Fiche de révision : Membrane plasmique

📋 Plan du Cours

1. Structure et composition membranaires
2. Asymétrie et fluidité membranaires
3. Protéines et organisation membranaires
4. Transports membranaires
5. Canaux et perméabilité membranaire
6. Endocytose et exocytose
7. Signalisation et reconnaissance cellulaire

📖 1. Structure et composition membranaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Phospholipides : Molécules amphiphiles comportant une partie hydrophile et une chaîne hydrocarbonée hydrophobe, qui peut être saturée ou insaturée.

★ À maîtriser

• La membrane plasmique mesure environ 5 à 7 nm d’épaisseur et présente une structure asymétrique à trois feuillets, avec deux feuillets denses aux électrons et un feuillet clair.

• Le glycocalyx, couche glucidique externe de 10 à 50 nm, participe à l’identification cellulaire, à l’ancrage à la matrice extracellulaire, à la reconnaissance et à la protection mécanique et chimique.

• Dans l’analyse d’une membrane de globule rouge, les masses sont constituées de 45 à 50 % de lipides, de 45 à 50 % de protéines et de 2 à 10 % de glucides.

Compléments

• Les lipides membranaires comprennent environ 60 % de phospholipides, 20 % de cholestérol et 5 % de glycolipides.

• Les principaux phosphoglycérides sont : la phosphatidylcholine (PC), majoritaire, la phosphatidyléthanolamine (PE), de forme conique, la phosphatidylsérine (PS), chargée négativement, le phosphatidylinositol (PI), important pour la signalisation

• La sphingomyéline est un sphingolipide à chaîne saturée, associé à une faible fluidité.

📖 2. Asymétrie et fluidité membranaires

★ À maîtriser

• La face extracellulaire est enrichie en phosphatidylcholine, sphingomyéline, glycolipides et cholestérol, tandis que la face cytoplasmique contient notamment phosphatidylsérine, phosphatidylinositol, phosphatidyléthanolamine et cholestérol.

📌 La diffusion latérale et la rotation des lipides sont des mouvements fréquents dans la membrane, tandis que le flip-flop entre les deux feuillets est rare et nécessite généralement une enzyme.

• Les flippases déplacent notamment PS et PE vers le feuillet interne, les floppases déplacent notamment PC et sphingolipides vers le feuillet externe et les scramblases mélangent les phospholipides entre les deux feuillets.

Compléments

• La diffusion latérale des lipides membranaires est rapide, avec une vitesse indiquée d’environ 2 μm/s et une fréquence d’environ un million de déplacements par seconde.

• La saturation des chaînes et leur longueur hydrophobe diminuent la fluidité membranaire; les radeaux lipidiques sont des microdomaines assemblant cholestérol, protéines, phospholipides et sphingolipides, impliqués dans la signalisation.

📌 La nécrose est une mort cellulaire accidentelle qui libère des débris et provoque de l’inflammation, tandis que l’apoptose est une mort programmée suivie d’une phagocytose silencieuse par les cellules voisines, avec une faible réponse inflammatoire.

💡 Astuce mémo

PC côté externe, PS et PE côté interne

📖 3. Protéines et organisation membranaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Protéines transmembranaires : Protéines intrinsèques dont un domaine traverse la bicouche, souvent sous forme d’hélice α riche en acides aminés hydrophobes.
• Protéines extrinsèques : Protéines non insérées dans la bicouche et liées soit aux lipides, soit à des protéines intrinsèques par des interactions notamment électrostatiques ou de van der Waals.

★ À maîtriser

• La spectrine, protéine fibreuse associée à l’actine et à des protéines d’attache transmembranaires, soutient la membrane et contribue à sa souplesse, sa solidité et son dynamisme.

Compléments

• Les chaînes latérales non polaires citées sont :

  • la valine
  • la leucine
  • l’alanine
  • l’isoleucine
  • la glycine
  • la méthionine

• La membrane plasmique est décrite comme une mosaïque fluide et asymétrique, dont les protéines peuvent se déplacer dans le plan membranaire.

• Lors d’une expérience FRAP, le photoblanchiment d’une zone est suivi par le retour de fluorescence lorsque des protéines mobiles y diffusent; les protéines ancrées ne contribuent pas à cette récupération.

• La courbure membranaire est liée à l’ancrage de protéines hydrophobes, à l’asymétrie lipidique, aux protéines du cytosquelette et à la contraction des domaines, tandis que le cholestérol stabilise la forme de la membrane.

📖 4. Transports membranaires

★ À maîtriser

• Les concentrations indiquées sont d’environ 150 mM de Na⁺ à l’extérieur et 140 mM de K⁺ à l’intérieur, avec très peu de Ca²⁺ intracellulaire.

📌 Un uniport transporte une espèce dans un sens, un symport transporte plusieurs espèces dans le même sens et un antiport les transporte en sens opposés.

📌 Le transport passif suit un gradient et peut être une diffusion simple par canal ou une diffusion facilitée par perméase, tandis que le transport actif nécessite de l’énergie pour déplacer une substance contre son gradient ou grâce à un gradient ionique.

Compléments

• L’ATPase hydrolyse la liaison du phosphate terminal de l’ATP en ADP et phosphate inorganique, ce qui libère de l’énergie.

• La pompe Na⁺/K⁺ est un antiport consommant de l’ATP, et le cotransport Na⁺/glucose est un exemple de symport.

💡 Astuce mémo

Passif suit le gradient, actif le remonte

📖 5. Canaux et perméabilité membranaire

★ À maîtriser

• Les canaux membranaires peuvent être activés par un ligand, par une variation du potentiel transmembranaire ou par une force mécanique.

• Le canal chlorure CFTR contribue à l’hydratation du mucus des voies respiratoires en favorisant le passage du chlorure et de l’eau; un mucus insuffisamment hydraté devient épais et difficile à évacuer.

Compléments

• Les petites molécules hydrophobes citées sont :

  • O₂
  • CO₂
  • N₂
  • le benzène
  • les hormones

• Les petites molécules polaires non chargées citées sont :

  • l’eau
  • l’urée
  • l’éthanol
  • le glycérol

• Les grandes molécules polaires non chargées citées sont :

  • le glucose
  • les acides aminés
  • les nucléotides

• Les ions cités sont :

  • H⁺
  • Na⁺
  • HCO₃⁻
  • K⁺
  • Ca²⁺
  • Cl⁻
  • Mg²⁺

• Le récepteur nicotinique de l’acétylcholine est un exemple de canal dépendant d’un ligand.

• Les canaux mécanosensibles de l’oreille convertissent le mouvement des cils en courant électrique et en dépolarisation membranaire.

📖 6. Endocytose et exocytose

📝 Points essentiels

📌 La phagocytose internalise des particules solides de grande taille, tandis que la pinocytose internalise des substances en solution.

• L’endocytose contrôlée par récepteur commence par la fixation d’un ligand à son récepteur, suivie de l’invagination de la membrane et de la formation d’une vésicule recouverte de clathrine.

📌 L’endocytose retire de la membrane plasmique, tandis que l’exocytose ajoute de la membrane et peut participer à la récupération de membrane après endocytose.

📖 7. Signalisation et reconnaissance cellulaire

📝 Points essentiels

• 🔄 La signalisation par récepteur couplé aux protéines G suit ces étapes : l’acétylcholine se fixe au récepteur muscarinique, le récepteur active une protéine G et la phospholipase C, la phospholipase C transforme PIP₂ en inositol triphosphate, l’inositol triphosphate active des canaux ligand-dépendants

• Les groupes sanguins ABO reposent sur des marqueurs glucidiques présents sur les lipides, et l’organisme ne possède pas d’anticorps contre le sucre correspondant à son propre groupe.

📌 Les cadhérines assurent des attaches entre cellules, tandis que les intégrines assurent l’ancrage des cellules à la matrice extracellulaire.

📊 Tableaux de synthèse

Modes de transport membranaire