Biochimie Cellulaire - Biomembranes

Biochimie Cellulaire et Fonctionnelle - Biomembranes

• Historique de la représentation de la membrane biologique (jusqu'en 1972): Différents modèles ont été proposés pour expliquer la structure de la membrane plasmique jusqu'au modèle mosaïque fluide.
  • Modèle d'Overton (1885-1910): Substances non polaires traversent rapidement la membrane, suggérant que la membrane est composée de lipides.
  • Modèle de Gorter et Grendel (1937): Mesure la superficie de la monocouche lipidique extraite des globules rouges, ce qui suggère une double couche lipidique.
  • Modèles de Danielli et Davson et Robertson (1935-1970): Ces modèles proposaient une bicouche lipidique avec un manteau de protéines globulaires.

Modèle de Singer et Nicolson (1972)

• Le modèle mosaïque fluide est le modèle de référence actuel.
• La membrane est une bicouche lipidique fluide dans laquelle des protéines sont intégrées ou périphériques.
• Les protéines peuvent être transmembranaires ou associées à la surface de la bicouche lipidique.
• Les lipides et les protéines sont distribués aléatoirement dans la bicouche lipidique.

Structure et Composition des Membranes Biologiques

• La membrane plasmique est une barrière qui sépare l'intérieur de la cellule de son environnement.
• La membrane est constituée de lipides, protéines et glucides.
• Phospholipides: Possèdent une tête polaire hydrophile et deux queues hydrophobes.
• Cholestérol: Participe à la fluidité et à la stabilité de la membrane.

Différents Constituants de la Membrane Plasmique

• Lipides: Bi-couche lipidique, phospholipides (tête polaire, queues hydrophobes), cholestérol.
• Protéines: Protéines intégrales (transmembranaires), protéines périphériques, protéines membranaires.
• Glucides (Glycocalyx): Attachée aux protéines (glycoprotéines) et aux lipides (glycolipides), sur la surface externe de la membrane.

Mouvement des Ions et Osmose

• Le mouvement des ions est affecté par les gradients électriques et chimiques.
• Osmose: Mouvement de l'eau à travers la membrane plasmique pour équilibrer les concentrations de soluté entre l'intérieur et l'extérieur de la cellule.
  • Conditions isotoniques: Concentration égale de solutés à l'intérieur et à l'extérieur. Pas de mouvement net d'eau.
  • Conditions hypotoniques: Concentration de soluté inférieure à l'extérieur. L'eau entre dans la cellule, la faisant gonfler.
  • Conditions hypertoniques: Concentration de soluté supérieure à l'extérieur. L'eau sort de la cellule, la faisant rétrécir.

Transport Membranaire

• Transport passif: Mouvement de substances le long du gradient de concentration, sans dépense d'énergie.
  • Diffusion simple: Les molécules traversent directement la membrane.
  • Diffusion facilitée: Les molécules traversent la membrane avec l'aide d'une protéine de transport
• Transport actif: Mouvement de substances contre le gradient de concentration, avec dépense d'énergie (ATP).
  • Transport actif primaire: Directement couplé à l'hydrolyse de l'ATP. Exemple : la pompe Na+/K+.
  • Transport actif secondaire: Utilise le gradient d'un autre transporteur pour déplacer une autre substance. Exemple : Symport glucose/Na+.

Transport Vésiculaire

• Endocytose: Capture de matériel de l'extérieur de la cellule par formation de vésicules.
• Exocytose: Libération de matériel à l'extérieur de la cellule par fusion de vésicules avec la membrane.

Adhérence entre Cellules

• Dans les organismes multicellulaires, les cellules sont liées entre elles par des jonctions intercellulaires.
• Desmosomes: Protéines qui lient les cellules comme des « rivets ».
• Jonctions étanches: Réduisent le passage de matériaux entre les cellules.
• Jonctions communicantes (gap junctions): Permettent le passage d'ions et de petites molécules entre les cellules.

Isolement des Membranes

• Les membranes cellulaires peuvent être isolées pour étude, par exemple, à partir des globules rouges.
• Des techniques de purification et de traitement sont utilisées pour obtenir des membranes relativement pures.

Ce quiz couvre l'historique des modèles de membranes biologiques jusqu'en 1972. Il explore les contributions de scientifiques tels que Overton, Gorter et Grendel, et les modèles de Danielli et Davson. Le modèle mosaïque fluide de Singer et Nicolson est également examiné comme référence actuelle.