Biologie cellulaire: Les membranes

Objectifs

• Comprendre la structure et les fonctions des membranes biologiques.
• Appréhender les types de transports transmembranaires et le rôle de la membrane plasmique.

Généralités

• La membrane plasmique est une bicouche lipidique avec des glycoprotéines.
• Elle contrôle les échanges entre le milieu intra et extracellulaire.
• Les eucaryotes possèdent des endomembranes pour la compartimentation cellulaire.
• La fluidité des membranes assure des fonctions variées, y compris la formation de vésicules.

Structure et composition de la membrane

• La membrane plasmique a une épaisseur de 6-7 nm, constituée de deux feuillets lipidique.
• Lipides représentent environ 50 % de la membrane des cellules animales, dominés par les phospholipides.
• Lipides amphiphiles se disposent spontanément en micelles ou en bicouches.

Bicouche lipidique

• La séparation des milieux aqueux est assurée par la disposition tête-bêche des lipides.
• La stabilité de la bicouche évolue grâce aux interactions de Van der Waals et aux liaisons hydrogènes.
• Composition lipidique varie entre membranes de différentes cellules et organites.

Protéines membranaires

• Les protéines remplissent des rôles spécialisés dans les membranes biologiques.
• Protéines transmembranaires traversent intégralement la membrane grâce à des domaines hydrophobes.

Modalités d’association des protéines

• Les protéines peuvent être extrinsèques (partiellement intégrées) ou intrinsèques (intégrées).
• Ancrage membranaire possible par des liaisons covalentes avec des lipides membranaires.

Rôles des protéines

• Protéines membranaires agissent comme récepteurs, enzymes ou constituants de structures cellulaires.
• Exemples incluent la transduction de signaux hormonaux et les voies métaboliques.

Glycocalyx

• Le glycocalyx est formé par la glycosylation des protéines et lipides sur la face extracellulaire.
• Il joue un rôle dans l'hydratation et l'identité cellulaire, comme dans les groupes sanguins ABO.

Fluidité membranaire

• Fluidité due à des liaisons faibles permettant des mouvements latéraux des lipides et protéines.
• Mouvements latéraux assurent des interactions vitales, comme la dimérisation des récepteurs.

Modulation de la fluidité

• Influencée par la longueur et la saturation des chaînes hydrophobes; les chaînes courtes et insaturées favorisent la fluidité.
• Cholestérol stabilise la membrane en équilibrant la fluidité selon la température.

Radeaux lipidiques

• Enrichissement en cholestérol et sphingolipides forme des radeaux lipidique, augmentant la rigueur structurelle.
• Ces structures facilitent la coopération des protéines pour des fonctions biologiques spécifiques.

Synthèse des composants membranaires

• Lipides synthétisés dans le réticulum endoplasmique lisse (REL), protéines dans le réticulum endoplasmique rugueux (REG).
• Vésicules issues du REL fusionnent avec les membranes de destination via l'appareil de Golgi.