La membrane plasmique. Schéma : L essentiel de la cellulaire cellulaire 3 ème Edition. Alberts et al.

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1 La membrane plasmique Schéma : L essentiel de la cellulaire cellulaire 3 ème Edition. Alberts et al.

2 I. La membrane plasmique 1. Composition les lipides membranaires le cholestérol les mouvements des lipides dans la membrane les protéines membranaires fonctions des protéines intrinsèques et extrinsèques 2. La membrane plasmique est une mosaïque fluide 3. La bicouche phospholipidique est asymétrique II. Les transports transmembranaires 1. Les transports passifs la diffusion simple la diffusion facilité l osmose 2. Les mécanismes de transports actifs

3 III. Les rapports de la membrane plasmique avec la matrice extracellulaire 1. Définition 2. Composition le collagène la fibronectine les lames basales les protéoglycanes

4 La membrane plasmique Photo : Carnets de révision PACES, UE2 la cellule et les tissus Oudar et al. Eds Maloine Enveloppe qui délimite la cellule Sépare milieu intracellulaire du milieu extracellulaire Interaction avec matrice extracellulaire Milieu intracellulaire Milieu extracellulaire

5 Photo : Carnets de révision PACES, UE2 la cellule et les tissus Oudar et al. Eds Maloine La membrane plasmique (suite) Interaction mb plasmique cellules adjacentes Reçoit signaux chimiques Traduit et transmet les signaux => Transduction Contrôle strict des échanges

6 Composition de la membrane plasmique Protéines Lipides Photo en ME d une coupe transversale de membrane plasmique et schéma de cette membrane plasmique Schéma d après : L essentiel de la biologie cellulaire 3 ème Edition. Alberts et al Médecine Sciences

7 Les lipides membranaires Molécules amphiphiles -> en milieu aqueux organisation en bicouche des lipides Phospholipides Partie Hydrophile ou polaire Partie Hydrophobe ou apolaire Représentation schématique d un phospholipide Bicouche de phospholipides

8 Les phopholipides Composés de glycérol, deux acides gras et d un acide phosphorique Schémas d après : L essentiel de la biologie cellulaire 3 ème Edition. Alberts et al Médecine Sciences Représentation schématique d un phospholipide Formule développée linéaire Modèle moléculaire

9 Les phopholipides (suite) Phospholipides membranaires dérivés du glycérol : phosphoglycérides, les plus abondants acides gras saturés ou insaturés dérivés de la shingosine : sphingomyéline Schéma : cours de biologie cellulaire 5 ème Edition. Cau and Seïte. Ellipses

10 Le cholestérol Représente environ 25% des lipides membranaires Possède un groupement stéroïde Intervient dans la fluidité et la stabilité membranaire Structure du cholestérol Formule développée Schémas d après : L essentiel de la biologie cellulaire 3 ème Edition. Alberts et al Médecine Sciences Interaction avec les phospholipides

11 Les mouvements des lipides dans la membrane Rotation Diffusion latérale Diffusion transversale Diffusion latérale, mouvement rapide Diffusion transversale ou flip-flop mouvement lent Schéma d après : L essentiel de la biologie cellulaire 3 ème Edition. Alberts et al Médecine Sciences

12 Les protéines membranaires Orientées dans la membrane plasmique deux extrémités du même coté une extrémité d un coté et l autre d un autre coté Interagissent avec les lipides Peuvent être intrinsèques Peuvent être extrinsèques Schéma d après : L essentiel de la biologie cellulaire 3 ème Edition. Alberts et al Médecine Sciences

13 Les protéines intrinsèques Représentent 70% des prot. membranaires Ancrées soit sur une des deux faces de la membrane, soit elles traversent entièrement la membrane : transmembranaires Protéines intrinsèques Schéma d après : Manuel d anatomie et de physiologie humaines Derrickson et Tortora 3 ème Edition : de Boeck

14 Les protéines intrinsèques (suite) Modalités d ancrage : par l intermédiaires d un glycosphospatidylinositol sur le feuillet externe et par liaison covalente par l intermédiaire d une longue chaîne hydrocarbonée sur le feuillet interne

15 Les protéines extrinsèques Localisation hors de la mb. plasmique Liaison faible soit aux lipides membranaires, soit prot. intrinsèques Du coté externe : Glycosylées à l aide de chaines polysaccharidiques => Glycocalix polysaccharides Glycocalix Protéine transmembranaire

16 Fonctions des protéines intrinsèques et extrinsèques Transport Réception d informations Reconnaissance et adhésion cellulaire Liaison avec des protéines de la matrice extracellulaire Fixation de substances Schéma : L essentiel de la biologie cellulaire 3 ème Edition. Alberts et al Médecine Sciences

17 Mouvements des protéines intrinsèques et extrinsèques Diffusion rotationnelle Diffusion latérale

18 Fluidité membranaire Correspond à la facilité avec laquelle ses molécules de lipides se déplacent dans le plan de la bicouche Dépend de la température -> T de transition Composition lipidique : rapport entre le nombre de phospholipides à acide gras saturés et insaturés ac. g. saturés T de transition ac. G. insaturés T de transition Modulée par la présence de cholestérol Schéma d après : L essentiel de la biologie cellulaire 3 ème Edition. Alberts et al Médecine Sciences

19 Renouvellement de la membrane plasmique est permanent Apports à partir de membrane néosynthétisée vésicules d exocytose compense pertes de l endocytose et de la phagocytose

20 La bicouche phospholipidique est asymétrique Face interne et face externe différentes Orientation des protéines reliées à leurs fonctions Asymétrie des lipides maintenue Flippases Schéma d après : L essentiel de la biologie cellulaire 3 ème Edition. Alberts et al Médecine Sciences Asymétrie de la membrane plasmique

21 Les transports transmembranaires Prélèvement de substances Extérieur Métabolisme Intérieur Schéma d après : L essentiel de la biologie cellulaire 3 ème Edition. Alberts et al Médecine Sciences Sortie : sécrétions, déchets Transports transmembranaires contrôlés par la cellule en fonction de ses besoins Membrane plasmique = membrane semi-perméable sélective

22 Les transports transmembranaires (suite) Molécules liposolubles traversent la membrane librement Molécules hydrosolubles traversent à l aide de systèmes de transport Transports passifs Transports actifs, nécessitent de l énergie Tableau: L essentiel de la biologie cellulaire 3 ème Edition. Alberts et al Médecine Sciences

23 Représentation schématique de la répartition de quelques ions entre l intérieur et l extérieur de la cellule Milieu Extracellulaire Cl - Cl - Cl Cl - - Cl - Cl - Cl - Cl - Cl - Milieu K+ Cl - Cl - Cl- Intracellulaire K+ K+ K+ H + H + K+ K+ H + H + H + K+ H + K+ H + K+ Ca 2+ Na + Ca 2+ Ca 2+ Na + Na + Ca Ca Na + Ca 2+ Ca 2+ Na Na + Na + Na + + Na + Na + Na + Na+ Répartition contrôlée par activité de prot. de transport membranaire et par perméabilité bicouche lipidique

24 Les transports passifs La diffusion La filtration La filtration Réservée à la paroi des capillaires La diffusion se fait : À travers la bicouche lipidique A travers un canal De manière passive facilitée

25 La diffusion (suite) Passage de molécules et d ions d un lieu où ils sont très concentrées vers un lieu où leur concentration est plus faible B B B B B B B B B B B B A A A A A B B B B B A A Vitesse de diffusion dépend : taille de la molécule et de la T C Diffusion possible : molécules liposolubles, petites ou aidées Diffusion de l eau ou d un solvant => osmose

26 La diffusion simple Concerne des substances non polaires et liposolubles Vitamines liposolubles Solutés Schéma d après : L essentiel de la biologie cellulaire 3 ème Edition. Alberts et al Médecine Sciences Molécules toujours en mouvement : énergie cinétique Selon le gradient de concentration, jusqu à l équilibre

27 La diffusion facilité Glucose Acide aminées Ions Protéine transmembranaire Schéma d après : L essentiel de la biologie cellulaire 3 ème Edition. Alberts et al Médecine Sciences

28 La diffusion facilité (suite) Protéine transmembranaire => transporteur Libération de l autre coté De la membrane Soluté Liaison spécifique d un coté de la membrane Transporteur changement conformation Schéma d après : L essentiel de la biologie cellulaire 3 ème Edition. Alberts et al Médecine Sciences sens du gradient de concentration

29 La diffusion facilité (suite) sens du gradient de concentration Schéma d après : L essentiel de la biologie cellulaire 3 ème Edition. Alberts et al Médecine Sciences Canal protéique : Protéine transmembranaire Canal protéique Possibilité de site de liaison spécifique de l élément transporté Possibilité d ouverture et de fermeture en réponse à des signaux Possibilité d inhiber la molécule transportée => compétition Accessible des deux cotés de la membrane plasmique

30 L osmose Déplacement de l eau à travers une membrane semi-perméable Déplacement de l eau suit le gradient Réalisée au travers bicouche phospholipidique Intervention de canaux spécifiques => Aquaporines Jusqu à ce que les pressions osmotiques et hydrostatiques de part et d autre de la membrane soit à égalité

31 Pression osmotique Force qui attire les molécules d eau à l intérieur de la cellule Dépend de la T C Pression hydrostatique Pression exercée depuis l intérieur par l eau sur la membrane

32 Tonicité d une solution Capacité à changer le volume des cellules en modifiant leur teneur en eau -> Solution isotonique, hypotonique, hypertonique Lyse cellulaire Schéma : L essentiel de la biologie cellulaire 3 ème Edition. Alberts et al Médecine Sciences

33 Les mécanismes de transports actifs Déplacement contre le gradient de concentration Nécessité de recourir à une protéine de transport -> Pompe Utilisation d énergie Schéma d après : L essentiel de la biologie cellulaire 3 ème Edition. Alberts et al Médecine Sciences

34 Les mécanismes de transports actifs (suite) Une substance doit d abord remonter son gradient avant de le descendre -> différentes formes de transport actifs liées Pompe NA + /K + ATPase Milieu Extracellulaire Schéma : L essentiel de la biologie cellulaire 3 ème Edition. Alberts et al Médecine Sciences Pompe NA+/K+ ATPase Milieu Intracellulaire

35 La pompe NA + /K + ATPase fonctionne en cycle Chaque étape du cycle dépend de la précédente Schéma : L essentiel de la biologie cellulaire 3 ème Edition. Alberts et al Médecine Sciences Ce couplage évite hydrolyse inutile de l ATP

36 La pompe NA + /K + ATPase contribue au maintient de l équilibre osmotique des cellules animales Dans une cellule animale les cellules baignent dans un fluide riche en solutés (NA+, CL-) En équilibre avec les concentrations en solutés du milieu extérieur Pour maintenir équilibre osmotique nécessité de pomper en permanence => Intervention pompe NA + /K + ATPase

37 Les concentrations Ca 2+ intracellulaire sont maintenue basses par les pompes à Ca 2+ Membrane plasmique Membrane du réticulum endoplasmique Schéma d après : L essentiel de la biologie cellulaire 3 ème Edition. Alberts et al Médecine Sciences

38 Les cellules animales exploitent le gradient de Na + pour absorber activement les nutriments Le gradient d un soluté à travers la membrane peut être utilisé pour alimenter le transport actif d une deuxième molécule Mouvement du premier soluté dans le sens du gradient nécessaire au transport du deuxième soluté Utilisation de transporteurs couplés Exemple : Glucose/Na+ Schéma : L essentiel de la biologie cellulaire 3 ème Edition. Alberts et al Médecine Sciences

39 La matrice extracellulaire ou ECM Ensemble des molécules localisées dans le milieu extracellulaire En rapport avec le cell coat Structure moléculaire complexe Peut être solide et très organisée exemple : Tissu osseux Peut être formée par l association amorphe de protéines et de polysaccharides

40 Composition de la ECM Collagène Fibronectine Des molécules qui forment la lame basale Protéoglycanes Milieu extracellulaire Milieu intracellulaire

41 Le collagène Synthétisé par les fibroblastes Synthétisé sous la forme d un précurseur Fibroblaste

42 Le collagène (suite) Organisation en faisceau ou en réseau Fibres de collagène en bleu

43 La fibronectine Constitue des fibrilles Adhérence des cellules avec la MEC par l intermédiaire de sites de fixation aux intégrines

44 histoblog.viabloga.com

45 La lame basale Composition : collagène de type IV, la laminine, l entactine et le perlecane Lame basale en bleu

46 Protéoglycane GAG ou glycosaminoglycane collagène Protéine axiale Acide hyaluronique Substance fondamentale

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