Les membranes biologiques partie 1 Année universitaire 2012/2013 Université Badji M. Annaba Département TC SNV Dr. Lechekhab Y. (MC)

La membrane plasmique

Généralités

La membrane cellulaire est une structure qui délimite deux compartiments, le compartiment extracellulaire (= milieu externe) et le compartiment intracellulaire (= cytoplasme).

Toutes les membranes lipidiques ont une structure de base qu’on appelle la « mosaïque fluide ». La base de cette mosaïque est une structure appelée: la BICOUCHE LIPIDIQUE (BI veut dire 2).

Structure de la membrane plasmique

Les membranes cellulaires sont des doubles couches phospholipidiques (= bicouche). La membrane plasmique est constitué de molécules PROTÉIQUES (50 de la masse) et LIPIDIQUES (également 50).

Au microscope électronique, elle apparait formée de trois couches de 75 Å de diamètre: 2 feuillets (= couches) denses (= sombres), HYDROPHILES de 20Å. et 1 feuillet clair, HYDROPHOBE de 35Å. 3ème couche

Composition chimique

1/ Lipides et protéines La taille des molécules lipidiques est petite (environ 700 Da) comparée à celle des molécules protéiques ( > 10.000 Da). Dans la membrane il y a beaucoup plus de molécules lipidiques que de molécules protéiques.

Les lipides de la mb Sont: Phospholipides, molécules majoritaires. Les lipides représentent 40% du poids total de la mbr. Les lipides de la mb Sont: Phospholipides, molécules majoritaires. Cholestérol, stabilise la mb (~ 8%). Glycolipides, sucres ajoutés aux lipides.

Les lipides membranaires a/ Molécule de phospholipide GLYCEROL Tri-alcool ACIDE GRAS palmitate ACIDE GRAS oleate ALCOOL PHOSPHATE

Les lipides membranaires a/ Molécule de phospholipide ALCOOL PHOSPHATE GLYCEROL ACIDE GRAS ACIDE GRAS

Chaque couche est formée de nombreux phospholipides. → « phospho » indique la présence de phosphore. Les phospolipides ont une tête polaire hydrophile (aime l’eau) et deux queues non polaires hydrophobes (n’aime pas l’eau).

Les molécules AMPHIPHILES Les phospholipides sont appelés molécules Amphiphiles: molécule double ou à deux pôles!!! Hydrophobe (queue) Hydrophile (tête) s’associent spontanément

Les lipides membranaires b/ le cholestérol Absent des membranes biologiques des végétaux et des procaryotes. Le cholestérol est une molécule à caractère AMPHIPHILE (la queue est hydrophobe).

b/ le cholestérol Synthèse se fait dans le foie ou par un apport nutritif et transport dans le sang. Le cholestérol donne de la rigidité et stabilité aux cellules des animaux. Le cholestérol est le précurseur des hormones stéroïdiennes (ex: testostérone).

Les lipides membranaires c/ Glycolipide: C’est des sucres fixés sur des lipides. Il existent deux types: les glycéroglycolipides les sphingoglycolipides. Glycolipide

Bicouche lipidique et micelle: Organisation lipidiques Bicouche lipidique et micelle:

en micelles Hydrophile MICELLES: S’il ya peu de molécules et dans un milieu aqueux . Se sont des petites sphères avec un cœur hydrophobe et une surface hydrophile. Hydrophobe Hydrophile en micelles s’associent spontanément

ou en bicouches hydrophile hydrophobe s’associent spontanément Par contre, si les lipides en assez grand nombre: formation d’une BICOUCHE avec : un coté hydrophobe qui fait face au coté hydrophile de l’autre monocouche. ou en bicouches hydrophile hydrophobe s’associent spontanément

Les protéines membranaires

II. Les protéines membranaires Représentent 60% du poids total des membranes. Dans les bicouches, elles s’insèrent entre les phospholipides. En molécule, il y a environ 20 FOIS PLUS de lipides que de protéines dans une mb.

II. Les protéines membranaires Les protéines peuvent s’associer à la mb de 2 façons: Protéines EXTRINSÈQUES (= périphériques ou externe). Protéines INTRINSÈQUES (= internes).

II. Les protéines membranaires Protéines EXTRINSÈQUES (= périphériques): Protéines Périphériques externes Protéines Périphériques internes

Milieu extracellulaire externe Protéines interne Cytoplasme Protéine périphérique interne

II. Les protéines membranaires Protéines INTRINSÈQUES (= internes). Protéines internes ancrées Protéines internes transmembranaires

Milieu extracellulaire Les protéines membranaires ancrées Milieu extracellulaire externe Protéines Interne ancrées Cytoplasme Protéine périphérique interne

Milieu extracellulaire Milieu intracellulaire Les protéines transmembranaires Milieu extracellulaire Milieu intracellulaire

RÉSUMÉ Protéines membranaires intrinsèques Protéines membranaires périphériques

Les glucides

Les rameaux (chaines) de sucres sont liés soit: Chaines polysaccharides (oses composés) située du coté extracellulaire de la membrane. Les rameaux (chaines) de sucres sont liés soit: Sur les lipides Glycolipides Sur des protéines Glycoprotéines

Milieu extracellulaire Milieu intracellulaire

Propriétés des membranes

La compartimentation (séparation de l’extérieur et l’intérieur de la cellule). Les échanges d’information avec d’autres cellules (récepteurs). Le transport des ions, protéines, sucres, graisses. Les mouvements cellulaires (endocytose-exocytose).

Les phénomènes de reconnaissance (antigène de surface). Asymétrie membranaire . La fluidité membranaire.

L’homéostasie : la cellule doit maintenir son équilibre – son milieu interne doit rester stable même si son milieu externe change. La perméabilité sélective : propriété qui permet la membrane de laisser passer certaines substances et d’en rejeter d’autres et donc qui permet à la cellule de garder l’homéostasie.

Mobilité des protéines: Les protéines sont capables de diffusion latérale. La protéine ancrée ne se déplace que dans un seul feuillet. La protéine transmbaire se déplace dans les 2. La diffusion est libre, elle change de direction dés qu’elle se cogne dans un lipide. Il y a des protéines qui se déplacent rapidement dans une direction. Protéines ancrées

La fluidité membranaire: Les mb ne sont pas rigides mais fluide. Le modèle de la mosaïque fluide : La fluidité membranaire: Les mb ne sont pas rigides mais fluide. A 37°C la membrane est ‘très’ fluide. Les lipides sont doués de mouvements de rotation et se déplacent au sein de la mb à une V de 10-8 cm2/s.

Le modèle de la mosaïque fluide : Les molécules lipidiques sont libres de changer de position. Est maintenue par le fait que le flip-flop (c à d le passage d’un feuillet à l’autre). Ce flip-flop peut être catalysé par une FLIPASE et qui permet de ramener les lipides à leur feuillet correct de destination.

L’asymétrie Sucres rajoutés d’un seul coté de la mb. SAUF Le cholestérol présent en quantité équivalente sur les 2 feuillets des mb. Les autres lipides sont à quantités disproportionnés. Le fait que ce soit enrichi d’un coté et pas de l’autre, fait que la mb présente des compositions différentes et par conséquent des propriétés différentes.

Présence du glycocalyx: C’est l’ensemble des oligosaccharides présent sur une mb. Il forme une véritable forêt à la surface de la cellule est l’équivalent d’une barrière de protection. Il est appelé aussi le CELL-COAT ou le REVETEMENT FIBREUX ou le MANTEAU FIBREUX.

Protéines intégrées ou intrinsèques Glycoprotéine Cholestérol Phospholipides GLYCOCALYX Glycophospho- lipide 7. 5 nM Structure trilaminaire de la bicouche lipidique (microscopie électronique) Protéines intégrées ou intrinsèques Protéine extrinsèque

Rôles du GLYCOCALYX: Cohésion cellulaire, Reconnaissance entre cellules, Pénétrabilité (endocytose, exocytose).

Fin