvoir soviétique". Plus de détails.

                        14 mars 2018 - La 37e conférence publique de l'Irish Environmental History Network a été présentée par le Dr James H. Barrett de l'Université de Cambridge, à 18 heures, le mercredi 14 mars 2018, dans la salle de séminaire TRISS, Arts Building, Trinity College Dublin. Plus de détails

                        7 mars 2018 - La 36e conférence publique du Irish Environmental History Network a été présentée par le Dr Tønnes Bekker-Nielsen de l'Université du Danemark du Sud, à 18 heures, le mercredi 7 mars 2018, au Uí Chadhain Theatre, Arts Building, Trinity College Dublin. Plus de détails

                        15 février 2018 - Le Trinity Center for Environmental Humanities (TCEH) a tenu son lancement officiel le jeudi 15 février 2018 de 17h à 19h dans la salle de séminaire Trinity Research in Social Sciences (TRiSS) au 6e étage du bâtiment des arts. Cet événement comportait une conférence invitée par le Dr Christine Hansen de l'Université de Göteborg, intitulée « Grand feu et autres saisons australiennes : le calendrier aborigène oublié », suivie d'un vin d'honneur et du lancement du Centre. Plus de détails.

                        26 janvier 2018 - 35e conférence publique du Irish Environmental History Network, avec une conférence du Dr Ronan Foley de l'Université de Maynooth. La conférence était intitulée « Environnements thérapeutiques dans l'Irlande des XVIIIe et XIXe siècles : espaces et pratiques hybrides ». Plus de détails

                        17 février 2017: Trinity College Dublin

                        Une table ronde organisée par le Dr Derek Gladwin (UBC), intitulée : « L'action mondiale pour le climat est-elle dépassée ? » L'événement aura lieu au Trinity College de Dublin, Davis Lecture Theatre, Arts Block, à partir de 18h. L'événement est parrainé par le TCD Initiative sur les humanités environnementales, et sera ouvert au public, mais il est essentiel de réserver votre place à l'avance. Plus de détails.


                        Labs en attente mais n'ayez crainte, la géochimie virtuelle est là !

                        2020 sera certes mémorable, mais malheureusement pas pour le 50 e anniversaire du Groupe Géochimie…

                        Nous savons que c'est une période difficile pour beaucoup. Les chercheurs en début de carrière, en particulier, courent un risque accru de solitude. La motivation au travail peut être un défi.

                        Tout cela m'a fait réfléchir sur nos motivations de manière plus générale. Pourquoi suis-je membre du comité du Groupe de géochimie? Qu'est-ce qui donne vraiment un sens à la vie ?

                        Crédit image : Nishant Choksi

                        Au tournant du 20e siècle, William James, le « père de la psychologie américaine » (selon Wikipedia) a écrit :

                        "Le principe le plus profond de la nature humaine est le désir d'être apprécié"

                        Et Abraham Maslow a mis qui appartiennent dans sa célèbre Hiérarchie des besoins en 1943.

                        Je pense qu'à la base, ces idées (c'est-à-dire être apprécié, appartenir) se résument à ne pas être oublié.

                        Donc, nous voulions juste dire ceci:

                        Le Groupe Géochimie ne vous a pas oublié ! – Notre incroyable communauté de géochimistes britanniques et internationaux.

                        Nous sommes absolument ravis que plus de 520 d'entre vous aient rejoint notre webinaire sur la rédaction scientifique, organisé en collaboration avec Elsevier. Merci beaucoup à vous tous, à notre coordinateur vedette Marc-Alban Millet, et à Tessa da Roo et Andrew Kerr pour la co-animation avec Marc-Alban. Si vous l'avez manqué (ou si vous ne l'avez pas fait !), vous pouvez trouver une fantastique diversité de contenus basés sur les compétences sur les pages de la Researcher Academy d'Elsevier.

                        Et nous voulons vous entendre! Que pouvons-nous faire pour vous dans les mois à venir ? Si vous avez des idées, veuillez répondre à ce message, nous tweeter @geochemgroup ou utiliser le groupe Facebook.

                        GGriP volonté revenir, sous une forme, à un moment donné (à confirmer…).

                        En attendant, n'oubliez pas que Virtual Goldschmidt 2020 arrive. L'inscription pour les membres étudiants ne coûte que 25 $ (une économie fantastique par rapport à un vol vers Hawaï !).


                        Voir la vidéo: Irlande 2019 Roadtripcoutantfamily (Août 2022).