QCM : Communication et signalisation cellulaires (16 questions)

Explication

L’expérience teste bien l’hypothèse d’un lien entre échappement à la prédation et apparition de la multicellularité. Les cellules qui s’unissent en colonies survivent mieux individuellement, et l’organisme étudié est une algue unicellulaire ; l’expérience ne porte donc pas sur une algue déjà multicellulaire et les colonies ne diminuent pas la survie.

Explication

La définition décrit un ensemble organisé et complexe de cellules génétiquement compatibles, avec une complexité structurelle et fonctionnelle. Elle précise aussi que le réseau de communication comporte des émissions et des réceptions constantes ; l’incompatibilité génétique et l’absence de réception contredisent ces caractéristiques.

Explication

L’adhésion et la communication intercellulaires sont des piliers, tout comme la différenciation et la spécialisation. Les cellules doivent être génétiquement compatibles, et la coopération décrite s’effectue sans tricheurs, non grâce à leur présence.

Explication

La chenille fournit le signal salivaire, la plante le reçoit et répond en émettant des composés volatiles ; elle reconnaît bien des composés de la salive de Heliothis virescens. Ces composés attirent la guêpe parasite : la guêpe n’est pas le récepteur initial du signal salivaire, et la chenille ne produit pas la réponse végétale.

Explication

La guêpe attirée pond son œuf dans la chenille, puis la larve se nourrit de celle-ci depuis l’intérieur. La ponte n’a pas lieu dans la plante, la larve ne consomme pas la plante, et les composés volatiles attirent la guêpe parasite plutôt que la chenille.

Explication

La régulation de la glycémie par le glucagon sur le foie est un exemple de rétrocontrôle négatif. L’ovulation et l’accouchement illustrent le rétrocontrôle positif, tandis que le réflexe myotatique relève du rétrocontrôle négatif. La proposition qui attribue un rétrocontrôle positif à la régulation de la glycémie par l’insuline sur le foie est erronée.

Explication

La transmission nerveuse est localisée et rapide, et utilise des courants ioniques ainsi que des neurotransmetteurs. La transmission endocrine implique une cellule glandulaire, alors que la transmission neuroendocrine implique un neurone. Les systèmes nerveux, endocrinien et immunitaire figurent parmi les systèmes de communication particulièrement développés. La voie humorale transporte des hormones par le sang et est lente; elle ne transporte pas des neurotransmetteurs pour produire une réponse rapide. Une cellule musculaire n’est pas le type de cellule émettrice caractérisant la transmission neuroendocrine.

Explication

La transmission nerveuse est synaptique et localisée, avec des courants ioniques ; la voie humorale transporte des hormones dans le sang et est lente. L’endocrinie implique une cellule glandulaire et la neuroendocrinie un neurone : les inversions ou substitutions par des hormones et neurotransmetteurs ne correspondent pas à ces voies.

Explication

Le potentiel chimique s’écrit $\mu_i=RT\ln C_i+\text{constante}$, et la variation de transfert est $\mu_2-\mu_1=RT\ln(C_2/C_1)$. Comme $C_2=2C_1$, elle vaut $RT\ln 2$ ; l’expression inversée et l’emploi de $C_1$ pour le potentiel du compartiment 2 sont donc incorrects.

Explication

Les canaux ioniques déplacent environ $10^7$ à $10^8$ ions par seconde, tandis que les pompes ATP-dépendantes en transportent environ $10^0$ à $10^3$. Les transports vésiculaires peuvent déplacer des macromolécules ou des hormones ; l’endocytose fait entrer du matériel. Les transporteurs et co-transporteurs ont une vitesse d’environ $10^2$ à $10^4$ molécules par seconde.

Explication

GLUT1 est ubiquitaire et transporte passivement le D-glucose ; GLUT2 est présent notamment dans les cellules intestinales et les hépatocytes. GLUT3 se trouve surtout dans les neurones, tandis que le transport intestinal du fructose est associé à GLUT5 et que GLUT2 n’est pas le transporteur neuronal principal.

Explication

GLUT5 transporte le fructose dans l’intestin et les spermatozoïdes, et SGT réalise le co-transport sodium-glucose dans le rein. La présence membranaire de GLUT4 dépend de l’insuline, notamment dans les adipocytes et les muscles ; les aquaporines transportent l’eau, tandis que les canaux ioniques transportent les ions.

Explication

Les récepteurs membranaires reçoivent notamment des premiers messagers hydrophiles et incluent plusieurs catégories, dont les canaux ioniques et les récepteurs couplés aux protéines G. Le récepteur nicotinique est un canal ionique impliqué dans la contraction musculaire ; la voie des MAP-kinases illustre un récepteur enzyme, et les récepteurs cytoplasmiques interagissent avec des messagers hydrophobes capables de pénétrer dans la cellule.

Explication

Une hormone lipophile liée à un transporteur sanguin pénètre par diffusion simple et interagit avec un récepteur cytoplasmique. Dans l’exemple de l’insuline, les cellules β émettent l’insuline, puis IRS1 et PIP3 sont mobilisés avant la synthèse de glycogène ; Janus Kinase et STAT illustrent des récepteurs couplés à une enzyme, non des canaux ioniques.

Explication

L’inositol triphosphate est un type de second messager, et l’acétylcholine du motoneurone agit sur le récepteur nicotinique. Le calcium participe à la réponse de contraction ; le récepteur de l’insuline et l’AMPc ne sont pas les éléments décrits dans cet exemple.

Explication

Un ion comme le calcium peut servir de second messager si sa concentration intracellulaire varie en réponse au premier message. Ces variations modifient le fonctionnement cellulaire ; une variation extracellulaire ou celle du premier message lui-même ne correspond pas à la définition.