Fiche de révision : Membranes biologiques

📋 Plan du Cours

1. Définition et fonctions membranaires
2. Lipides membranaires
3. Bicouche et compartimentation
4. Protéines et glucides membranaires
5. Modèle de la mosaïque fluide
6. Polymorphisme membranaire

📖 1. Définition et fonctions membranaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Membranes biologiques : Ensembles de molécules complexes formant des barrières au travers desquelles s’effectuent des échanges de matériel et d’informations.
• Membrane plasmique : Frontière entre l’intérieur et l’extérieur de la cellule, contrôle les entrées et les sorties et divise la cellule en compartiments intracellulaire et extracellulaire.

★ À maîtriser

• La membrane plasmique permet la perception et la transmission d’informations, régule les échanges et la composition moléculaire et ionique du cytosol, et participe aux mouvements cellulaires de migration.

Compléments

• En microscopie électronique, les membranes apparaissent comme un double feuillet dense séparé par un feuillet clair, structure retrouvée notamment dans la membrane mitochondriale.

• L’enveloppe nucléaire et les membranes des organites délimitent le système endomembranaire, comprenant le REG, le REL, l’appareil de Golgi et les lysosomes, ainsi que les mitochondries et les peroxysomes.

💡 Astuce mémo

Membrane plasmique : intérieur ↔ extérieur ; membranes d’organites : compartiments internes

📖 2. Lipides membranaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Phospholipides : Constitués d’un glycérol relié à deux chaînes d’acides gras et à un alcool phosphorylé, et possédant une partie hydrophile et une partie hydrophobe.
• Sphingolipides : Les sphingolipides sont constitués d’une sphingosine, d’un acide gras et d’un radical R qui peut être un hydrogène donnant un céramide, une phosphocholine donnant une sphingomyéline ou un sucre donnant un glycosphingolipide.
• Glycolipides : Molécules amphiphiles constituées d’un glycérol, de deux acides gras et de résidus sucrés.

★ À maîtriser

📌 Plus le nombre de doubles liaisons des acides gras augmente, plus les acides gras sont insaturés et plus la fluidité membranaire augmente.

Compléments

📌 Le cholestérol possède une structure polycyclique et rigidifie la membrane, tandis que le dolichol phosphate est un long polymère d’isoprène de structure linéaire.

💡 Astuce mémo

Des têtes hydrophiles tournées vers l’eau et des queues hydrophobes enfouies au centre

📖 3. Bicouche et compartimentation

★ À maîtriser

• Dans un environnement aqueux, les molécules amphiphiles enfouissent leurs parties hydrophobes et exposent leurs parties hydrophiles au contact de l’eau, ce qui permet la formation de micelles ou de bicouches lipidiques.

• Les bicouches lipidiques se referment spontanément sur elles-mêmes afin d’éliminer les bords libres et d’éviter le contact d’une partie hydrophobe avec l’eau.

Compléments

• Les liposomes sont des membranes artificielles fabriquées à partir des propriétés des phospholipides et largement utilisés en dermatologie.

💡 Astuce mémo

Milieu aqueux → enfouissement des parties hydrophobes → bicouche fermée

📖 4. Protéines et glucides membranaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Protéines transmembranaires : Traversent la membrane plasmique et comprennent un domaine extracellulaire hydrophile, un ou plusieurs domaines transmembranaires hydrophobes principalement en hélice alpha et un domaine intracellulaire hydrophile.
• Protéines extrinsèques : Ne sont jamais liées covalemment aux protéines intrinsèques et sont maintenues par des liaisons de faible énergie, ce qui leur permet de se détacher.
• Glycocalyx : Manteau de glucides situé sur la face extracellulaire de la membrane plasmique, lié à des lipides ou à des protéines, qui protège la cellule de certaines interactions indésirables.

★ À maîtriser

📌 Les protéines ancrées par un acide gras sont fixées du côté cytosolique, tandis que les protéines ancrées par un GPI sont fixées au feuillet extracellulaire et leur ancrage peut être clivé.

Compléments

• Les protéines transmembranaires de la membrane plasmique sont synthétisées dans le réticulum endoplasmique rugueux.

• Les glucides membranaires participent à l’adhérence cellulaire, à l’identité de l’organisme notamment par le système ABO, et constituent des éléments majeurs de la myéline comme la sphingomyéline.

💡 Astuce mémo

Intrinsèques : traversent ou s’ancrent ; extrinsèques : s’attachent faiblement

📖 5. Modèle de la mosaïque fluide

🔑 Notions clés & Définitions

• Mosaïque fluide : Modèle décrivant des protéines qui flottent et se déplacent dans une phase lipidique mobile, comparable à un océan de lipides.

★ À maîtriser

• Dans les conditions physiologiques, les lipides membranaires tournent très rapidement sur eux-mêmes et se déplacent latéralement à une vitesse plus faible.

📌 La fluidité membranaire augmente avec la température et le nombre de doubles liaisons des acides gras, tandis que le cholestérol rigidifie la membrane.

📌 La bicouche lipidique est asymétrique, car les concentrations des différents phospholipides diffèrent entre les feuillets externe et interne, le feuillet interne étant plus fluide.

Compléments

• Les éléments qui contraignent les protéines membranaires sont:
  • le cytosquelette
  • la matrice extracellulaire
  • les protéines d’adhérence intercellulaire
  • les jonctions serrées

💡 Astuce mémo

Lipides très mobiles ; protéines mobiles mais contraintes par les ancrages

📖 6. Polymorphisme membranaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Polymorphisme membranaire : Correspond aux spécificités propres à certaines membranes, comme l’augmentation de surface d’échange ou la présence de microdomaines spécialisés.
• Rafts membranaires : Microdomaines de la membrane plasmique riches en sphingolipides et en cholestérol qui rassemblent des protéines spécifiques et modulent leurs interactions.

★ À maîtriser

• Les microvillosités augmentent la surface d’échange et sont notamment présentes sur les entérocytes de l’intestin.

Compléments

• La cavéoline, enchâssée dans la membrane par une queue d’acide gras, participe à la formation de cavéoles qui peuvent invaginer la membrane, internaliser des molécules et transmettre des signaux.

💡 Astuce mémo

Microvillosités → rafts → cavéoles → internalisation et signalisation

📊 Tableaux de synthèse

Types de protéines membranaires

Facteurs de fluidité membranaire