UE 2 L organisation de la cellule animale

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1 UE 2 L organisation de la cellule animale Cours LSV h S. Lindenthal Faculté de Médecine 28 ave de Valombrose Sabine.Lindenthal@unice.fr Tel.: Les ppt sont disponibles sur : Cliquez sur «cours» puis sur mon nom

2 II. Les membranes : Structure de la membrane plasmique La membrane est constituée de molécules lipidiques et de molécules protéiques. Elle sert de barrière hydrophobe.

3 II. Les membranes : Clichés de microscopie électronique de la membrane plasmique d un globule rouge d un lymphocyte cell-coat Fig , Alberts B., Biologie Moléculaire de la Cellule

4 2.2. Les phospholipides : Structure d une molécule de phospholipide, la phosphatidylcholine groupement polaire de tête (hydrophile) (-) (+) groupement apolaire de queue (hydrophobe) double liaison cis Fig.10-2, Alberts B., Biologie Moléculaire de la cellule

5 Les phospholipides membranaires

6 .. sont constitués d un glycérol, H 2 C H HC H H CH 2 glycérol

7 de deux acides gras, palmitate H 2 C C (CH 2 ) 14 CH 3 H HC CH 2 C (CH 2 ) 7 C H C H (CH 2 ) 7 oleate CH 3 glycérol acides gras

8 . d un groupement phosphate palmitate H 2 C C (CH 2 ) 14 CH 3 H P - HC CH 2 C (CH 2 ) 7 C H C H (CH 2 ) 7 oleate CH 3 phosphate glycérol acides gras

9 . et d un groupement de tête (un alcool). palmitate H 2 C C (CH 2 ) 14 CH 3 H 3 C H 3 C H 3 C N + CH 2 CH 2 P - HC CH 2 C (CH 2 ) 7 C H C H (CH 2 ) 7 oleate CH 3 groupement de tête phosphate glycérol acides gras la phosphatidylcholine

10 Les phospholipides membranaires forment spontanément. groupement de tête PHSPHATE G L Y C E R L ACIDE GRAS ACIDE GRAS

11 .des bicouches lipidiques têtes polaires intérieur hydrophobe têtes polaires feuillet liaison double Épaisseur de la bicouche : 5-7 nm

12 Deux phospholipides Phosphatidylcholine Shingomyeline

13 2.2. Les phospholipides : Quatre phospholipides principaux de la membrane plasmique Fig , Alberts B., Biologie Moléculaire de la Cellule Phosphatidyléthanolamine Phosphatidylsérine Phosphatidylcholine Sphingomyéline

14 2.2. Les phospholipides : Les acides gras insaturé et saturé double liaison Acide oléique (insaturé) Acide palmitique (saturé)

15 Formation de la membrane : La liaison hydrogène A + H - H + L eau a des liaisons covalentes polaires + H H + - La densité d électrons est plus forte autour de l atome d oxygène B Liaison covalente Liaison hydrogène Fig. 2-9, Purves W., Le monde du vivant A : La molécule d eau est formée par des liaisons covalentes polaires B : La liaison hydrogène entre deux molécules d eau

16 Formation des membranes : Molécules hydrophiles et hydrophobes acétone 2-methyl-propane eau acétone dans l eau eau 2-methyl-propane dans l eau Intégration d une molécule polaire dans le réseau des molécules d eau. Les molécules non polaires interrompent le réseau.

17 Formation des membranes : Les hydrocarbures dans l eau Fig. 2-14, Purves W., Le monde du vivant Les hydrocarbures augmentent l ordre dans la solution. Les molécules d eau forment une «cage» qui entourent les hydrocarbures.

18 Formation des membranes : Les phospholipides dans l eau En solution aqueuse, les queues hydrophobes des phospholipides se regroupent tandis que leurs têtes polaires sont exposées à l eau. Elles forment donc spontanément des bicouches lipidiques qui se referment. Micrographie électronique et schéma de vésicules phospholipidiques Fig. 10-4, Alberts B., Biologie Moléculaire de la Cellule

19 Formation des membranes : Les forces de Van Der Waals -- pas de liaisons covalentes entre les molécules de phospholipides -- la cohésion des molécules est due aux forces de Van Der Waals entre les chaînes hydrocarbonées.

20 Formation des membranes : L autoassemblage et l autofermeture 1 bicouche lipidique plane Une bicouche lipidique plane se referme spontanément pour former une vésicule. 2 3 compartiment clos L entropie (le désordre) du système augmente si la bicouche plane se referme. l entropie du système 3 1

21 Formation des membranes : L autoassemblage et l autofermeture le liposome

22 La micelle micelle de lipides double couche lipidique Correspond à Fig. 10-4, Alberts B., Biologie Moléculaire de la Cellule

23 2.3. les glycolipides glucose Le groupe de tête est un sucre. sérine Ils sont présents dans toutes les membranes plasmiques des cellules animales. Structure d un glycolipide neutre

24 2.3. les glycolipides cell-coat Fig , Alberts B., Biologie Moléculaire de la Cellule membrane plasmique d un lymphocyte

25 2.3. Le cholestérol l éxtrémité polaire H CH 3 le noyau stéroïde rigide CH 3 H C CH3 CH 2 la chaîne hydrocarbonée CH 2 CH 2 H 3 C C CH H 3

26 2.3. Le cholestérol Fig. 10-9, Alberts B., Biologie Moléculaire de la Cellule

27 2.5. La distribution des lipides dans la bicouche lipidique Membrane plasmique d une hématie La composition lipidique des deux moitiés de la double couche est asymétrique.

28 2.6. La dynamique de la membrane biologique La fluidité membranaire flexion des chaînes hydrocarbures (possible) rotation sur place (fréquent) diffusion latérale (fréquente) 2µm/sec changement de feuillet ou «flip-flop» (rare) La bicouche lipidique est décrite comme un fluide bidimensionnel.

29 La fluidité membranaire

30 La fluidité membranaire et le cholestérol Aux températures habituelles le cholestérol rend la bicouche lipidique moins fluide. A basse température, il agit comme un fluidifiant.

31 La perméabilité membranaire bicouche lipidique artificielle Fig. 10-5, Alberts B., Biologie Moléculaire de la Cellule

32 La perméabilité membranaire gaz Les protéines membranaires sont indispensables pour le transport des Ø molécules polaires Ø ions

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