Fiche de révision : Membrane cellulaire et transports

📋 Plan du Cours

1. Classification et membranes cellulaires
2. Paroi et coloration bactérienne
3. Organisation des membranes eucaryotes
4. Lipides membranaires
5. Protéines de membrane
6. Glucides et glycocalyx
7. Propriétés de la membrane plasmique
8. Différenciations membranaires
9. Transports passifs
10. Transports actifs et vésiculaires

📖 1. Classification et membranes cellulaires

★ À maîtriser

📌 Les procaryotes ne possèdent pas de système membranaire interne, tandis que les eucaryotes possèdent des organites délimités par des membranes.

Compléments

• Une cellule animale eucaryote typique comprend notamment:
  • un nucléole
  • un noyau
  • des ribosomes
  • des vésicules
  • un ergastoplasme
  • un appareil de Golgi
  • un cytosquelette
  • un réticulum endoplasmique lisse
  • une mitochondrie
  • un lysosome

💡 Astuce mémo

Procaryote sans système membranaire interne, eucaryote avec organites membranaires

📖 2. Paroi et coloration bactérienne

📝 Points essentiels

📌 Les bactéries Gram positives ont une paroi épaisse et homogène et apparaissent violettes, tandis que les bactéries Gram négatives ont une paroi moins épaisse, hétérogène et irrégulière et apparaissent roses.

• 🔄 La coloration de Gram comprend successivement:
  1. l’application du crystal violet
  2. l’application du lugol
  3. l’application de l’alcool
  4. l’application de la fushine

📌 La paroi des bactéries Gram positives contient une couche épaisse de peptidoglycane, tandis que celle des bactéries Gram négatives contient une couche fine de peptidoglycane et une membrane externe riche en lipopolysaccharides.

💡 Astuce mémo

Violet, lugol, alcool, fushine : le Gram révèle la paroi

📖 3. Organisation des membranes eucaryotes

🔑 Notions clés & Définitions

• Membrane plasmique : Sépare le milieu intracellulaire, comprenant le cytoplasme et les organites baignant dans le cytosol, du milieu extracellulaire.

📝 Points essentiels

📌 Les membranes internes délimitent les organites et sont nommées d’après l’organite concerné, comme la membrane nucléaire ou mitochondriale; elles sont doubles pour le noyau et la mitochondrie et uniques pour les autres organites.

📖 4. Lipides membranaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Phospholipide : Molécule amphiphile comportant une tête hydrophile polaire et une ou plusieurs queues hydrophobes apolaires qui s’organisent en bicouche en milieu aqueux.
• Cholestérol : Lipide amphiphile présent uniquement dans les membranes des cellules animales, où il s’intercale entre les phospholipides, stabilise la membrane et limite son excessive fluidité.

★ À maîtriser

• La composition moyenne de la membrane plasmique est de 56 % de lipides, 38 % de protéines et 6 % de glucides, avec des variations selon le type cellulaire et l’organite.

• Les glycolipides représentent moins de 5 % des lipides membranaires, sont synthétisés dans l’appareil de Golgi et participent notamment à la reconnaissance cellulaire.

Compléments

• Les acides gras naturels des glycérophospholipides possèdent un nombre pair de carbones compris entre C14 et C24.

💡 Astuce mémo

Une bicouche de têtes hydrophiles et de queues hydrophobes, stabilisée par le cholestérol

📖 5. Protéines de membrane

★ À maîtriser

• Les protéines membranaires assurent notamment:
  • le transport de protéines et d’ions
  • l’adhérence
  • l’ancrage à la matrice extracellulaire
  • la réception et la transduction des signaux
  • des activités enzymatiques

📌 Les protéines intégrales sont insérées dans la membrane, éventuellement sous forme transmembranaire, tandis que les protéines périphériques ne pénètrent pas dans la membrane.

Compléments

• Les principales modifications lipidiques sont:
  • l’isoprénylation
  • la myristoylation
  • la palmitoylation
  • la glypiation par une ancre GPI

💡 Astuce mémo

Intégrale dans la membrane, périphérique à sa surface

📖 6. Glucides et glycocalyx

🔑 Notions clés & Définitions

• Glycocalyx : Enveloppe fibreuse constituée par l’ensemble des chaînes oligosaccharidiques des glycolipides et des glycoprotéines membranaires.

📝 Points essentiels

• Les glucides membranaires: rigidifient la membrane, la protègent contre les agressions mécaniques et chimiques, permettent la reconnaissance entre les cellules, permettent l’adhérence entre les cellules

• Les groupes sanguins A, B, AB et O diffèrent par la présence ou l’absence d’antigènes glycoprotéiniques A ou B à la surface des globules rouges.

💡 Astuce mémo

Chaînes glucidiques membranaires → protection, reconnaissance et adhérence

📖 7. Propriétés de la membrane plasmique

★ À maîtriser

• Les phospholipides peuvent s’auto-assembler en:

  • micelles
  • bicouches
  • liposomes

• La membrane plasmique est asymétrique sur ses deux feuillets pour les lipides, les protéines et les glucides, et sa face interne porte globalement des charges électriques négatives.

• Les lipides membranaires présentent: une diffusion latérale rapide, une rotation très rapide, un mouvement de swing, une flexion, une diffusion transversale ou flip-flop rare et lente

Compléments

• La fluidité membranaire dépend de: la température, la composition en acides gras et leur nombre de doubles liaisons, la proportion de cholestérol, le nombre de protéines

💡 Astuce mémo

Assemblage, asymétrie, mobilité : les trois propriétés de la membrane

📖 8. Différenciations membranaires

📝 Points essentiels

• Le pôle apical des cellules épithéliales peut présenter des microvillosités et des cils vibratiles, le pôle latéral des interdigitations et le pôle basal des invaginations.

💡 Astuce mémo

Pôle apical spécialisé vers la lumière, pôle basal vers le support, pôle latéral vers les cellules voisines

📖 9. Transports passifs

🔑 Notions clés & Définitions

• Diffusion simple : Permet aux molécules liposolubles et aux petites molécules polaires non chargées de traverser directement la bicouche selon leur gradient électrochimique, sans protéine ni dépense énergétique.
• Diffusion facilitée : Transporte des molécules hydrophiles ou chargées selon leur gradient électrochimique, sans énergie, grâce à des protéines membranaires et avec une vitesse maximale liée à la saturation des transporteurs.
• Osmose : Diffusion de l’eau d’un milieu hypotonique vers un milieu hypertonique afin de réduire la différence de concentration en solutés entre les deux côtés de la membrane.

★ À maîtriser

• Les trois grandes familles sont:

  • les canaux
  • les transporteurs uniports
  • les porines

• Les perfusions doivent être strictement isotoniques à 320 mOsm pour éviter les conséquences osmotiques sur les globules rouges.

Compléments

• 🔄 Un transporteur uniport:
  1. fixe réversiblement le soluté
  2. forme un complexe transporteur-soluté
  3. change de conformation
  4. transloque le soluté
  5. libère le soluté sur l’autre face

💡 Astuce mémo

Diffusion simple sans protéine, diffusion facilitée avec protéine, toutes deux selon le gradient

📖 10. Transports actifs et vésiculaires

★ À maîtriser

📌 Le transport actif primaire hydrolyse directement l’ATP, tandis que le transport actif secondaire utilise l’énergie d’un gradient ionique préalablement établi sans hydrolyser directement l’ATP.

• La pompe Na+/K+ ATPase hydrolyse une molécule d’ATP pour expulser 3 Na+ et faire entrer 2 K+, ce qui la rend électrogène et contribue au maintien du potentiel de repos.

📌 Un symport transporte deux solutés dans la même direction, tandis qu’un antiport les transporte dans des directions opposées.

• Le cotransporteur SGLT utilise le gradient de Na+ établi par la pompe Na+/K+ pour faire entrer le glucose dans la cellule, avec un rapport d’un glucose pour un Na+ dans l’exemple présenté.

• Dans le tube proximal rénal, 90 % du glucose filtré est réabsorbé dans les segments S1 et S2 par SGLT2 et les 10 % restants dans le segment S3 par SGLT1; au-delà d’une glycémie de 11 mmol/l, une glucosurie peut apparaître par saturation du transport.

• L’endocytose fait entrer de grosses molécules ou des particules dans la cellule par déformation de la membrane plasmique, tandis que l’exocytose libère des molécules vers l’extérieur par un mécanisme nécessitant de l’énergie.

Compléments

• La pompe H+/K+ ATPase des cellules pariétales gastriques échange un K+ contre un proton grâce à l’ATP et contribue à l’acidité du liquide gastrique, dont le pH est de 1.

💡 Astuce mémo

Énergie ou gradient ionique → transport contre gradient, endocytose ou exocytose

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des transports transmembranaires