Fluorescence in the life sciencesFluorescence is used in the life sciences generally as a non-destructive way of tracking or analysing biological molecules. Some proteins or small molecules in cells are naturally fluorescent, which is called intrinsic fluorescence or autofluorescence (such as NADH, tryptophan or endogenous chlorophyll, phycoerythrin or green fluorescent protein). Alternatively, specific or general proteins, nucleic acids, lipids or small molecules can be "labelled" with an extrinsic fluorophore, a fluorescent dye which can be a small molecule, protein or quantum dot.
FluorescenceLa fluorescence est une émission lumineuse provoquée par l'excitation des électrons d'une molécule (ou atome), généralement par absorption d'un photon immédiatement suivie d'une émission spontanée. Fluorescence et phosphorescence sont deux formes différentes de luminescence qui diffèrent notamment par la durée de l'émission après excitation : la fluorescence cesse très rapidement tandis que la phosphorescence perdure plus longtemps. La fluorescence peut entre autres servir à caractériser un matériau.
Récepteur couplé aux protéines GLes récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) sont une famille de récepteurs transmembranaires chez les mammifères. Parmi les nombreux récepteurs qui jouent un rôle dans la communication cellulaire, les récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) constituent la plus grande famille de récepteurs membranaires de mammifères puisqu’elle représente 3,4 % du génome. Plus de la moitié des agents pharmacologiques agissent sur les RCPG : ils sont donc une classe de protéines d'importance thérapeutique majeure.
Protéine fluorescente vertevignette|Aequorea victoria. La protéine fluorescente verte (souvent abrégé GFP, de l'anglais « Green Fluorescent Protein ») est une protéine ayant la propriété d'émettre une fluorescence de couleur verte. Issue d'une méduse (Aequorea victoria), cette protéine est intrinsèquement fluorescente sous l'action d'une enzyme, l'aequoréine, une luciférase qui agit en présence de calcium. Son gène peut être fusionné in-vitro au gène d'une protéine que l'on souhaite étudier.
Transfert d'énergie entre molécules fluorescentesLe transfert d'énergie entre molécules fluorescentes ou transfert d'énergie par résonance de type Förster (en anglais, Förster resonance energy transfer ou FRET, resonance energy transfer ou RET ou electronic energy transfer ou EET), bien qu’observé par Perrin au début du , est décrit pour la première fois par Theodor Förster en 1946. Les applications de cette approche à l’étude des interactions protéiques apparaîtront vers la fin du . vignette|Figure 1. Conditions du FRET. A.
Récepteur transmembranaireLes récepteurs transmembranaires sont des protéines intégrales de membrane, qui résident et agissent typiquement au sein de la membrane plasmique de la cellule, mais aussi dans les membranes de quelques compartiments sous-cellulaires et organites. Leur association avec une (ou parfois deux) molécules d'un côté de la membrane produit une réaction de l'autre côté. À ce titre, ils jouent un rôle unique dans les communications entre les cellules et la transmission du signal.
Expanded genetic codeAn expanded genetic code is an artificially modified genetic code in which one or more specific codons have been re-allocated to encode an amino acid that is not among the 22 common naturally-encoded proteinogenic amino acids. The key prerequisites to expand the genetic code are: the non-standard amino acid to encode, an unused codon to adopt, a tRNA that recognises this codon, and a tRNA synthetase that recognises only that tRNA and only the non-standard amino acid.
Protéine membranaireLes protéines membranaires constituent l'une des trois principales classes de protéines à côté des protéines fibreuses et des protéines globulaires. Suivant le type de cellule et d'organite cellulaire, une membrane peut contenir des centaines de protéines différentes. Chaque protéine membranaire possède une orientation définie par rapport au cytoplasme : c'est pourquoi les propriétés des faces de la membrane sont très différentes. On parle de l’asymétrie de la membrane.
Récepteur (biochimie)En biochimie, un récepteur est une protéine de la membrane cellulaire ou du cytoplasme ou du noyau cellulaire qui se lie spécifiquement à un facteur spécifique (un ligand, tels un neurotransmetteur, une hormone, une molécule médicamenteuse, une toxine, un ion calcium, ou une protéine spécifique de la membrane d'un virus...), induisant une réponse cellulaire à ce ligand. Les modifications du comportement du récepteur protéique induites par le ligand conduisent à des modifications physiologiques qui constituent les « effets biologiques » du ligand.
Quenchingvignette|Démonstration du quenching : deux solutions de quinine sont soumises à un laser violet. L'échantillon de droite montre la fluorescence de la quinine, dans le bleu. Dans l'échantillon de gauche ont été ajoutés des ions chlorure : ils « éteignent » la fluorescence de la quinine. En photochimie, le quenching (du terme anglais pour "extinction") regroupe l'ensemble des phénomènes qui contribuent à diminuer l'intensité de la fluorescence d'une substance donnée.
Analogue d'acide nucléiqueLes analogues d'acides nucléiques sont des composés qui sont structurellement similaires aux ARN et ADN présents dans la nature. Ils ont des utilisations pour la recherche en médecine et en biologie moléculaire. Les nucléotides, qui constituent les acides nucléiques, sont composées de trois parties : un squelette phosphate, un sucre pentose (ribose ou désoxyribose) et l'une des quatre bases nucléiques. Dans un analogue d'acide nucléique, n'importe laquelle de ces parties peut être modifiée.
Sonde fluorescentevignette|Utilisation de sondes fluorescentes pour être capable de visualiser des structures qui sont, en temps normal, invisibles de par leur taille. Cellules endothéliales vues au microscope. En bleu, noyaux marqués au DAPI. En vert, microtubules marqués par un anticorps couplé à un fluorochrome. En rouge, actine marquée à la phalloïdine. Une sonde fluorescente est une molécule fluorescente que l'on ajoute à un milieu (cellule ou monocouche, par exemple) pour mettre en évidence certaines zones et/ou pour étudier les propriétés physiques d'un milieu.
Protéine transmembranaireUne protéine est dite transmembranaire lorsqu’elle traverse au moins une fois entièrement la membrane cellulaire. Il existe donc trois environnements de composition différente en contact avec la protéine : le milieu extracellulaire, les lipides de la membrane, le cytosol. Chacun de ces trois environnements a une influence sur la structure de la protéine. Les acides aminés qui composent la partie transmembranaire sont hydrophobes tandis que les acides aminés qui composent les parties extracellulaire et intracytosolique sont hydrophiles.
Récepteur Fcdroite|vignette|220x220px|Pour pouvoir agir, les récepteurs doivent se lier en grand nombre aux anticorps ayant opsonisé un agent pathogène. Ce sont ces liaisons en grand nombre qui permettront aux récepteurs d'envoyer des signaux, et de déclencher selon les cas une phagocytose, la libération de cytokines ou tout autre fonction spécifique au couple récepteur/anticorps.
Spectroscopie de fluorescenceLa spectroscopie de fluorescence, ou encore fluorimétrie ou spectrofluorimétrie, est un type de spectroscopie électromagnétique qui analyse la fluorescence d'un échantillon. Elle implique l'utilisation d'un rayon de lumière (habituellement dans l'ultraviolet) qui va exciter les électrons des molécules de certains composés et les fait émettre de la lumière de plus basse énergie, typiquement de la lumière visible, mais pas nécessairement. La spectroscopie de fluorescence peut être une spectroscopie atomique ou une spectroscopie moléculaire.
Membrane fluidityIn biology, membrane fluidity refers to the viscosity of the lipid bilayer of a cell membrane or a synthetic lipid membrane. Lipid packing can influence the fluidity of the membrane. Viscosity of the membrane can affect the rotation and diffusion of proteins and other bio-molecules within the membrane, there-by affecting the functions of these things. Membrane fluidity is affected by fatty acids. More specifically, whether the fatty acids are saturated or unsaturated has an effect on membrane fluidity.
Ligand (chimie)Un ligand est un atome, un ion ou une molécule portant des groupes fonctionnels lui permettant de se lier à un ou plusieurs atomes ou ions centraux. Le terme de ligand est le plus souvent utilisé en chimie de coordination et en chimie organométallique (branches de la chimie inorganique). L'interaction métal/ligand est du type acide de Lewis/base de Lewis. La liaison ainsi formée est nommée « liaison covalente de coordination ».
Radeau lipidiqueUn radeau lipidique (en anglais, lipid raft) ou raft lipidique est un microdomaine de la membrane plasmique, riche en cholestérol, en sphingolipides et en DHA (Acide DocosaHexaénoïque). Il se caractérise par sa faible densité (flottabilité sur un gradient de densité) et son insolubilité dans des détergents doux, d'où l'autre nom technique parfois utilisé : detergent-resistant membrane. Ce sont des structures rigides dans la membrane et constituent des zones privilégiées pour l'activité de certaines protéines qui y sont intégrées.
Acide aminé protéinogènevignette|Structure de la , parfois considérée comme un aminé protéinogène bien qu'elle ait une chaîne latérale identique à celle de la méthionine. Elle amorce la biosynthèse des protéines chez les procaryotes et dans les mitochondries et les chloroplastes des eucaryotes, mais pas dans le cytosol de ces derniers. Elle dérive de la méthionine par adjonction d'un groupe aldéhyde sur l'atome d'azote de l'amine primaire Un acide aminé protéinogène est un acide aminé incorporé dans les protéines lors de la traduction de l'ARN messager par les ribosomes.
Bicouche lipidiqueupright=1.33|vignette|Représentation d'une bicouche lipidique constituée de phosphoglycérides. Une bicouche lipidique, ou double couche lipidique, est une fine membrane polaire constituée de deux feuillets de molécules de lipides. Ces membranes forment une barrière continue autour des cellules et sont un élément essentiel assurant leur homéostasie, en régulant la diffusion des ions et des molécules à travers elle.
