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1.4 : Les tampons maintiennent la stabilité de l'environnement cellulaire - Biologie

1.4 : Les tampons maintiennent la stabilité de l'environnement cellulaire - Biologie


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1.4 : Les tampons maintiennent la stabilité de l'environnement cellulaire

Pourquoi les tampons sont-ils importants pour les organismes vivants ?

Les tampons sont une partie importante des processus biochimiques des êtres vivants, car ils aident à maintenir le pH dans le corps des organismes stable. La plupart des réactions biochimiques essentielles à la vie n'ont lieu que dans une plage de pH étroite. La présence de tampons garantit que le pH du corps reste dans cette plage, malgré les changements dans l'environnement.

Les tampons sont des composés capables de lier ou de libérer des ions hydrogène en fonction de la concentration d'ions hydrogène dans la solution. Étant donné que le pH est une mesure de la concentration en ions hydrogène, la présence d'un tampon maintient le pH d'une solution constant dans une plage étroite. Tous les tampons ne fonctionnent pas dans la même plage. Par exemple, un tampon peut tamponner efficacement une solution entre pH 6 et 6,5, tandis qu'un autre peut bien fonctionner entre pH 8 et 8,3. Les tampons dans le sang humain sont capables de maintenir son pH entre 7,35 et 7,45, même si les composés acides et basiques pénètrent toujours dans le sang car ils sont absorbés par le tube digestif et quittent le sang lorsqu'ils sont filtrés par les reins ou utilisés d'une autre manière. par les cellules du corps.

Trois principaux tampons sont présents dans le corps humain : le bicarbonate, le phosphate et les protéines. Le système tampon au bicarbonate aide à prévenir l'acidification du sang car le dioxyde de carbone est produit par la respiration. Le système tampon phosphate maintient le pH sanguin constant et diverses protéines agissent comme tampons à l'intérieur et à l'extérieur des cellules du corps.


Composants de base des milieux de culture cellulaire

Sérum

Le sérum est un mélange complexe d'albumines, de facteurs de croissance et d'inhibiteurs de croissance et est probablement l'un des composants les plus importants du milieu de culture cellulaire. Le sérum le plus couramment utilisé est le sérum bovin fœtal (FBS). D'autres types de sérum sont disponibles, notamment le sérum de veau nouveau-né et le sérum de cheval. La qualité, le type et la concentration du sérum peuvent affecter la croissance des cellules et il est donc important de cribler des lots de sérum pour leur capacité à soutenir la croissance des cellules. En outre, il existe d'autres tests qui peuvent être utilisés pour faciliter la sélection d'un lot de sérum, notamment l'efficacité du clonage, l'efficacité de l'étalement et la préservation des caractéristiques cellulaires.

Figure 2. Sérum Fœtal Bovin

Le sérum peut également augmenter la capacité tampon des cultures, ce qui peut être important pour les cellules à croissance lente ou lorsque la densité d'ensemencement est faible (par exemple, des expériences de clonage cellulaire). Il aide également à protéger contre les dommages mécaniques qui peuvent survenir dans les cultures agitées ou lors de l'utilisation d'un grattoir à cellules.

Un autre avantage du sérum est la large gamme de types cellulaires avec lesquels il peut être utilisé malgré les exigences variables des différentes cultures en termes de facteurs de croissance. De plus, le sérum est capable de lier et de neutraliser les toxines. Cependant, le sérum est sujet à des variations d'un lot à l'autre, ce qui rend difficile la standardisation des protocoles de production.

Il existe également un risque de contamination lié à l'utilisation de sérum. Ces risques peuvent être minimisés en obtenant du sérum d'une source fiable, car les fournisseurs de grandes quantités de sérum effectuent une batterie de tests de contrôle qualité et fournissent un certificat d'analyse avec le sérum. En particulier, le sérum pour culture cellulaire doit être criblé pour la présence de virus de la diarrhée virale bovine (BVDV) et de mycoplasmes. L'inactivation thermique du sérum (incubation à 56 °C pendant 30 minutes) peut aider à réduire le risque de contamination, puisque certains virus sont inactivés par ce processus cependant, ce processus dénature également certaines protéines et détruit les nutriments dans le sérum. Avec l'avènement des méthodes modernes de production de sérum, l'utilisation de routine de sérum inactivé par la chaleur n'est plus une exigence pour la culture cellulaire. L'utilisation du sérum a également un impact sur les coûts, non seulement en termes de formulation du milieu, mais également dans le traitement en aval. Un supplément de 10 % de FBS apporte 4,8 mg/mL de protéines, ce qui complique les procédures de traitement en aval telles que la purification des protéines.

Directives pour l'utilisation du sérum

Le sérum fœtal bovin (FBS) a été utilisé pour préparer un certain nombre de produits biologiques et a un excellent dossier d'innocuité. La reconnaissance de l'encéphalopathie spongiforme bovine (ESB) en 1986 et sa propagation ultérieure en Europe continentale, parallèlement à l'annonce du lien probable entre l'ESB et une nouvelle variante de la maladie de Creutzfeldt-Jakob chez l'homme, ont stimulé une inquiétude accrue quant à l'approvisionnement sûr de tous les bovins matériaux. En 1993, la Food and Drug Administration (FDA) « a déconseillé l'utilisation de matériel d'origine bovine provenant de bovins ayant résidé ou provenant de pays où l'ESB a été diagnostiquée ».

Les directives actuelles de l'Union européenne (UE) sur la sécurité virale se concentrent sur l'approvisionnement, les tests et une attention particulière au risque potentiel de contamination croisée lors de l'abattage ou de la collecte du tissu de départ. Concernant l'ESB, le guide de l'UE sur la réduction du risque de transmission de l'ESB par les médicaments, EMEA/410/01 Rév. 3, recommande les principales mesures à mettre en œuvre afin d'établir la sécurité du matériel bovin. Là encore, l'accent est mis sur l'origine géographique, l'âge des animaux, les conditions d'élevage et d'abattage, le tissu à utiliser et les conditions de sa transformation.

L'utilisation de FBS dans les processus de production de médicaments est acceptable à condition qu'une bonne documentation sur l'approvisionnement, l'âge des animaux et les tests pour l'absence d'agents adventices soient soumises. Tous les fournisseurs responsables de FBS pour les applications biopharmaceutiques fourniront cette documentation.

Les exigences réglementaires en Europe soulignent l'importance de justifier l'utilisation de matériel d'origine bovine, caprine ou ovine dans la fabrication de produits pharmaceutiques. Ainsi, bien que le FBS soit utilisé depuis de nombreuses années dans le processus de production de nombreux médicaments tels que les vaccins viraux et les produits à base d'ADN recombinant, il existe actuellement une tendance justifiée à retirer tout le matériel d'origine animale des processus de fabrication. Nous avons reconnu cette tendance croissante et travaillons en étroite collaboration avec nos clients pour optimiser les formulations de milieux sans animaux afin de répondre aux exigences de chaque client en matière de culture cellulaire. Des lignées cellulaires sans sérum adaptées aux milieux ne contenant pas de sérum sont disponibles auprès de l'ECACC.

Le Département de l'agriculture des États-Unis (USDA) réglemente tous les produits qui contiennent un composant primaire d'origine animale. En ce qui concerne spécifiquement le sérum, l'USDA a déclaré que pour les matériaux qui relèvent de sa juridiction, seuls les produits biologiques fabriqués à partir de sérum provenant de pays d'origine approuvés seront autorisés aux États-Unis.

Origine du sérum

L'ECACC n'utilise que du sérum provenant de pays présentant un risque négligeable d'ESB. Historiquement, le sérum provenant d'Australie, de Nouvelle-Zélande et des États-Unis a présenté le risque le plus faible de contamination par l'ESB. Il est essentiel de vérifier le pays source du sérum utilisé et son statut de risque d'ESB. L'utilisation d'un sérum de qualité appropriée est particulièrement importante si l'utilisation prévue du sérum est dans la production de médicaments ou d'autres produits envoyés aux États-Unis.

Le sérum d'un fournisseur réputé doit avoir subi divers tests de contrôle de qualité qui seront répertoriés dans la fiche d'information du produit. La plupart des produits sériques sont testés en culture cellulaire pour la promotion de la croissance, l'efficacité du clonage et l'efficacité du placage.

Les tests standard effectués sur le sérum comprennent généralement des tests pour déterminer la présence et/ou le niveau des éléments suivants : stérilité, contamination virale, contamination par mycoplasmes, endotoxine, hémoglobine, protéines totales, immunoglobuline, test hormonal, pH (à température ambiante) et osmolalité.


L'ARN atténue le comportement de séparation de phases des protéines de liaison à l'ARN de type prion

Les protéines de liaison à l'ARN de type prion (RBP) telles que TDP43 et FUS sont largement solubles dans le noyau mais forment des agrégats pathologiques solides lorsqu'elles sont mal localisées dans le cytoplasme. Ce qui maintient ces protéines solubles dans le noyau et favorise l'agrégation dans le cytoplasme est encore inconnu. Nous rapportons ici que l'ARN régule de manière critique le comportement de phase des RBP de type prion. De faibles rapports ARN/protéine favorisent la séparation de phases en gouttelettes liquides, tandis que des rapports élevés empêchent la formation de gouttelettes in vitro. La réduction des niveaux d'ARN nucléaire ou l'ablation génétique de la liaison à l'ARN provoque une séparation de phase excessive et la formation d'assemblages cytotoxiques de type solide dans les cellules. Nous proposons que le noyau soit un système tamponné dans lequel des concentrations élevées d'ARN maintiennent les RBP solubles. Les changements dans les niveaux d'ARN ou les capacités de liaison à l'ARN des RBP provoquent des transitions de phase aberrantes.

Copyright © 2018 Les auteurs, certains droits réservés titulaire exclusif de la licence American Association for the Advancement of Science. Aucune revendication sur les travaux originaux du gouvernement américain.

Déclaration de conflit d'intérêts

Intérêts concurrents : Le colorant F22 était couvert par le brevet américain US 7790896 B2 attribué à Y.-T.C. Les autres auteurs ne déclarent aucun intérêt concurrent.

Les figures

Fig. 1. RBP de type prion en phase séparée à leur…

Fig. 1. Séparation de phases des RBP de type prion à leurs concentrations physiologiques.

(A) Structure de domaine. PLD, domaine de type prion…

Fig. 2. L'ARN régule le comportement de la phase…

Fig. 2. L'ARN régule le comportement de phase des RBP de type prion.

(A) Images représentatives de purifiés…

Fig. 3. L'ARN maintient les RBP de type prion dans…

Fig. 3. L'ARN maintient les RBP de type prion dans un état soluble dans le noyau.

Fig. 4. L'ARN régule la phase liquide-solide aberrante…

Fig. 4. L'ARN régule les transitions aberrantes de phase liquide à solide des RBP de type prion.


Changements d'équilibre : une vision qualitative

La discussion ci-dessus traite les changements de pH de manière quantitative. Ces changements de pH peuvent également être décrits qualitativement. Une vue qualitative est très utile pour prédire comment le pH changera en réponse à des conditions externes (comme l'exercice). Le principe utilisé pour cette vue qualitative est connu sous le nom de principe de Le Châtelier.

Principe de Le Châtelier

Lorsqu'un réactif ou un produit d'une réaction d'équilibre est ajouté à une solution qui est à l'équilibre, l'espèce ajoutée réagira pour modifier les concentrations des réactifs et des produits dans la solution jusqu'à ce qu'un nouvel équilibre soit établi (mais le rapport des concentrations données dans l'expression de l'action de masse (Équation 6) est la même, car la constante d'équilibre, K, est une constante à une température donnée). Ce processus est connu sous le nom de décalage à l'équilibre. En 1884, Henri Le Châtelier a développé une règle pour prédire comment un système en équilibre se déplacera lorsque les conditions du système sont modifiées. Bien que cette règle puisse simplifier à l'excès les changements qui se produisent dans certaines situations, il s'agit d'un outil puissant et utile pour prédire la direction d'un changement d'équilibre. Le Principe de Le Châtelier stipule que "si un changement de conditions ([un] 'stress' externe) est imposé à un système à l'équilibre, la position d'équilibre se déplacera dans une direction qui tend à réduire ce changement de conditions" (Zumdahl, 208). Par exemple, si la concentration de l'un des produits d'une réaction d'équilibre est augmentée dans une solution qui était à l'équilibre (avant l'augmentation de la concentration), l'équilibre se déplacera de manière à réduire la concentration du produit, c'est à dire.,plus de réactif sera généré. Bien entendu, le changement d'équilibre inverse se produirait lorsque la concentration d'un produit est diminuée. L'effet d'un changement de température peut également être prédit par le principe de Le Châtelier. (Dans le cas d'un changement de température, la constante d'équilibre change réellement.) Si une réaction est exothermique, la "chaleur" est traitée comme un "produit" (par exemple., A + B -> C + D + "heat"). Si une réaction est endothermique, "heat" est traité comme un "réactif" (par exemple., "heat" + A + B -> C + D). L'augmentation de la température peut être considérée comme une augmentation de la quantité de "chaleur" dans la réaction. Des exemples de contraintes externes et de décalages d'équilibre prédits par le principe de Le Châtelier sont présentés dans le tableau violet ci-dessous.

Stress externe

Changement d'équilibre prévu

Exemple : élimination du bicarbonate par les reins

Le principe de Le Châtelier peut être utilisé pour expliquer comment les reins aident à prévenir un pH excessivement élevé (une condition connue sous le nom de alcalose). Lorsque le pH du sang est trop élevé, les reins éliminent les ions bicarbonate (HCO3 - ) du sang. Comme les reins diminuent la concentration sanguine de HCO3 - , la réaction d'équilibre dans l'équation 10 est décalée vers la gauche pour compenser la perte en HCO3 - , selon le principe de Le Châtelier. Lorsque l'équilibre se déplace vers la gauche, davantage d'ions H + sont générés avec HCO3 - des ions. En conséquence, le pH diminue.

Questions sur les changements d'équilibre : une vision qualitative

  • Une équipe médicale d'urgence évalue une athlète olympique et détermine qu'elle souffre d'alcalose. Quel composant du tampon acide carbonique-bicarbonate l'athlète recevrait-il pour diminuer le pH du sang ?
  • Hyperventilation (respiration très rapide et profonde, ce qui réduit la concentration de CO2 dans le sang) provoque des vertiges.
    1. Comment l'hyperventilation affecte-t-elle le pH du sang (c'est-à-dire, le pH augmente-t-il ou diminue-t-il en raison de l'hyperventilation) ? En bref, expliquez votre réponse en termes de changements d'équilibre.
    2. Le traitement de premiers secours normal pour l'hyperventilation consiste à faire respirer le patient dans un sac en papier. Expliquez brièvement pourquoi ce traitement fonctionne et dites quel effet le traitement au sac en papier a sur le pH du sang.

Créer des symphonies cellulaires à partir du bruit transcriptionnel

Le développement se déroule à travers une série de modèles d'expression génique spatiaux et temporels orchestrés. Bien qu'ils reposent sur le processus bruyant de transcription, les modèles d'expression restent robustes à une myriade de perturbations. Pour atteindre l'objectif de construire des tissus complexes de bas en haut, la biologie synthétique doit apprendre à tamponner et à exploiter le bruit transcriptionnel.

Les cellules eucaryotes naviguent dans un environnement chaotique, dans lequel les processus cellulaires stochastiques convergent pour générer des phénotypes cellulaires. Émergeant du chaos, des modèles d'expression génique précisément coordonnés soutiennent des comportements cellulaires complexes tels que l'homéostasie tissulaire et la structuration du développement. Après les transitions du destin cellulaire, les cellules conservent des identités stables sur de longues périodes de temps malgré les perturbations internes et externes. Comment les populations cellulaires maintiennent-elles la stabilité tout en conservant une plasticité suffisante pour répondre aux signaux et aux agressions externes ? Les mécanismes endogènes qui tamponnent et exploitent le bruit transcriptionnel apparaissent comme des systèmes de régulation qui confèrent à la fois stabilité et plasticité. Alors que les circuits synthétiques actuels sont principalement conçus pour perturber les niveaux moyens d'expression des gènes, les connaissances acquises grâce à l'étude de la régulation de la transcription suggèrent que l'exploitation du bruit transcriptionnel est prometteuse pour l'ingénierie des cellules et des tissus eucaryotes.


QUESTIONS DE RAPPEL COURANT SUR LA BIOLOGIE

1. Forme hélicoïdale/spirale si compacte
2. La molécule est insoluble donc osmotiquement inactive (n'affecte pas le potentiel hydrique)
3. Ramifié pour que le glucose soit facilement accessible par les enzymes pour se décomposer pour la respiration
4. Grande molécule ne peut donc pas quitter la cellule/la surface des cellules croisées
membrane

2. joint par condensation pour former une liaison glycosidique

4. "retourner" des molécules alternatives

5. liaisons hydrogène reliant de longues chaînes droites

6. la cellulose renforce les parois cellulaires

7. peut résister à la pression de turgescence/pression osmotique

8. lien difficile à rompre

2. Rejoint par des liaisons peptidiques

3. Qui se forment par condensation

4. La structure primaire est l'ordre des acides aminés

5. La structure secondaire est le repliement de la chaîne polypeptidique en raison de la liaison hydrogène

6. La structure tertiaire est un pliage 3-D dû à la liaison hydrogène et ionique/disulfure
obligations

2. Décomposé en une seule étape de réaction qui garantit que l'énergie est disponible rapidement

3. Phosphorylates de substances pour les rendre plus réactives

SUCRE NON RÉDUCTEUR
1. Faites le test de Benedict et reste bleu/négatif
2. Faire bouillir avec de l'acide puis neutraliser avec de l'alcali
3. Chauffer avec Benedict's et devient rouge/orange (précipité)

2. (Causant) un changement dans la séquence d'acides aminés

3.Les mutations s'accumulent avec le temps

4.Plus de mutations/plus de différences (en acides aminés/base/séquence nucléotidique/primaire
structure) entre des espèces éloignées
OU
Peu (plus) de mutations/différences (en acides aminés/base/séquence nucléotidique/structure primaire) dans
espèces étroitement apparentées

ION SODIUM
1. Co-transport de glucose/acides aminés (dans les cellules)
2. (Parce que) le sodium est évacué par transport actif/pompe sodium potassium
3. Crée un gradient de concentration/diffusion d'ions sodium
4. Affecte l'osmose/le potentiel hydrique

Le site actif est flexible et peut mouler autour du substrat

2. Le site actif n'est que complémentaire du maltose

3. Description de l'ajustement induit

4. L'enzyme est un catalyseur qui abaisse l'énergie d'activation nécessaire à la réaction

(Inhibition compétitive),
2. L'inhibiteur a une forme similaire au substrat
3. Il se lie au site actif (de l'enzyme)
4. L'inhibition peut être surmontée en ajoutant plus de substrat

Maintenir une faible concentration de sodium dans la cellule épithéliale par rapport à la
lumen

Le glucose pénètre dans la cellule épithéliale avec le sodium
Via la protéine porteuse/canale
Le glucose passe dans le sang

2. Les endopeptidases cassent les polypeptides en chaînes peptidiques plus petites

3. Les exopeptidases éliminent les acides aminés terminaux

2. De nombreuses mitochondries produisent de l'ATP pour le transport actif
3. Protéines porteuses présentes pour le transport actif

4. Canal/protéines porteuses pour une diffusion facilitée

5. Co-transport du sodium et du glucose réalisé grâce à une protéine porteuse pour le sodium (ions) et le glucose

2. Le phospholipide (bicouche) empêche le mouvement/la diffusion des substances polaires/insolubles dans les lipides

3. Les protéines porteuses permettent le transport actif

4. Les protéines canal/porteur permettent une diffusion/co-transport facilité

5. La forme/charge du canal/porteur détermine quelles substances se déplacent

6. Le nombre de canaux/porteuses détermine la quantité de mouvement

7. La surface de la membrane détermine la quantité de diffusion/mouvement

2. Molécule longue / grande pouvant stocker de nombreuses informations

3. Helix / enroulé si compact

4. La séquence de base permet de stocker des informations (formation de protéines)

5. Double brin afin que la réplication puisse se produire de manière semi-conservative comme existante
les brins peuvent servir de modèles via un appariement de bases complémentaire

2. appariement de bases maintenu ensemble par des liaisons hydrogène

3. liaisons hydrogène faibles si facilement rompues, ce qui permet aux brins de se séparer

4. bases exposées et servant de modèle
5. A avec T, C avec G

2. Casse les liaisons hydrogène entre les paires de bases, les exposant

3. Un seul brin d'ADN sert de matrice

4. Les nucléotides d'ARN attirés par les bases exposées

5. (Attraction) selon la règle d'appariement de base (A-U & C-G)

6. L'ARN polymérase relie les nucléotides d'ARN ensemble pour former un pré-ARNm

3. Les molécules d'ARNt apportent des acides aminés au ribosome

4. Une molécule d'ARNt spécifique existe pour un acide aminé spécifique

5. Anticodon de l'ARNt complémentaire du codon sur l'ARNm

6. Des liaisons peptidiques se forment entre les acides aminés adjacents

7. L'ARNt se détache et part pour collecter un autre acide aminé

2. Modification de la séquence d'acides aminés

3. Cela modifie la position des liaisons hydrogène/ionique/disulfure

2. chromosomes fabriqués à partir de deux chromatides identiques, dus à la réplication en interphase

3. les chromosomes se déplacent vers l'équateur de la cellule

4. Les chromosomes s'attachent aux fibres fusiformes individuelles

5. Les fibres de la broche se contractent et les centromères se divisent

6. Les chromatides sœurs se déplacent vers les pôles opposés

7. Chaque pôle reçoit toute l'information génétique

2. Les chromosomes s'associent dans leurs paires homologues

3. Le croisement se produit entre les chromosomes, par la formation d'un chiasma

4. Les chromosomes se joignent aux fibres du fuseau, via leurs centromères

6. Les chromosomes homologues se déplacent vers les pôles opposés

2. Assortiment indépendant (ségrégation des chromosomes homologues) dans la méiose I

3. Assortiment indépendant (ségrégation des chromatides) en méiose II

+ Trois parmi :
4. Fait que les individus ont des adaptations différentes, rendant certains mieux adaptés

7. Ceux-ci transmettent le gène/allèle

2. Obtenir une fine section de tissu végétal et placer sur la lame

3. Colorer à l'iode dans l'iodure de potassium.

2. Filtre pour éliminer les gros débris/cellules entières

3. Utilisez une solution isotonique pour éviter d'endommager les mitochondries/organites

4. Garder au froid pour réduire les dommages causés par les enzymes/utiliser un tampon pour empêcher la dénaturation des enzymes

5. Centrifuger à vitesse réduite pour séparer les noyaux/fragments cellulaires/organites lourds

2. Les petites molécules / non polaires / liposolubles passent par les phospholipides / la bicouche
OU
Les grosses molécules / polaires / hydrosolubles passent par les protéines

3. L'eau se déplace par osmose d'un potentiel hydrique élevé à un potentiel hydrique faible

4. Transport actif contre gradient de concentration

5. Le transport actif/diffusion facilitée implique des protéines/supports

6. Le transport actif nécessite de l'énergie / ATP

2. Ne peut pas traverser la bicouche lipidique

3. Ions chlorure transportés par diffusion facilitée à l'aide
canal/protéine porteuse

4. Oxygène non chargé/non polaire

2. De nombreuses mitochondries produisent de l'ATP / libèrent ou fournissent de l'énergie pour les actifs
transport

3. Protéines porteuses pour le transport actif

4. Protéines canal/porteur pour une diffusion facilitée

5. Co-transport des ions sodium et glucose à l'aide d'un symport / protéine porteuse

2. Actif implique la production d'anticorps par les plasmocytes/cellules mémoire

3. Passif implique un anticorps introduit dans le corps de l'extérieur

4. Actif à long terme, car l'anticorps produit en réponse à l'antigène

5. Passif à court terme, car l'anticorps administré est décomposé

2. Agent pathogène englouti / ingéré

3. Enfermé dans une vacuole, formant un phagosome

4. La vacuole fusionne avec le lysosome

5. Le lysosome contient des enzymes qui sont déversées dans la vacuole

Les cellules plasmatiques fabriquent des anticorps

L'antigène 2 se lie aux récepteurs complémentaires du lymphocyte B

3 lymphocytes s'activent

4 lymphocytes (B) se reproduisent par mitose

2. L'antigène est affiché sur les cellules présentatrices d'antigène (macrophages)

3. La cellule T auxiliaire avec une protéine réceptrice complémentaire se lie à l'antigène

4. La cellule T auxiliaire stimule la cellule B

5. Avec l'anticorps complémentaire à sa surface

6. La cellule B sécrète de grandes quantités d'anticorps

3. À la deuxième exposition, les cellules mémoires deviennent actives et produisent des anticorps

4. Produire rapidement des anticorps/produit plus d'anticorps

2. La forme de la structure tertiaire du site de liaison

3. Complémentaire aux antigènes

Enzyme utilise l'ARN du VIH pour faire une copie de l'ADN

ADN joint à l'ADN/chromosome de la cellule hôte

ADN utilisé pour faire des copies de l'ARN du VIH

Et les protéines/enzymes de la capside du VIH

Assemblage de nouvelles particules virales

2. Le ventricule a maintenant une pression plus élevée que l'oreillette (en raison du remplissage / contraction).
Cela provoque la fermeture des valves auriculo-ventriculaires

3. Le ventricule a une pression plus élevée que l'aorte provoquant l'ouverture de la valve semi-lunaire

4. Cela conduit à une pression plus élevée dans l'aorte que dans le ventricule (comme le cœur
se détend) provoquant la fermeture de la valve semi-lunaire

2. Parois épaisses à cellule unique - réduit la distance de diffusion

3. Cellules aplaties (endothéliales) - réduit la distance de diffusion

4. Fenestrations - permet à de grosses molécules à travers

5. Petit diamètre/étroit - donne une grande surface au volume/court
distance de diffusion

6. Lumen étroit - réduit le débit donnant plus de temps pour la diffusion

2. Les molécules fluides et solubles s'évanouissent

3. Les protéines et les grosses molécules restent en arrière

4. Cela réduit le potentiel hydrique

5. L'eau retourne dans l'extrémité veineuse du capillaire
par osmose

2. le plancher buccal est abaissé

3. l'eau pénètre en raison d'une diminution de la pression et d'un
augmentation du volume

4. la bouche se ferme, l'opercule/la valve operculaire s'ouvre

5. le sol surélevé entraîne une augmentation de la pression et une diminution du volume

plaques branchiales ou lamelles secondaires

grand nombre de capillaires --> pour éliminer l'oxygène / pour maintenir un gradient

épithélium fin --> voie de diffusion courte

changements de pression --> pour amener plus d'eau / pour maintenir le gradient

2. Les parois des alvéoles sont minces pour fournir une courte voie de diffusion

3. Les parois des capillaires sont minces entre les alvéoles, ce qui permet une courte voie de diffusion

4. Les parois des capillaires/alvéoles ont des cellules aplaties

5. Membrane cellulaire perméable aux gaz

6. De nombreux capillaires sanguins offrent une grande surface

7. Muscles intercostaux et muscles du diaphragme utilisés pour ventiler les poumons afin de maintenir une diffusion
pente

8. Large trachée et ramification des bronches/bronchioles pour un flux d'air efficace


Contenu

Utilisations médicales Modifier

  • Le PEG est la base d'un certain nombre de laxatifs (comme MiraLax). [4] L'irrigation de l'intestin entier avec du polyéthylène glycol et des électrolytes ajoutés est utilisée pour la préparation de l'intestin avant la chirurgie ou la coloscopie.
  • Le PEG est également utilisé comme excipient dans de nombreux produits pharmaceutiques. [5]
  • PEG utilisé dans les médicaments pour le traitement de la désimpaction et le traitement d'entretien chez les enfants souffrant de constipation. [6]
  • Lorsqu'il est attaché à divers médicaments protéiques, le polyéthylène glycol permet une clairance ralentie de la protéine transportée du sang. [7]
  • La possibilité que le PEG puisse être utilisé pour fusionner les axones est explorée par des chercheurs étudiant les lésions des nerfs périphériques et de la moelle épinière. [4]
  • Un exemple d'hydrogels de PEG (voir la section "Utilisations biologiques") dans une thérapeutique a été théorisé par Ma et al. Ils proposent d'utiliser l'hydrogel pour traiter la parodontite (maladie des gencives) en encapsulant des cellules souches dans le gel qui favorisent la cicatrisation des gencives. [8] Le gel et les cellules souches encapsulées devaient être injectés sur le site de la maladie et réticulés pour créer le microenvironnement nécessaire au fonctionnement des cellules souches.
  • Un lipide pégylé est utilisé comme excipient dans les vaccins Moderna et Pfizer-BioNTech pour le SRAS-CoV-2. Les deux vaccins à ARN sont constitués d'ARN messager, ou ARNm, enfermé dans une bulle de molécules huileuses appelées lipides. Une technologie lipidique exclusive est utilisée pour chacun. Dans les deux vaccins, les bulles sont recouvertes d'une molécule stabilisante de polyéthylène glycol. [citation médicale nécessaire] En décembre 2020, on craignait que le PEG ne déclenche une réaction allergique [9] et, en fait, les réactions allergiques ont poussé les régulateurs du Royaume-Uni et du Canada à publier un avis, notant que : deux « individus au Royaume-Uni ont été traités et guéris » d'un choc anaphylactique. [10][11] En date du 18 décembre, le CDC américain a déclaré que dans leur juridiction, six cas de « réaction allergique grave » avaient été enregistrés sur plus de 250 000 vaccinations, et que sur ces six, une seule personne avait des « antécédents de réactions à la vaccination. ". [12]

Utilisations chimiques Modifier

  • Le PEG étant une molécule hydrophile, il a été utilisé pour passiver des lames de verre de microscope afin d'éviter le collage non spécifique des protéines dans les études de fluorescence à molécule unique. [13]
  • Le polyéthylène glycol a une faible toxicité et est utilisé dans une variété de produits. [14] Le polymère est utilisé comme revêtement lubrifiant pour diverses surfaces dans des environnements aqueux et non aqueux. [15]
  • Le PEG étant un polymère souple et hydrosoluble, il peut être utilisé pour créer des pressions osmotiques très élevées (de l'ordre de dizaines d'atmosphères). Il est également peu probable qu'il ait des interactions spécifiques avec des produits chimiques biologiques. Ces propriétés font du PEG l'une des molécules les plus utiles pour appliquer la pression osmotique dans les expériences de biochimie et de biomembranes, en particulier lors de l'utilisation de la technique du stress osmotique.
  • Le polyéthylène glycol est également couramment utilisé comme phase stationnaire polaire pour la chromatographie en phase gazeuse, ainsi que comme fluide caloporteur dans les testeurs électroniques.
  • Le PEG a également été utilisé pour conserver des objets en bois et dans certains cas d'autres objets organiques qui ont été récupérés dans des contextes archéologiques sous-marins, comme ce fut le cas avec le navire de guerre Vasa à Stockholm, [16] et des cas similaires. Il remplace l'eau dans les objets en bois, rendant le bois indéformable et empêchant le gauchissement ou le rétrécissement du bois lorsqu'il sèche. [4] De plus, le PEG est utilisé lors du travail avec du bois vert comme stabilisateur et pour empêcher le retrait. [17]
  • Le PEG a été utilisé pour préserver les couleurs peintes des guerriers en terre cuite découverts sur un site du patrimoine mondial de l'UNESCO en Chine. [18] Ces artefacts peints ont été créés pendant l'ère Qin Shi Huang (premier empereur de Chine). Dans les 15 secondes qui suivent la mise au jour des morceaux de terre cuite lors des fouilles, la laque sous la peinture commence à s'enrouler après avoir été exposée à l'air sec de Xi'an. La peinture s'écaillerait ensuite en quatre minutes environ. L'Office de conservation de l'État de Bavière allemand a mis au point un conservateur PEG qui, lorsqu'il est immédiatement appliqué aux artefacts déterrés, a aidé à préserver les couleurs peintes sur les morceaux de soldats d'argile. [19]
  • Le PEG est souvent utilisé (en tant que composé d'étalonnage interne) dans les expériences de spectrométrie de masse, avec son schéma de fragmentation caractéristique permettant un réglage précis et reproductible.
  • Des dérivés de PEG, tels que des éthoxylates à gamme étroite, sont utilisés comme tensioactifs.
  • Le PEG a été utilisé comme bloc hydrophile de copolymères blocs amphiphiles utilisés pour créer certains polymersomes. [20]
  • Le PEG a également été utilisé comme propulseur sur le missile UGM-133M Trident II, en service dans l'US Air Force. [21]

Utilisations biologiques Modifier

  • Le PEG peut être modifié et réticulé en un hydrogel et utilisé pour imiter l'environnement de la matrice extracellulaire (ECM) pour l'encapsulation et les études cellulaires. [22][23]
    • Un exemple d'étude a été réalisé en utilisant des hydrogels de PEG-Diacrylate pour recréer des environnements vasculaires avec l'encapsulation de cellules endothéliales et de macrophages. Ce modèle a amélioré la modélisation des maladies vasculaires et isolé l'effet du phénotype des macrophages sur les vaisseaux sanguins. [24]

    Utilisations commerciales Modifier

    • Le PEG est à la base de nombreuses crèmes pour la peau (comme cétomacrogol) et des lubrifiants personnels (fréquemment combinés avec de la glycérine).
    • Le PEG est utilisé dans un certain nombre de dentifrices[4] comme dispersant. Dans cette application, il lie l'eau et aide à maintenir la gomme xanthane uniformément répartie dans le dentifrice.
    • Le PEG est également à l'étude pour une utilisation dans les gilets pare-balles et dans les tatouages ​​pour surveiller le diabète. [32][33]
    • Dans les formulations à faible poids moléculaire (par exemple le PEG 400), il est utilisé dans les imprimantes à jet Hewlett-Packarddesign comme solvant d'encre et lubrifiant pour les têtes d'impression.
    • Le PEG est également utilisé comme agent anti-mousse dans les aliments et les boissons [34] – son numéro SIN est 1521 [35] ou E1521 dans l'UE. [36]

    Utilisations industrielles Modifier

    • Un polyéthylène glycol plastifié à l'ester nitrate (NEPE-75) est utilisé dans le carburant solide pour fusée pour missiles balistiques lancés par sous-marin Trident II. [37]
    • Les éthers diméthyliques de PEG sont l'ingrédient clé du Selexol, un solvant utilisé par les centrales électriques à cycle combiné à gazéification intégrée (IGCC) pour éliminer le dioxyde de carbone et le sulfure d'hydrogène du flux de gaz de synthèse.
    • Le PEG a été utilisé comme isolant de grille dans un transistor électrique à double couche pour induire la supraconductivité dans un isolant. [38]
    • Le PEG est également utilisé comme hôte polymère pour les électrolytes polymères solides. Bien qu'ils ne soient pas encore en production commerciale, de nombreux groupes dans le monde sont engagés dans des recherches sur les électrolytes polymères solides impliquant le PEG, dans le but d'améliorer leurs propriétés et de permettre leur utilisation dans les batteries, les systèmes d'affichage électrochromes et d'autres produits dans le futur.
    • Le PEG est injecté dans les procédés industriels pour réduire la formation de mousse dans les équipements de séparation.
    • Le PEG est utilisé comme liant dans la préparation de céramiques techniques. [39]

    Usages récréatifs Modifier

    • Le PEG est utilisé pour augmenter la taille et la durabilité des très grosses bulles de savon.
    • Le PEG est l'ingrédient principal de nombreux lubrifiants personnels. (A ne pas confondre avec le propylène glycol.)
    • Le PEG est l'ingrédient principal de la peinture (appelée "remplissage") des billes de peinture.

    Le PEG est considéré comme biologiquement inerte et sûr par la FDA.

    However, a growing body of evidence shows the existence of a detectable level of anti-PEG antibodies in approximately 72% of the population, never treated with PEGylated drugs, based on plasma samples from 1990–1999. [40] [ further explanation needed ] Due to its ubiquity in a multitude of products and the large percentage of the population with antibodies to PEG, hypersensitive reactions to PEG are an increasing concern. [41] [42] Allergy to PEG is usually discovered after a person has been diagnosed with an allergy to an increasing number of seemingly unrelated products, including processed foods, cosmetics, drugs, and other substances that contain PEG or were manufactured with PEG. [41]

    CHEVILLE, PEO, et POE refer to an oligomer or polymer of ethylene oxide. The three names are chemically synonymous, but historically CHEVILLE is preferred in the biomedical field, whereas PEO is more prevalent in the field of polymer chemistry. Because different applications require different polymer chain lengths, CHEVILLE has tended to refer to oligomers and polymers with a molecular mass below 20,000 g/mol, PEO to polymers with a molecular mass above 20,000 g/mol, and POE to a polymer of any molecular mass. [43] PEGs are prepared by polymerization of ethylene oxide and are commercially available over a wide range of molecular weights from 300 g/mol to 10,000,000 g/mol. [44]

    PEG and PEO are liquids or low-melting solids, depending on their molecular weights. While PEG and PEO with different molecular weights find use in different applications, and have different physical properties (e.g. viscosity) due to chain length effects, their chemical properties are nearly identical. Different forms of PEG are also available, depending on the initiator used for the polymerization process – the most common initiator is a monofunctional methyl ether PEG, or methoxypoly(ethylene glycol), abbreviated mPEG. Lower-molecular-weight PEGs are also available as purer oligomers, referred to as monodisperse, uniform, or discrete. Very high-purity PEG has recently been shown to be crystalline, allowing determination of a crystal structure by x-ray crystallography. [44] Since purification and separation of pure oligomers is difficult, the price for this type of quality is often 10–1000 fold that of polydisperse PEG.

    PEGs are also available with different geometries.

    • Branched PEGs have three to ten PEG chains emanating from a central core group.
    • Star PEGs have 10 to 100 PEG chains emanating from a central core group.
    • Peigne PEGs have multiple PEG chains normally grafted onto a polymer backbone.

    The numbers that are often included in the names of PEGs indicate their average molecular weights (e.g. a PEG with m = 9 would have an average molecular weight of approximately 400 daltons, and would be labeled PEG 400). Most PEGs include molecules with a distribution of molecular weights (i.e. they are polydisperse). The size distribution can be characterized statistically by its weight average molecular weight (Mw) and its number average molecular weight (Mm), the ratio of which is called the polydispersity index (ĐM). Mw et Mm can be measured by mass spectrometry.

    PEGylation is the act of covalently coupling a PEG structure to another larger molecule, for example, a therapeutic protein, which is then referred to as a PEGylated protéine. PEGylated interferon alfa-2a or alfa-2b are commonly used injectable treatments for hepatitis C infection.

    PEG is soluble in water, methanol, ethanol, acetonitrile, benzene, and dichloromethane, and is insoluble in diethyl ether and hexane. It is coupled to hydrophobic molecules to produce non-ionic surfactants. [45]

    PEGs potentially contain toxic impurities, such as ethylene oxide and 1,4-dioxane. [46] Ethylene glycol and its ethers are nephrotoxic if applied to damaged skin. [47]

    PEG and related polymers (PEG phospholipid constructs) are often sonicated when used in biomedical applications. However, as reported by Murali et al., PEG is very sensitive to sonolytic degradation and PEG degradation products can be toxic to mammalian cells. It is, thus, imperative to assess potential PEG degradation to ensure that the final material does not contain undocumented contaminants that can introduce artifacts into experimental results. [48]

    PEGs and methoxypolyethylene glycols are manufactured by Dow Chemical under the trade name Carbowax for industrial use, and Carbowax Sentry for food and pharmaceutical use. They vary in consistency from liquid to solid, depending on the molecular weight, as indicated by a number following the name. They are used commercially in numerous applications, including foods, in cosmetics, in pharmaceutics, in biomedicine, as dispersing agents, as solvents, in ointments, in suppository bases, as tablet excipients, and as laxatives. Some specific groups are lauromacrogols, nonoxynols, octoxynols, and poloxamers.


    Acides forts et bases fortes

    The stronger the acid, the more readily it donates H + . For example, hydrochloric acid (HCl) is highly acidic and completely dissociates into hydrogen and chloride ions, whereas the acids in tomato juice or vinegar do not completely dissociate and are considered weak acids conversely, strong bases readily donate OH – and/or react with hydrogen ions. Sodium hydroxide (NaOH) and many household cleaners are highly basic and give up OH – rapidly when placed in water the OH – ions react with H + in solution, creating new water molecules and lowering the amount of free H + in the system, thereby raising the overall pH. Un exemple de solution basique faible est l'eau de mer, qui a un pH proche de 8,0, assez proche de la neutralité pour que des organismes marins bien adaptés se développent dans cet environnement alcalin.


    Résumé

    Microbial digestive enzymes in soil and litter have been studied for over a half century, yet the understanding of microbial enzymes as drivers of ecosystem processes remains hindered by methodological differences among researchers and laboratories. Modern techniques enable the comparison of enzyme activities from different sites and experiments, but most researchers do not optimize enzyme assay methods for their study sites, and thus may not properly assay potential enzyme activity. In this review, we characterize important procedural details of enzyme assays, and define the steps necessary to properly assay potential enzyme activities in environmental samples. We make the following recommendations to investigators measuring soil enzyme activities: 1) run enzyme assays at the environmental pH and temperature 2) run proper standards, and if using fluorescent substrates with NaOH addition, use a standard time of 1 min between the addition of NaOH and reading in a fluorometer 3) run enzyme assays under saturating substrate concentrations to ensure Vmax is being measured 4) confirm that product is produced linearly over the duration of the assay 5) examine whether mixing during the reaction is necessary to properly measure enzyme activity 6) find the balance between dilution of soil homogenate and assay variation and 7) ensure that enzyme activity values are properly calculated. These steps should help develop a unified understanding of enzyme activities in ecosystem ecology.

    Points forts

    ► Understanding of microbial enzymes in ecosystem studies is hindered by methods used. ► Modern techniques enable sharing of enzyme activity data, if the methods are optimized. ► A synthesis of such techniques is lacking and would encourage more collaboration. ► This review outlines methodological concerns for assaying microbial digestive enzymes. ► The authors make recommendations for optimizing protocols.


    Voir la vidéo: Les milieux de sédimentation actuels: géologie externe 1BAC video15 (Juillet 2022).


Commentaires:

  1. Oxa

    Je louche sournoisement, comparant les faits...*

  2. Mitchell

    Tu as tout à fait raison. Dans ce domaine, c'est et c'est une excellente idée. C'est prêt pour te soutenir.

  3. Weylin

    Moscou n'était pas en construction à la fois.

  4. Vokinos

    Il est d'accord, le message est très bon



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