QCM : Biomembranes et propriétés membranaires — 32 questions

Explication

Les biomembranes regroupent les membranes cellulaires, qui isolent les cellules et différencient deux milieux aqueux. Elles peuvent notamment assurer la réception de signaux, mais leur définition ne se limite pas à la membrane externe et ne concerne pas spécifiquement des signaux électriques. Elles ne séparent pas des milieux gazeux, ne correspondent pas à des organites dépourvus de membrane et n’assurent pas une continuité entre tous les milieux cellulaires.

Explication

Le système endomembranaire comprend le réticulum endoplasmique, l’appareil de Golgi et les vésicules de sécrétion. Les mitochondries et les peroxysomes en sont exclus, contrairement à ce qu’affirment plusieurs propositions.

Explication

Les membranes constituent une barrière sélective, permettent des échanges de solutés, reçoivent des signaux et participent aux interactions cellulaires. Elles assurent également certaines fonctions métaboliques, mais la production de toutes les molécules énergétiques n’est pas une fonction membranaire générale.

Explication

La microscopie électronique montre une structure trilamellaire avec deux zones sombres et une zone claire centrale, pour une épaisseur d’environ 6 à 10 nm. La zone centrale est hydrophobe, tandis que les zones sombres correspondent aux têtes polaires, ce qui invalide les formulations opposées.

Explication

La mosaïque fluide correspond à des protéines insérées et mobiles dans une bicouche lipidique. Elle ne repose ni sur une couche protéique rigide ni sur une monocouche, et la fluidité concerne l’organisation membranaire plutôt qu’une immobilité générale des lipides.

Explication

Les biomembranes associent lipides, protéines et glucides organisés en bicouche lipidique. La structure générale est commune, mais les proportions varient selon la cellule et l’organisme ; les acides nucléiques ne constituent pas la bicouche membranaire.

Explication

La membrane mitochondriale interne est particulièrement riche en protéines, avec un rapport d’environ quatre pour un par rapport aux lipides. La gaine de myéline présente le rapport inverse, avec environ quatre fois plus de lipides que de protéines.

Explication

Les glucides membranaires se trouvent sur la face non cytoplasmique et ne sont pas localisés du côté cytoplasmique. Cette répartition polarisée participe à l’asymétrie des membranes cellulaires. Les glucides ne sont donc pas répartis équitablement entre les deux faces et ne sont pas intégrés dans le cœur hydrophobe de la bicouche.

Explication

Chaque proposition décrit un élément de la constitution d’un glycérophospholipide : glycérol, deux chaînes d’acides gras, phosphate et groupement polaire. L’association d’une partie hydrophobe et d’une partie polaire explique son caractère amphiphile.

Explication

Les acides gras saturés sont dépourvus de doubles liaisons, tandis que les insaturés possèdent des doubles liaisons créant des coudes. Ces coudes limitent l’empilement et favorisent la fluidité ; la rigidité et les chaînes linéaires caractérisent plutôt les saturés.

Explication

Le phosphatidylinositol est phosphorylé successivement en PIP puis en PIP2. Une phospholipase activant le PIP2 produit du DAG qui reste membranaire et de l’IP3 qui devient cytosolique ; la proposition décrivant un DAG cytosolique inverse ces localisations.

Explication

La sphingosine associée à un acide gras forme le céramide. Un sucre simple ajouté au céramide donne un cérébroside, tandis que plusieurs sucres donnent un ganglioside. Un groupement phosphate ne constitue pas l’association caractéristique du céramide.

Explication

Dans l’eau, les phospholipides amphiphiles s’auto-assemblent en bicouche. Les chaînes hydrophobes se trouvent au centre, tandis que les têtes polaires sont au contact de l’eau ; les micelles sont plutôt associées aux lipides à une seule chaîne.

Explication

Un liposome est un compartiment artificiel clos délimité par une bicouche de phospholipides. Il ne s’agit donc pas d’une micelle à une seule couche ; sa fermeture et sa membrane reposent sur l’auto-organisation en bicouche.

Explication

Les protéines transmembranaires traversent la bicouche grâce à au moins un domaine hydrophobe. Les protéines périphériques sont associées à la membrane sans être intégrées dans la bicouche ; leur degré d’insertion permet donc de les distinguer.

Explication

Un domaine transmembranaire contient environ une vingtaine d’acides aminés hydrophobes organisés en hélice alpha. Cette hydrophobicité lui permet de traverser le cœur de la bicouche, contrairement aux domaines exposés au milieu aqueux, qui sont hydrophiles.

Explication

Les protéines à un seul passage jouent notamment des rôles de récepteur et d’adhérence. Les protéines à plusieurs passages peuvent former des canaux de transport ; leur architecture membranaire est donc associée à des fonctions différentes, et l’adhérence n’est pas leur rôle principalement décrit ici.

Explication

Le glycocalyx est un revêtement glucidique externe issu des glycosylations des lipides et des protéines membranaires. Dans les membranes d’organites, les glucides sont orientés vers la lumière, ce qui correspond à la même organisation topologique.

Explication

Le glycocalyx protège la cellule, favorise l’adhérence et participe à la reconnaissance ainsi qu’à l’identité cellulaires. La synthèse des protéines membranaires et la réplication de l’ADN ne font pas partie de ses fonctions décrites.

Explication

L’allèle A ajoute du N-acétyl-galactosamine et l’allèle B du galactose à la substance H. La combinaison A-B donne le groupe AB, tandis que l’absence d’enzyme fonctionnelle produit le groupe O; la substance H sert de support à ces modifications.

Explication

La phosphatidylcholine et la sphingomyéline sont principalement externes, tandis que la phosphatidyléthanolamine, la phosphatidylsérine et le phosphatidylinositol sont surtout cytosoliques. Les trois dernières propositions inversent donc la localisation de phospholipides cytosoliques ou externes.

Explication

Les flippases déplacent certains phospholipides du feuillet cytosolique vers le feuillet luminal du réticulum endoplasmique et contribuent à établir l’asymétrie des membranes. Elles interviennent dans un transfert contrôlé des phospholipides, tandis que le flip-flop spontané est rare. La diffusion latérale constitue un mouvement distinct et n’est pas principalement catalysée par les flippases.

Explication

Lors de la fusion, le feuillet cytosolique reste cytosolique et le feuillet luminal devient extracellulaire. La fusion conserve donc la continuité topologique au lieu d’inverser l’orientation des feuillets.

Explication

La phosphatidylsérine cytosolique participe aux interactions protéiques. Lors de l’apoptose, son externalisation permet sa reconnaissance par les macrophages; elle ne déclenche pas directement la synthèse protéique et cette externalisation facilite sa détection.

Explication

La fluidité membranaire correspond à la mobilité latérale des lipides et des protéines dans le plan de la membrane. Le passage d’un feuillet à l’autre correspond au flip-flop, qui constitue un mouvement distinct.

Explication

Les chaînes courtes et insaturées s’organisent moins densément, ce qui augmente la fluidité membranaire. À l’inverse, les chaînes longues et saturées la diminuent; les chaînes insaturées ne s’organisent pas plus densément que les chaînes saturées.

Explication

À $37\,^{\circ}\mathrm{C}$, le cholestérol rigidifie la membrane. À basse température, il empêche l’organisation massive des phospholipides et exerce alors un effet fluidifiant; les autres propositions inversent ces effets ou décrivent incorrectement la mobilité lipidique.

Explication

La diffusion latérale est rapide et fréquente, tandis que le flip-flop est rare et catalysé par des flippases. Le flip-flop change de feuillet, alors que la diffusion latérale se produit dans le plan membranaire.

Explication

Les protéines sont synthétisées dans le REG, tandis que les lipides sont produits dans le REL. Les constituants membranaires sont ensuite transportés par des vésicules vers l’appareil de Golgi, qui les trie et les adresse ; le tri n’est donc pas directement réalisé dans le REG, et le Golgi n’assure pas la synthèse initiale des protéines.

Explication

Une molécule essentielle ne peut pas être fabriquée par l’être humain et doit donc être fournie par l’alimentation. Les propositions qui lui attribuent une synthèse cellulaire, une production suffisante par l’organisme ou un caractère facultatif sont incompatibles avec cette définition.

Explication

Les microvillosités apicales accroissent la surface de contact avec le milieu extérieur et favorisent ainsi les échanges. La motilité est principalement associée aux cils, tandis que la liaison entre cellules relève des jonctions intercellulaires.

Explication

Les cils confèrent une fonction de motilité à certaines cellules et peuvent contribuer au déplacement de la cellule ou de son environnement. L’augmentation de la surface de contact relève des microvillosités, tandis que la polarité et la liaison intercellulaire dépendent des jonctions intercellulaires.