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Introduction
Membrane plasmique et endomembrane constituent des structures limitantes organisées suivant un modèle
de bicouche phospholipidique dans laquelle sont enchassées des protéines. Les fonctions de ces protéines
sont diversifiées, il s’agit à partir des trois thèmes proposés de dégager quelques caractéristiques
structurales et fonctionnelles de 3 types de protéines ; ainsi le premier thème dégagera les caractéristiques
de protéines impliquées dans le fonctionnement des jonctions communicantes, le deuxième des protéines
impliquées dans les jonctions serrées et enfin le dernier thème visera à déterminer les propriétés et la
fonction probable d’une protéine.
Thème 1 : ion calcium et jonction gap.
Les parties en italiques sont des consignes méthodologiques ou des remarques.
1. Mise en évidence de l'action des ions calcium.
Étude des documents.
Figure 1 : en A, plusieurs dizaines de connexons sont vus de face. A et B révèlent qu'ils sont formés de
sous unités (6) délimitant un espace central ou canal. La présence de calcium modifie le canal qui se
réduit.
Possibilité de coller les parties B de la fig 1 en les légendant (connexon, connexine, canal ouvert, canal
fermé).
Le tableau : en présence de calcium, le diamètre interne du pore extra cellulaire est diminué de 60%
environ alors que le diamètre externe et la hauteur ne sont pas modifiés de manière significative (tenir
compte de l'incertitude sur les mesures).
Conclusion : le calcium entraîne une fermeture des connexons.
Hypothèse explicative (non exigée dans ce DS, exigible par la suite) : les connexines sont des protéines
allostériques ; le calcium les fait changer de conformation.
Transition : cette fermeture ou ouverture des connexons a-t-elle des conséquences sur le fonctionnement
de la cellule ?
2. Conséquence sur le couplage électrique de cellules liées par des jonctions gap.
Indiquer brièvement ce que permet d'étudier le dispositif utilisé :
Le dispositif expérimental permet d'étudier les conséquences électriques sur les cellules 1 et 2 de la
stimulation électrique d'une cellule 1 (c'est à dire si les variations du potentiel membranaire de la cellule 1
sont transmises à la cellule2).
Expérience 1 : La cellule 1 stimulée a un potentiel tranmembranaire de +30mV, légèrement supérieur à
celui de la cellule 2 (+20mV) : elles sont toutes deux dépolarisées, mais la dépolarisation est atténuée dans
la cellule 2. Le rapport V1/V2 est constant (0,8). Cette dépolarisation causée par la stimulation de la
cellule 1 peut être à l'origine de mouvement d'ions dans la cellule 1, mouvements transmis à la cellule 2
par des jonctions communicantes ou jonction gap.
L'introduction du calcium conduit à une multiplication par 4 de V1 et à une annulation de V2 ; le rapport
V1/V2 devient nul. La dépolarisation de la cellule 1 n'est plus transmise à la cellule 2.
Mise en relation avec les documents précédents : en présence de calcium, les connexons se ferment
(photos et tableau). Les ions, à l'origine de la dépolarisation, ne peuvent plus passer de la cellule 1 à la
cellule 2. Les deux cellules sont découplées.
Expérience 2 : une très faible quantité d'ions calcium est introduite non plus dans le milieu extra cellulaire
mais directement dans la cellule. Les résultats sont identiques à ceux de l'expérience 1. Le calcium agit
donc sur les connexons aussi bien du côté cytosolique que du côté extra cellulaire.