Fiche de révision : Membrane plasmique et transports

📋 Plan du Cours

1. Fondements cellulaires et membrane plasmique
2. Constituants moléculaires des membranes
3. Architecture et fonctions membranaires
4. Spécialisations de la membrane plasmique
5. Diffusions et perméabilité membranaire
6. Transports actifs et cotransports
7. Endocytose et exocytose

📖 1. Fondements cellulaires et membrane plasmique

🔑 Notions clés & Définitions

• Membrane plasmique : Barrière sélective de 8 nm d’épaisseur constituée de deux feuillets visibles au microscope électronique

★ À maîtriser

• La théorie cellulaire de la fin du XIXe siècle affirme que la cellule est l’unité fondamentale structurale et fonctionnelle des organismes vivants, que l’activité d’un organisme dépend de celle de ses cellules, que leurs activités biochimiques dépendent de structures spécifiques et que la continuité de la vie repose sur les cellules.

Compléments

• Une cellule eucaryote comprend trois régions principales:
  • la membrane plasmique
  • le cytoplasme contenant les organites
  • le noyau contenant les chromosomes

📖 2. Constituants moléculaires des membranes

🔑 Notions clés & Définitions

• Glycocalyx : Manteau cellulaire formé par les glycoprotéines et les glycolipides, qui assure la protection, la cohésion et la reconnaissance cellulaire comme la reconnaissance des groupes ABO

★ À maîtriser

• Les cinq caractéristiques de la membrane sont:
  • la bicouche lipidique de phospholipides
  • la présence de protéines notamment des glycoprotéines
  • l’asymétrie des feuillets
  • l’hétérogénéité
  • la continuité transitoire avec le système endomembranaire du réticulum endoplasmique et de l’appareil de Golgi

• Les lipides majoritaires sont: la phosphatidylcholine, la phosphatidyléthanolamine, la phosphatidylsérine, la sphingomyéline, le phosphatidylinositol, qui participe à la communication cellulaire

• Les protéines membranaires s’associent à la membrane: par des domaines transmembranaires, par l’intermédiaire de protéines transmembranaires, par une ancre moléculaire telle que l’ancre GPI

Compléments

• Le cholestérol, qui appartient à la famille des stérols, participe à la rigidification de la membrane.

💡 Astuce mémo

Tête hydrophile vers l’eau, queue hydrophobe à l’abri de l’eau

📖 3. Architecture et fonctions membranaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Molécule amphiphile : Possède une tête polaire hydrophile et une queue apolaire hydrophobe

★ À maîtriser

• Les mouvements moléculaires membranaires comprennent: la diffusion latérale rapide, la rotation, les échanges transversaux ou flip-flop impliquant des flippases

• Singer et Nicolson ont proposé en 1972 le modèle de la mosaïque fluide.

• La fluidité membranaire dépend de: la longueur des chaînes hydrocarbonées des lipides, le nombre de doubles liaisons, le contenu en cholestérol, la température

• Les fonctions majeures des membranes sont: la compartimentation, la barrière à perméabilité sélective, les échanges d’informations et la reconnaissance, les mouvements cellulaires

Compléments

• Les lipides amphiphiles s’auto-assemblent en:
  • micelles
  • monocouches
  • bicouches
  • liposomes

• Les radeaux lipidiques sont des domaines membranaires spécialisés enrichis en cholestérol et en sphingolipides.

💡 Astuce mémo

Mosaïque fluide : lipides mobiles et protéines dispersées

📖 4. Spécialisations de la membrane plasmique

★ À maîtriser

• Les cils sont des extensions cytoplasmiques de 7 à 10 μm de long et de 0,2 μm de diamètre ; les cils primaires sont sensoriels tandis que les cils motiles permettent le mouvement des fluides.

• Les microvillosités sont des prolongements cellulaires cylindriques de 1 à 2 μm de longueur, constitués de microfilaments d’actine et formant une bordure en brosse.

• Les quatre types de jonctions intercellulaires sont:
  • les jonctions serrées ou zonula occludens
  • les jonctions d’ancrage ou zonula adherens
  • les desmosomes
  • les jonctions communicantes

Compléments

• Les stéréocils sont des expansions cytoplasmiques immobiles de plus de 2 μm de long et de 0,02 μm de diamètre qui participent au transport des spermatozoïdes.

• Les hémidesmosomes sont des jonctions entre les cellules et la matrice extracellulaire.

💡 Astuce mémo

Cils mobiles, stéréocils immobiles, microvillosités absorbantes

📖 5. Diffusions et perméabilité membranaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Diffusion simple : Transport passif dans lequel une substance se déplace du milieu le plus concentré vers le milieu le moins concentré selon son gradient de concentration

• Osmose : Diffusion de l’eau à travers une membrane semi-perméable, de la solution hypotonique vers la solution hypertonique

• Diffusion facilitée : Transport passif et saturable d’un soluté selon son gradient de concentration grâce à des protéines canal ou à des transporteurs

★ À maîtriser

📌 La membrane plasmique est perméable aux petites molécules et aux molécules hydrophobes, mais elle est imperméable aux grosses molécules et aux ions, dont le transport nécessite des transporteurs membranaires.

• Les effets des milieux sont:

  • milieu isotonique : pas de mouvement net d’eau
  • milieu hypotonique : hémolyse ou turgescence
  • milieu hypertonique : plasmolyse

• Les canaux ioniques assurent le transport spécifique des ions Na+, K+, Ca2+ et Cl− selon une configuration ouverte ou fermée, tandis que les canaux constamment ouverts sont des pores.

• Les transporteurs comprennent:
  • les uniports
  • les symports
  • les antiports

Compléments

• Les canaux ioniques peuvent être:

  • voltage-dépendants
  • ligand-dépendants
  • activés par un stimulus

• Les aquaporines sont des pores perméables aux molécules d’eau et ont été associées au prix Nobel de chimie de 2003.

💡 Astuce mémo

Gradient de concentration → transport passif sans ATP

📖 6. Transports actifs et cotransports

🔑 Notions clés & Définitions

• Transport actif : Déplace une substance contre son gradient de concentration grâce à une énergie fournie par l’hydrolyse de l’ATP ou par un gradient ionique

• Transport actif secondaire : Couple le déplacement d’une molécule selon son gradient au déplacement d’une autre molécule contre son gradient en utilisant un gradient ionique établi par la pompe Na+/K+ ATPase

★ À maîtriser

• La pompe Na+/K+ ATPase possède trois sites de liaison au Na+, deux sites de liaison au K+ et un site de phosphorylation.

• La pompe Na+/K+ ATPase lie trois Na+, se phosphoryle, change de conformation et libère le Na+, puis lie deux K+, se déphosphoryle, reprend sa conformation initiale et libère le K+.

• Le cotransporteur Na+/glucose SGLT1 utilise le gradient de Na+ établi par la pompe Na+/K+ ATPase pour transporter le glucose.

Compléments

• La pompe Na+/K+ ATPase a été associée au prix Nobel de chimie de 1997.

• Les autres pompes ioniques comprennent: la pompe H+/K+ ATPase de l’estomac, la pompe Ca2+ ATPase qui contrôle notamment le calcium intracellulaire dans le REL, la pompe H+ ATPase qui acidifie les lysosomes

• La régulation du pH intracellulaire implique l’échangeur Na+/H+ et le transporteur Na+/HCO3−/Cl−.

💡 Astuce mémo

Na+ sort, K+ entre, puis le gradient Na+ entraîne le glucose

📖 7. Endocytose et exocytose

🔑 Notions clés & Définitions

• Endocytose : Transport de molécules vers l’intérieur de la cellule par formation de vésicules
• Exocytose : Transport de molécules vers l’extérieur de la cellule par fusion de vésicules avec la membrane plasmique

📝 Points essentiels

• Les deux processus d’endocytose présentés sont la phagocytose des solides et l’endocytose à clathrine.

💡 Astuce mémo

Endocytose vers l’intérieur, exocytose vers l’extérieur

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des transports membranaires