Fiche de révision : Biomembranes : structure et propriétés

📋 Plan du Cours

1. Définitions et fonctions générales
2. Composition lipidique et bicouche
3. Protéines membranaires et glycocalyx
4. Asymétrie des membranes
5. Fluidité et mouvements membranaires
6. Domaines membranaires spécialisés

📖 1. Définitions et fonctions générales

🔑 Notions clés & Définitions

• Biomembrane : Membrane biologique qui individualise la cellule et assure sa compartimentation.

★ À maîtriser

• Chez les cellules eucaryotes, les biomembranes comprennent: la membrane plasmique, les endomembranes, les doubles membranes de la mitochondrie et du noyau

📌 Les biomembranes constituent des barrières à perméabilité sélective et participent à la compartimentation, au transport, à la réception des signaux, aux interactions cellulaires et aux activités biochimiques.

• Le trafic vésiculaire relie la membrane plasmique au:
  • réticulum endoplasmique
  • appareil de Golgi
  • endosomes
  • lysosomes

Compléments

• Les biomembranes stockent et transduisent l'énergie et permettent l'établissement de différences de concentration et d'un potentiel électrique transmembranaire.

💡 Astuce mémo

Compartimentation → échanges contrôlés → fonctions cellulaires spécialisées

📖 2. Composition lipidique et bicouche

🔑 Notions clés & Définitions

• Phosphoglycéride : Glycérophospholipide constitué d'un glycérol lié à des acides gras, à un phosphate et à un alcool formant la tête polaire.

★ À maîtriser

• Une biomembrane présente en microscopie électronique une structure trilamellaire composée de deux zones sombres et d'une zone claire, pour une épaisseur de 6 à 10 nm.

• Les biomembranes contiennent des lipides, des protéines et des glucides, mais leur composition varie selon la membrane et sa fonction.

• Les principaux phosphoglycérides sont:

  • la phosphatidylcholine
  • la phosphatidylsérine
  • la phosphatidyléthanolamine
  • le phosphatidylinositol

📌 Les phospholipides s'auto-assemblent en bicouche avec les têtes polaires au contact du milieu aqueux et les chaînes hydrophobes regroupées au centre par des interactions hydrophobes et de van der Waals.

Compléments

• Les sphingolipides dérivent de la sphingosine, qui associée à un acide gras forme un céramide, puis à un alcool phosphorylé forme une sphingomyéline ou à un sucre forme un glycolipide.

💡 Astuce mémo

Une bicouche aux têtes hydrophiles tournées vers l’eau et au cœur hydrophobe protégé

📖 3. Protéines membranaires et glycocalyx

🔑 Notions clés & Définitions

• Protéine transmembranaire : Possède au moins un domaine hydrophobe, généralement une hélice alpha d'environ 20 acides aminés, qui traverse la bicouche.

• Glycocalyx : Revêtement glucidique de la face externe de la membrane plasmique, formé par les chaînes glucidiques des glycolipides et des glycoprotéines.

★ À maîtriser

📌 Les protéines membranaires peuvent être transmembranaires, partiellement intégrées, extrinsèques ou reliées à la membrane par une ancre lipidique.

• Les protéines membranaires assurent notamment des fonctions de:
  • transport
  • réception hormonale ou neurotransmettrice
  • activité enzymatique
  • structure
  • adhérence

Compléments

• Les protéines membranaires peuvent être reliées au cytosquelette du côté cytoplasmique ou à la matrice extracellulaire du côté extracellulaire, ce qui diminue leur mobilité.

• Une ancre glycosylphosphatidylinositol relie une protéine au feuillet externe par un phosphatidylinositol, une phosphoéthanolamine et des sucres.

💡 Astuce mémo

Protéines transmembranaires traversent la bicouche, protéines périphériques y restent associées

📖 4. Asymétrie des membranes

🔑 Notions clés & Définitions

• Asymétrie membranaire : Différence d'organisation et de composition entre les deux feuillets de la membrane.

★ À maîtriser

• La face extracellulaire porte le glycocalyx, tandis que la face intracellulaire est associée au cytosquelette sous-membranaire.

📌 La phosphatidylsérine et le phosphatidylinositol se trouvent principalement sur le feuillet cytoplasmique, où ils participent respectivement à la liaison de protéines et à la production de seconds messagers.

• Le glycocalyx participe à:
  • la protection
  • l'adhérence cellulaire
  • l'identité cellulaire
  • la reconnaissance intercellulaire
  • le développement embryonnaire
  • le rejet des cellules étrangères

Compléments

• Les phosphoinositides sont des phospholipides contenant de l'inositol, dont les dérivés PIP et PIP2 se trouvent dans le feuillet cytosolique et participent à la communication cellulaire.

💡 Astuce mémo

Face externe : glycocalyx ; face interne : cytosquelette et signaux cytoplasmiques

📖 5. Fluidité et mouvements membranaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Fluidité membranaire : Capacité des lipides et des protéines à se déplacer dans la membrane, selon un compromis entre organisation rigide et état liquide.

• Raft lipidique : Microdomaine membranaire enrichi en cholestérol et en sphingolipides, plus épais et à fluidité très limitée, qui forme une plateforme fonctionnelle.

📝 Points essentiels

📌 La fluidité membranaire augmente lorsque les chaînes hydrocarbonées des phospholipides sont courtes ou insaturées, car les insaturations introduisent des coudes et réduisent leur empaquetage.

📌 Le cholestérol joue un rôle tampon entre température et fluidité membranaire.

• Les principaux mouvements des lipides membranaires sont:
  • la diffusion latérale
  • la rotation
  • le flip-flop

💡 Astuce mémo

Insaturation et chaînes courtes → fluidité accrue ; cholestérol → effet tampon

📖 6. Domaines membranaires spécialisés

★ À maîtriser

• Les différenciations membranaires sont des domaines de la membrane plasmique présentant une morphologie et des fonctions particulières.

• Les microvillosités augmentent la surface de la membrane plasmique, les jonctions intercellulaires rapprochent étroitement les cellules épithéliales et les cils assurent des rôles particuliers.

Compléments

• Dans le système ABO, la substance H porte une chaîne polysaccharidique ramifiée, le groupe A ajoute de la N-acétylgalactosamine, le groupe B ajoute du galactose, le groupe AB porte les deux et le groupe O n'ajoute aucun de ces deux sucres.

📊 Tableaux de synthèse

Principaux constituants membranaires