Structure et Fonction de la Membrane Plasmique PDF

Structure et fonction de la membrane plasmique On distingue les cellules eucaryote et procaryote. Les êtres vivant autonome sont composé de cellules. Les éléments distinctifs des cellules eucaryote et procaryote sont : - Noyau : présent uniquement chez les eucaryot...

Structure et fonction de la membrane plasmique On distingue les cellules eucaryote et procaryote. Les êtres vivant autonome sont composé de cellules. Les éléments distinctifs des cellules eucaryote et procaryote sont : - Noyau : présent uniquement chez les eucaryote (vrai noyau) - Organites: présents uniquement chez les eucaryote (=> mitochonderie) - Cytosquelette ( lament d’actinie, microtubule) : absent chez les procaryotes => permet les déplacement ensemble de lament de nature protéique, maintenant la forme de la cellule. Ces cellules sont délimités par une membrane qu’elles soit procaryote ou eucaryote. Dans les cellules eucaryote la membrane est plasmique. I. INTRODUCTION GÉNÉRAL SUR LES FONCTIONS DE LA MEMBRANE PLASMIQUE Dans l’organisme, il y’a quatre niveaux d’organisation cellulaire : - tissus : ensemble de même cellules, - Organes : les tissus s’associe pour former des organes => estomac - Appareils : ensemble d’organe communique pour former des appareil => digestif - Systèmes : ces appareils sont relié pour former un système => nerveux Quatre grandes familles de tissus regroupent la majorité des cellules de l’organisme : - épithélial - Conjonctif - Musculaire - Nerveux Associent des cellules avec des caractéristiques di érentes. Une même grande famille de tissus présente des fonctions, complémentaires => épithélium intestinal = échange et épiderme = protection Chaque cellule se comporte comme une « entité indépendante » - divise / di érentie/ meurt - Produit de l’énergie & consomme (fonctions métabolique / intégrité) - Conditions pathologique : perdre son activité biotique voire proliférer Membrane plasmique => délimite dans l’espace les cellules, rôle de frontière entre l’intérieur et l’extérieur. Deux grandes propriétés général de la membrane plasmique : - protection : elle permet un cloisonnement indispensable du milieu cytologique avec des organises intracellulaires => cytoplasme VS cytosol - Contrôle : elle engendre un perméabilité sélective pour maintenir l’homéostasie cellulaire. homéostasie : équilibre physiologique de la cellule. La MP est une frontière et une zone d’interaction. Page 1 sur 7 ff fi fi ff 7 grades fonction principales de la MP - Compartimentation : deux feuillets continus qui sépare les sytolsol et les sortante (cytoplasme) de la MEC - Barrière à perméabilité sélective : empêche le libre échange & permet une communication contrôlée via le passage de molécules contrôler indispensable à l’homéostasie - Transport passif ou actif entre les milieux : suivant ou contre un gradient de concentrations (soluté ou électrochimique (ions) - Réponse aux signaux (stimuli) extérieur : transduction du signal cellulaire suite à des liaisons ligands / récepteurs - Interaction entre cellules jointives => structure d’adhérence - Site d’une activité biochimique : machinerie enzymatique qui assurent une activité biochimique, déclenche des réactions à l’intérieur de la cellule, permettre la structure de MP - Transduction d’énergie => transformation une source d’énergie chimique en énergie électrique ex : Neurone La membrane plasmique délimité le cytosol mais les organites cytoplasmique sont également délimités par une surface membranaire qui ressemble à la MP. Organites : Appareil de Golgi , Réticulum Endoplasmique Lisse, noyau, Réticulum Endoplasmique Granuleux, vacuole, mitochondrie, lysosome; Surface moyenne de la MP 700 micromètre carré. Surface membranaire moyenne cumulé => 10X plus Éléments distinctifs des autres membrane des organistes dans la composition des ces membranes. II. STRUCTURE DE LA MEMBRANE PLASMIQUE Composition biochimique de la MP : (exprimé en proportion par rapport au % de poids total de la membrane plasmique) - 35%.de lipides - 60% de protéines - 5% de glucides (oses ou saccharides) La structure trilaminaire tri lamellaire en MET : bicouche avec deux feuillets, dense visibles au MET - épaisseur moyenne de la MP 7 à 8 nanomètre. Il n’ya pas trois couches en réalité mais deux couches. Au MET c’est une illusion d’optique; pour faire un observation au MET il faut passer par l’étape de contraste qui permet d’apporter plus d’électrons qui vont être di user et donc être plus visible. Pour cela on utilise des comme agents de contraste des métaux lourds comme le plombs riche en électrons. Ces agents de contraste se liés aux parties hydrophiles (les têtes) des phospholipides mais ne pénètrent pas dans la partie hydrophobe (queue). Donc on a trois couche : une couche foncé (tête), une couche claire (partie hydrophobe) et une dernière couche foncé (tête) => explication, pas à apprendre. Deux couches de phospholipides organiser en tête- bêche. - Protéines périphérique et autres protéines à travers les deux couches de phospholipides (protéines intra-membranaire) - Glucides liés aux lipides ou aux protéines - Cholestérol. Décrite par Singer en 1970 comme une mosaïque uide. Page 2 sur 7 fl ff  Chaque phospholipides est constitué de deux parties : - tête polaire (hydrophile) en contact avec le MEC & le MIC (milieux aqueux) feuillet dense en ME - Deux prolongement apolaire (hydrophobe) : acide gras partie centrale de la membrane. Structure en bicouche, est structure très stable, et convient au membrane biologique, permet d’isoler les régions hydrophobe. III. LIPIDES MEMBRANEUSE & FLUIDITÉ DE LA MEMBRANE PLASMIQUE Les phospholipides : Les lipides membranaire constitue la structure trilamellaire, = phospholipides Les phospholipides sont amphiphiles. Dans la tête polaire on trouvera un groupement phosphate chargé négativement et à un groupement alcool, et aux jambes des acides gras, chaîne apolaire relié à une molécule de glycérol. La partie hydrophobe composé d’acide gras = acide carboxyliques (réplétion de CH2) - acides gras forment des chaînes polycarbonnées = chaîne aliphatiques - Acides gras saturés sont linéaires - Acides gras insaturés forment un coudes (double liaison) Acide gras insaturé sont plus uide. La uidité de la MP résulté des interactions entre les chaînes d’acide gras adjacentes. Nature chimique de ces interactions : liaison hydrophobe, VanDer Waals (liaison faible) Les double liaison diminuent les interactions entre les chaines … Les phospholipides portent le nom du groupement alcool impliqués à l’extrémité de la tête polaire, la nature du groupement alcool va déterminer la charge de la tête polaire. Mettre schéma Localisation membranaire des principaux phospholipides : La distribution des phospholipides n’est pas symétrique => bicouche asymétrique dans la réparation des phospholipides. Dans le feuillet interne on a plus du PC, SM Pourquoi il faut une prédominance dans le feuillet interne? Car le SM est chargé négativement, donc à l’intérieur il est chargé négativement D’où vient le uidité membranaire ? La MP est uide parce que les phospholipides bougent beaucoup il y’a trois type de mouvements à l’intérieur de la MP : - Rotation = à l’intérieur du même feuillet, tourne sur eux-même - Di usion latéral = change de place avec leur voisin à l’intérieur du feuillet (dimension, surface) = rapide 2microM/s - Flip- lop : mis fréquent, lent un phospholipide va changer de feuillet, faire un 180°, lent car di cile, demande un accord énergétique, lorsqu’un phospholipide change de feuillet il doit se décrocher de ses molécules d’eau et c’est un mouvement qui va être catalysé par des enzymes pour forcer le passage et aider le phospholipides à traverser la région hydrophobe. Page 3 sur 7 ff fl fi fl fl ffi fl  Conséquences de la uidité membranaire : La uidité membrane est importante pour la survie de la cellule : EX lors de la division. Importante pour le renouvellement de la membrane lorsque la cellule grandit. EX: médicament entouré de lipides pour faciliter l’entrée dans les cellules. Le cholestérol (phospholipides) : Il est une molécule amphiphiles : tête polaire et queue apolaire. Il augment l’imperméabilité de la bicouche, il est très rigide, la rotation du cholestérol dans la MP va moduler les uidité membranaire. Les lipides particuliers : Les glycolipides : glucides attaché aux lipides Ils sont en faible quantité dans la MP, ils sont exclusivement présent à la surface de la cellule dans le feuillet externe. Très peu dans les MP des organites. Leur composition est proche des phospholipides sans groupement phosphate et alcool. Il y’a des glycolipides simple et d’autre complexe. Composition lipidique concernant di érentes membrane cellulaire. Mettre schéma p 33 Recopier le résumer page 34 La bicouche phospholipidique est à elle seule une barrière très e cace à la di usion de molécules. Elle bloque la di usion des molécules qui va dépendre de trois facteurs - nature chimique - Poids moléculaire - Charge Les gaz, di user spontanément, vont passer facilement les petites molécules non chargé comme l’éthanol, stéroïdes. Vitesse de di usion ou clef de perméabilité en cm/s Une secondes c’est bcp. Recopier diapo parce 37 Page 4 sur 7 fl ff ff fl ff ff fl ffi ff  IV. RÔLE DES PROTÉINES AU SEIN DE LA MP Protéines membranaires : 60% des composé de la MP Intrinsèque/ intramembranires ancrées dans la MP et parfois en interaction avec des protéines du cytosol ou du milieu extracellulaire, traverse les feuillets. Périphérique/ extrinsèques : en interaction avec des les protéines intrinsèques transmembranire, poser à la surface de la membrane soit du coté interne ou externe Les protéines intrinsèques froment des liaison convalentes ionique, traversent la bicouche donc réalise des échange et assurent des rôle de transports, transitent des signaux assure des rôle de récepteurs. Extrinsèque sont liés aux autres protéines et participe à l’activation de recteurs, elles ont des liaison faibles Ces protéines intrinsèques : mettre schéma page 41 Interagi via des AA polaire dans les tête et via des AA apolaire dans les queue. La bicouche lipides est une frontière. En quoi ces protéines sont capable de réaliser des échanges ? Di érent types de transport qui ne traversent pas spontanément la bicouche : - Grosse molécules - Ions - Petite molécules Deux grands type de transport : - Transport passifs : sans dépense d’énergie - Transport actifs : avec énergie Transport passif : - Di usion simple - Di usion facilité - Di usion par osmose La di usion simple : elle se fait tjrs suivant un gradient de concentration de la zone la plus concentré vers la moins concentré pour atteindre un équilibre. Voire sa comme une pente de concentration jusque’à équilibre. Cette di use simple est décrite par le loi de Fick, le ux de soluté est égale au coef de di usion X (gardent de concentration X la distance) C'est le gradient de concentration qui va déterminer la vitesse de di usion. Flux de soluté augment quand le gradient de concentration augmenter. La DS est un phénomène physique passif qui va concerner les molécules qui traverser directement la bicouche de phospholipides. : - gaz - Molécules hydrophobes - Alcool - Petites molécules C’est le mécanisme le plus simple sans enraie, sans acteur Page 5 sur 7 ff ff ff ff ff ff ff fl ff  La di usion facilité : Concerne les grosse molécule polaire non chargée et le petite molécules chargé et les ions. Elle fait intervenir un partenaire dans le transport qui sont de protéines et c’est protéines vont faciliter les di usion. Deux type de protéines : - Conductine : celles qui forment un canal dans la bicouche lipides - Perméase : Conductine : Lorsque le canal est trop ouvert , traverser de la bicoiche dans le sens du gradient de concentration Perméase : Ce type de transport est utiliser en imagerie médicale. Glucose transporté par GLUT…. Analogue de glucose capté par les cellule tumorale. Canaux ionique : Toujours dans le sens du gradient du concentration. Double spéci cité, ils approche certaines molécules et pas d’autre (canaux à sodium), ils vont être fermer et s’ouvre que lorsque le transport doit avoir lieu. Impliqué dans diverse pathologie : acouphènes (canaux suractiver, impression de sons), musculaire problème de transmission de ux ionique Mettre tablai page 55 Di usion par osmose : Mécanisme qui va concerner exclusivement les molécules d’eau. Osmose : les molécules d’eau vont aller du moins vers le plus. La concertation de molécules d’eau et non des soluté. Hypotonique (bcp de soluté) vers hypertonique (pas bcp de soluté) Globule rouge dans un milieu isotomique Hypertonique => l’eau sort du globule rouge Hypnotique => le globule rouge se remplit d’eau Ce mécanisme d’osmose est utilise en cosmétique et en parapharmacie. Sérum physiologique => isotomique Hypertonique => l’eau des cellules sort. Comment l’eau traverse la membrane plasmique ? - Di usion simple - Di usion facilite par osmose - Osmose c’est spontanée par les MP Les aquaporines : protéines qui contrôle le passage de molécule d’eau, sont des canaux situé à la surface des cellules. Aquaporine : impliquer dans le transport de l’eau dans toute sorte d’organes ou de maladie qui concerne des mutations de ces aquaporines. Le transport actif : Nécessite une dépense d’énergie car il permet le transport de molécules contre le gradient de concentration (pente => il faut remonter la pente donc de l’énergie). Il met toujours en jeu des protéines transmembranire qui vont consommer de l’énergie sous forme de molécules d’ATP. Page 6 sur 7 ff ff ff ff ff fi fl ATP, Adénosine Tri-Phosphate, molécules qui stocke de l’énergie dans sa liaison chimique entre le deuxième et troisième phosphate. Mise en jeu d’une protéines transmembranire, le transporteur casse la liaison pour récupérer l’énergie et la converti pour remonter le gradient de concentration. Le transporteur ABC mise en jeux pour transporter des substrats physiologique ou molécules toxiques, qui vont expulser tout ça vers la circulation sanguine pour pouvoir éjecter ses molécules via les urines par exemples. Les transport actif outre la détoxication assure l’homéostasies des cellules, entre le milieu extérieur et intérieur il faut qu’il est des gradient de concentrations. De part et d’autre de la MP dans les cellules animale il y’a des di érence de concentration, X15 fois plus de NA+ à l’extérieur qui l’intérieur. Il faut qu’il est des protéines qui transportent les ions et établissent les gradients de concentration. Ce sont des protéines qui transporte du sodium ou du potassium. Pompe les plus important dans les cellules eucaryote la pompe NAKTPase, elle va échanger deux ions sodium contre deux ions potassium et ceux contre le gradient de concentrations. Elle va exporter à l’extérieur trois sodium et à l’intérieur deux potassium. Elle contribue à maintenir une concentration en sodium à l’extérieur de la cellule, et une concertation de potassium à l’intérieur de la cellule. Et continuer à polariser la MP : trois NA qui sort charger négativement et deux charge positive qui entre (charge - à l’intérieur et charge + à l’extérieur). Elle établit les gradient en sodium et en potassium de part et d’autre de la MP. Type de transport actif: Uni port : une molécule transporté Plusieurs molécules transporté : Symport : même direction, sens Antiport : direction opposé, sens inverse => échange sodium/ potassium wx Page 7 sur 7 ff