150 DeUXiÈMe partie La cellule
chimique ou mécanique. Ainsi, le canal ionique qu’on voit à la
figure 7.1 s’ouvre en réponse à un signal électrique, permettant
aux ions potassium de quitter la cellule. D’autres canaux sélectifs s’ouvrent ou se ferment lorsqu’une substance particulière,
autre que celle qui doit être transportée (signal chimique),
se lie à eux. Ces deux types de canaux sélectifs jouent un rôle
important dans le fonctionnement du système nerveux,
comme vous le verrez au chapitre 48.
Les perméases (comme le véhicule à glucose mentionné
plus haut) semblent subir un changement de forme subtil qui
transfère le site de liaison d’un côté à l’autre de la membrane
(figure 7.17b). Ce changement de forme peut être déclenché
par la liaison et la libération de la molécule transportée.
Comme les canaux ioniques, les perméases participant à la
diffusion facilitée entraînent la diffusion nette d’une sub stance
suivant son gradient de concentration. Aucune énergie n’est
requise ; il s’agit d’un transport passif.
Certaines maladies héréditaires se traduisent par l’anomalie d’un mécanisme de transport ou par l’absence de transporteur spécifique. La cystinurie, par exemple, est une maladie
humaine héréditaire, de transmission autosomique récessive (tous les chromosomes non sexuels sont autosomes),
caracté risée par l’absence de perméases transportant certains
acides aminés (la lysine, l’arginine et la cystine, soit la forme
oxydée de la cystéine) à travers la membrane des cellules
rénales. En temps normal, les cellules rénales réabsorbent
ces acides aminés perdus par le sang et les y renvoient. Chez
une personne atteinte de cystinurie, les acides aminés s’accumulent dans les reins, se cristallisent et forment des calculs
douloureux.
retour sur le ConCept 7.3
1. Selon vous, comment la cellule se débarrassetelle
du CO 2 produit par la respiration cellulaire ?
2. Dans les supermarchés, on vaporise de l’eau sur
les végétaux. Pourquoi cela les faitil paraître plus
craquants ?
3.
et sI ?
Si une paramécie passe d’un milieu
hypotonique à un milieu isotonique, l’activité de sa
vacuole pulsatile vatelle augmenter ou diminuer ?
Pourquoi ?
Voir les réponses proposées à la fin du chapitre.
ConCept
7.4
Le transport actif est le déplacement
de solutés à l’encontre de leur
gradient de concentration
Malgré l’intervention d’une protéine de transport, on considère la diffusion facilitée comme un mode de transport passif, car le soluté transporté suit son gradient de concentration,
ce qui n’exige aucune énergie. La diffusion facilitée accélère
le transport d’un soluté en ouvrant un corridor spécifique
dans la membrane, mais elle ne modifie pas la direction du
déplacement. Il existe cependant des protéines de transport
qui peuvent aller à l’encontre du gradient de concentration
du soluté et acheminer celuici du côté de la membrane où il
est le moins concentré (que ce soit le côté interne ou le côté
externe) vers le côté où il est le plus concentré.
L’énergie nécessaire au transport actif
Pour faire passer une substance à travers une membrane à l’encontre du gradient de concentration, la cellule doit dépenser
de l’énergie, c’estàdire de l’ATP. Par conséquent, cette forme
de transport membranaire s’appelle transport actif. Les protéines de transport qui déplacent des solutés à l’encontre d’un
gradient de concentration sont toutes des perméases et non
des protéinescanaux. Cela est compréhensible : quand ils sont
ouverts, les canaux protéiques ne font que diffuser les solutés
selon leur gradient de concentration, et non en sens inverse.
Le transport actif permet à la cellule de maintenir des
concentrations intracellulaires différentes des concentrations
extracellulaires. Par exemple, la cellule animale possède une
concentration d’ions potassium beaucoup plus élevée que
celle du milieu environnant, alors que sa concentration d’ions
sodium est beaucoup plus faible. La membrane plasmique
maintient ces fortes différences de gradients en expulsant le
sodium de la cellule et en y pompant du potassium.
Comme dans le cas d’autres formes de travail cellulaire, c’est
l’ATP qui fournit l’énergie nécessaire au processus en cédant
son groupement phosphate terminal à la protéine de transport.
Ce transfert entraîne un changement dans la conformation de
la protéine. Grâce à ce phénomène, le soluté faiblement lié à la
m Figure 7.17 La diffusion facilitée est effectuée par deux types
de protéines de transport. Dans les deux cas, la protéine de transport
peut déplacer le soluté dans une direction ou dans l’autre, la diffusion
nette s’effectuant toujours suivant le gradient de concentration du soluté.
(a)
LIQUIDE
EXTRACELLULAIRE
CYTOPLASME
Protéine-canal
(b) Une perméase oscille entre deux conformations; en changeant de forme,
elle déplace un soluté à travers la membrane.
Perméase
Soluté
Soluté
Une protéine-canal
(en violet) comporte
un tunnel par
lequel diffusent
les molécules d’eau
ou celles d’un
soluté spécifique.
chimique ou mécanique. Ainsi, le canal ionique qu’on voit à la
figure 7.1 s’ouvre en réponse à un signal électrique, permettant
aux ions potassium de quitter la cellule. D’autres canaux sélectifs s’ouvrent ou se ferment lorsqu’une substance particulière,
autre que celle qui doit être transportée (signal chimique),
se lie à eux. Ces deux types de canaux sélectifs jouent un rôle
important dans le fonctionnement du système nerveux,
comme vous le verrez au chapitre 48.
Les perméases (comme le véhicule à glucose mentionné
plus haut) semblent subir un changement de forme subtil qui
transfère le site de liaison d’un côté à l’autre de la membrane
(figure 7.17b). Ce changement de forme peut être déclenché
par la liaison et la libération de la molécule transportée.
Comme les canaux ioniques, les perméases participant à la
diffusion facilitée entraînent la diffusion nette d’une sub stance
suivant son gradient de concentration. Aucune énergie n’est
requise ; il s’agit d’un transport passif.
Certaines maladies héréditaires se traduisent par l’anomalie d’un mécanisme de transport ou par l’absence de transporteur spécifique. La cystinurie, par exemple, est une maladie
humaine héréditaire, de transmission autosomique récessive (tous les chromosomes non sexuels sont autosomes),
caracté risée par l’absence de perméases transportant certains
acides aminés (la lysine, l’arginine et la cystine, soit la forme
oxydée de la cystéine) à travers la membrane des cellules
rénales. En temps normal, les cellules rénales réabsorbent
ces acides aminés perdus par le sang et les y renvoient. Chez
une personne atteinte de cystinurie, les acides aminés s’accumulent dans les reins, se cristallisent et forment des calculs
douloureux.
retour sur le ConCept 7.3
1. Selon vous, comment la cellule se débarrassetelle
du CO 2 produit par la respiration cellulaire ?
2. Dans les supermarchés, on vaporise de l’eau sur
les végétaux. Pourquoi cela les faitil paraître plus
craquants ?
3.
et sI ?
Si une paramécie passe d’un milieu
hypotonique à un milieu isotonique, l’activité de sa
vacuole pulsatile vatelle augmenter ou diminuer ?
Pourquoi ?
Voir les réponses proposées à la fin du chapitre.
ConCept
7.4
Le transport actif est le déplacement
de solutés à l’encontre de leur
gradient de concentration
Malgré l’intervention d’une protéine de transport, on considère la diffusion facilitée comme un mode de transport passif, car le soluté transporté suit son gradient de concentration,
ce qui n’exige aucune énergie. La diffusion facilitée accélère
le transport d’un soluté en ouvrant un corridor spécifique
dans la membrane, mais elle ne modifie pas la direction du
déplacement. Il existe cependant des protéines de transport
qui peuvent aller à l’encontre du gradient de concentration
du soluté et acheminer celuici du côté de la membrane où il
est le moins concentré (que ce soit le côté interne ou le côté
externe) vers le côté où il est le plus concentré.
L’énergie nécessaire au transport actif
Pour faire passer une substance à travers une membrane à l’encontre du gradient de concentration, la cellule doit dépenser
de l’énergie, c’estàdire de l’ATP. Par conséquent, cette forme
de transport membranaire s’appelle transport actif. Les protéines de transport qui déplacent des solutés à l’encontre d’un
gradient de concentration sont toutes des perméases et non
des protéinescanaux. Cela est compréhensible : quand ils sont
ouverts, les canaux protéiques ne font que diffuser les solutés
selon leur gradient de concentration, et non en sens inverse.
Le transport actif permet à la cellule de maintenir des
concentrations intracellulaires différentes des concentrations
extracellulaires. Par exemple, la cellule animale possède une
concentration d’ions potassium beaucoup plus élevée que
celle du milieu environnant, alors que sa concentration d’ions
sodium est beaucoup plus faible. La membrane plasmique
maintient ces fortes différences de gradients en expulsant le
sodium de la cellule et en y pompant du potassium.
Comme dans le cas d’autres formes de travail cellulaire, c’est
l’ATP qui fournit l’énergie nécessaire au processus en cédant
son groupement phosphate terminal à la protéine de transport.
Ce transfert entraîne un changement dans la conformation de
la protéine. Grâce à ce phénomène, le soluté faiblement lié à la
m Figure 7.17 La diffusion facilitée est effectuée par deux types
de protéines de transport. Dans les deux cas, la protéine de transport
peut déplacer le soluté dans une direction ou dans l’autre, la diffusion
nette s’effectuant toujours suivant le gradient de concentration du soluté.
(a)
LIQUIDE
EXTRACELLULAIRE
CYTOPLASME
Protéine-canal
(b) Une perméase oscille entre deux conformations; en changeant de forme,
elle déplace un soluté à travers la membrane.
Perméase
Soluté
Soluté
Une protéine-canal
(en violet) comporte
un tunnel par
lequel diffusent
les molécules d’eau
ou celles d’un
soluté spécifique.