Biologie cellulaire IUT du Havre HSE1 2007-2008 Morgane Gorria

La membrane cellulaire Frontière entre l’intérieur et l’extérieur de la cellule, et compartimentation interne Communication entre les cellules Echanges entre le cytosol et le liquide intersticiel

Structure de la membrane Épaisseur : 7 à 8 nm Deux feuillets visibles au microscope électronique

Composition chimique Lipides Protéines Glucides Phospholipides (et glycolipides) Cholestérol (15% à 50% des lipides) Protéines Glucides

Comportement des phosphoglycérolipides face à l'eau Groupement phosphate polaire hydrophile Acides gras non polaires hydrophobes

Les phospholipides mélangés à l’eau peuvent former des liposomes, petites sphères constitué d’une double couche de lipides

Les lipides membranaires Cholestérol (15% à 50 % des lipides) Phospholipides (deux couches) Cholestérol : rôle dans le maintien de la fluidité de la membrane

Modèle de mosaïque fluide Deux couches de phospholipides Protéines à la surface et à travers Polysaccharides attachés aux lipides ou aux protéines Cholestérol entre les phospholipides Les molécules se déplacent sans arrêt les unes par rapport aux autres

Les protéines de la membrane Protéines associées Transport Enzymes Récepteurs Adhérence entre les cellules Acide gras Phospho-lipides Protéines associées Protéines trans-membranaires Les glycoprotéines sont très variables d’un individu à l’autre ; elles permettent la reconnaissance du soi par le système immunitaire

Le transport membranaire Passage de substances à travers la membrane peut se faire : par transport passif (sans dépense d’énergie) par transport actif (avec dépense d’énergie) Le transport passif Diffusion simple Diffusion facilitée Osmose

Diffusion simple Une substance diffuse suivant son gradient de concentration : de la zone la plus concentrée à la zone qui l’est moins. Le gradient de concentration entre deux milieux c'est la différence de concentration entre les deux milieux.

Perméabilité sélective La double couche de lipides est perméable : aux molécules très petites (H2O, CO2, O2) aux molécules liposolubles (hydrophobes, non polaires) La double couche de lipides est imperméable : aux grosses molécules et à la plupart des molécules solubles dans l’eau aux ions (K+, Cl-, Na+)

Diffusion facilitée Des protéines de la membrane permettent le passage de ce qui ne peut passer à travers les lipides : forment des canaux à travers la membrane s’associent aux molécules à transporter et les déplacent dans la membrane

N.B. Ces canaux sont généralement spécifiques : une seule substance bien précise peut les traverser et aucune autre. Donc, ce n'est pas n'importe quelle substance qui peut traverser la membrane = perméabilité sélective.

Les canaux de la membrane sont souvent formés de plusieurs sous-unités :

Certains canaux peuvent s'ouvrir et se fermer

Côté dilué hypotonique Côté concentré hypertonique Osmose Côté dilué hypotonique Côté concentré hypertonique Membrane perméable à l’eau L’eau se déplace du côté hypotonique au côté hypertonique

L’eau traverse la membrane des cellules Molécules d'eau libres Molécules d'eau non libres L’eau traverse la membrane des cellules en passant entre les molécules de phospholipides en passant par des canaux protéiques spécifiques aux molécules d’eau : les aquaporines

Globules rouges en milieu: Isotonique (milieu de concentration = 0,9%) Hypotonique (milieu à moins de 0,9%) Hypertonique (milieu à plus de 0,9%) 0,9% 0,9% 0,9% 0,9% > 0,9% < 0,9%

Globules rouges en milieu hypertonique Pourquoi les solutions physiologiques sont-elles salées (0,9% NaCl) ? Globules rouges en milieu hypertonique

Transports actifs Besoin d’une source d ’énergie Peut se faire contre le gradient de concentration (du moins concentré au plus concentré) Nécessite un transporteur (protéine de transport) ou le transport dans des vésicules

Transports actifs via des transporteurs Indique une dépense d’énergie

Transports actifs via des vésicules Endocytose

Phagocytose Endocytose de grosses particules ou microorganismes (bactérie, vieux globule rouge) par un globule blanc

Endocytose via récepteurs spécifiques Clathrine : protéines à structure tripartite

Transport actif vésiculaire Exocytose