Membrane Cellulaire

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COMPOSITION ET STRUCTURE :

Dans toutes les cellules Eucaryotes, on observe une compartimentation due aux membranes biologiques. La compartimentation cellulaire permet la séparation des fonctions biologiques nécessaires à la vie biologique.

Les cellules sont entourées par la membrane plasmique qui est essentiellement une barrière indispensable entre le cytoplasme et le milieu extracellulaire. La membrane plasmique est constituée de molécules protéiques et lipidiques. Il faut bien comprendre que 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 donc beaucoup plus de molécules lipidiques que de molécules protéiques.

1- Composition Moléculaire de la Membrane :

La membrane est composée de 2 principaux constituants.

Les lipides membranaires :

Définition:

Substance ou molécule insoluble dans l’eau mais soluble dans le chloroforme. On distingue 2 catégories de lipides:

Lipides vrais: saponifiables, acides-gras ou esters d’acides-gras;

Lipoïdes: non saponifiables mais présentant des propriétés communes avec les lipides vrais (stéroïdes, terpènes, isoprénoïdes,…).

Structures :

Les Phospholipides ; molécules amphiphiles sont les principaux constituants des membranes Eucaryotes, on en distingue 2 groupes structuraux: Sphingolopides (élaborés à partir de la Sphingosine) et Phosphoglycérides (esters de Glycérol).

Les molécules de cholestérol, qui s’orientent spontanément avec les chaînes d’acides gras des phospholipides pour former une bicouche affectant la fluidité membranaire en altérant l’empaquetage des chaines hydrocarbonées. C’est la raison pour laquelle le cholestérol a tendance à réduire la précision des températures de transition ; il peut aussi accroitre la stabilité et diminuer la perméabilité de la membrane.

Les phospholipides et température de fusion :

La température de fusion d’une bicouche particulière dépend de la nature des lipides qui la compose. Le facteur le plus important est le degré d’instauration des chaines d’acides gras des phospholipides, c’est-à-dire le nombre de doubles liaisons (surtout en position Cis). La température de transition et la fluidité dépendent de la faculté des molécules à se rassembler. Les acides gras saturés sont en forme de bâtonnets droits, tandis que les acides gras Cis-insaturés sont courbés au niveau des doubles baisons : les phospholipides qui possèdent des chaines saturés peuvent donc s’assembler plus étroitement que ceux qui contiennent des chaines insaturées. La température de transition de la bicouche est d’autant plus basse que le degré d’instauration de ses acides gras est plus élevé.

Déplacement et asymétrie des lipides membranaires :

Un phospholipide peut se déplacer latéralement dans un même feuillet avec une grande facilité. On a estimé qu’un phospholipide peut diffuser d’une extrémité à l’autre d’une bactérie en une ou deux secondes. De tous les déplacements possible d’un phospholipide, la culbute ou « flip-flop » vers l’autre face de la membrane est le plus limité, car pour ce déplacement transversal, le groupement hydrophile du lipide devrait traverser la couche hydrophobe interne de la membrane. En effet les cellules possèdent des enzymes, appelées flippase, qui déplacent activement certains phospholipides d’un feuillet vers l’autre. Ces enzymes peuvent jouer un rôle dans l’établissement de l’asymétrie des lipides.

Ces molécules peuvent être estérifiées avec différents alcools. Les membranes sont plus riches en Phosphoglycérides qu’én Sphingolopides.

On trouve également des Glycolipides au sein des membranes Eucaryotes mais peu abondamment. Ils se situent sur le feuillet externe de la membrane plasmique. C’est notamment par ce type de structure que l’on a des caractères antigéniques.

Glycolipides = lipides + chaînes oligosidiques plus ou moins complexes.

Enfin on trouve aussi des Stéroïdes au niveau membranaire. Ils dérivent du Cholestérol (molécule amphiphile) qui est une molécule plane donc structurale.

Les protéines membranaires :

On distingue 2 catégories de protéines membranaires.

Protéines transmembranaires : Se sont des protéines qui traversent la bicouche phopholipidique (acide-aminés apolaires); ex: récepteurs associés aux protéines G, ( bitopique ou polytopique).

Protéines intégrées : (expliqué dans le cours)

Protéines périphériques: Elles sont localisées à l’extérieur de la bicouche phospholipidique.

Chaque membrane biologique a une quantité variable en protéines. Il y a d’autant plus de protéines lorsque cette dernière intervient dans des réactions biochimiques.

Ex: la membrane interne des Mitochondrie intervient dans la chaîne respiratoire et la synthèse d’ATP = 76% de protéines. Dans la Myéline, leurs seul rôle est structurale donc 18% de protéines.

Remarque :
Bactéries méthanogènes : qui produisent du méthane comme sous-produit métabolique en anaérobie.

Cours du DR AOUATI Amel – Faculté de Constantine

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