Fiche de révision : Membranes biologiques

📋 Plan du Cours

1. Organisation des biomembranes
2. Structure de la membrane plasmique
3. Fonctions des membranes cellulaires
4. Composition et diversité membranaires
5. Propriétés des lipides membranaires
6. Phospholipides et sphingolipides
7. Cholestérol et glycolipides
8. Protéines membranaires

📖 1. Organisation des biomembranes

🔑 Notions clés & Définitions

• Biomembranes : Membranes biologiques des cellules eucaryotes qui délimitent la cellule et de nombreux compartiments intracellulaires, comme les organites et les vésicules.

★ À maîtriser

📌 Une membrane simple contient une bicouche lipidique, tandis qu’une membrane double contient deux bicouches lipidiques.

• Le noyau et la mitochondrie sont délimités par des membranes doubles constituées de deux bicouches lipidiques.

Compléments

• Les organites à membrane simple sont:

  • le réticulum endoplasmique
  • l’appareil de Golgi
  • les lysosomes
  • les peroxysomes

• L’enveloppe nucléaire permet les échanges entre le noyau et le cytoplasme grâce à des espaces correspondant aux pores nucléaires.

💡 Astuce mémo

Simple = une bicouche ; double = deux bicouches

📖 2. Structure de la membrane plasmique

🔑 Notions clés & Définitions

• Bicouche lipidique : Unité structurale fondamentale des membranes, avec deux faces hydrophiles orientées vers les milieux aqueux et une région centrale hydrophobe.

★ À maîtriser

• En microscopie électronique à transmission, la membrane plasmique présente une structure trilamellaire de 7,5 nm d’épaisseur.

• Le feuillet clair central mesure 2,5 nm et correspond à la double épaisseur d’acides gras, formant une barrière hydrophobe sélective.

📌 Les composés hydrophobes traversent plus facilement la région centrale de la bicouche que les composés hydrophiles, dont le passage est sélectif.

Compléments

• Les deux feuillets sombres de la membrane plasmique mesurent chacun 2,5 nm et correspondent aux têtes polaires des phospholipides en contact avec l’eau.

💡 Astuce mémo

Deux feuillets sombres encadrent un cœur clair

📖 3. Fonctions des membranes cellulaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Membrane plasmique : Délimite la cellule et sépare un milieu extracellulaire changeant d’un milieu intracellulaire plus stable.

★ À maîtriser

• La phagocytose est un processus dynamique au cours duquel la membrane se déforme pour englober un élément, puis l’internaliser.

• La transduction du signal permet à la cellule de détecter les variations de son microenvironnement, de les intégrer et d’y répondre grâce à des récepteurs.

• Les membranes permettent l’adhérence cellulaire, la déformation, les mouvements, l’extension et la migration des cellules.

Compléments

• Les intégrines relient la cellule à la matrice extracellulaire et permettent à la cellule d’intégrer les changements de cette matrice.

💡 Astuce mémo

Récepteur activé → signal intégré → réponse cellulaire

📖 4. Composition et diversité membranaires

★ À maîtriser

• Les membranes cellulaires ont une épaisseur comprise entre 7,5 et 12,5 nm et leur composition varie selon le type cellulaire et la membrane considérée.

• Les membranes cellulaires contiennent environ 45 % de protéines, 45 % de lipides et 2 à 10 % de glucides.

• Les protéines membranaires assurent principalement les fonctions des biomembranes, tandis que les lipides assurent principalement leur structure, leur architecture et leur déformabilité.

Compléments

• Les glucides membranaires sont situés sur le feuillet externe et leur quantité ainsi que leur composition varient selon la membrane.

💡 Astuce mémo

PLG : protéines, lipides, glucides

📖 5. Propriétés des lipides membranaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Lipides amphiphiles : Possèdent une partie hydrophile et une partie hydrophobe, ce qui les rend peu ou pas solubles dans l’eau.

★ À maîtriser

• Dans une bicouche lipidique, les têtes polaires hydrophiles se placent vers les milieux aqueux et les queues apolaires hydrophobes se regroupent au centre.

• Les lipides membranaires appartiennent à trois classes:

  • les phospholipides
  • les glycolipides
  • le cholestérol

Compléments

• Dans une micelle, les têtes hydrophiles sont en périphérie au contact du milieu aqueux et les queues hydrophobes sont au centre.

💡 Astuce mémo

Têtes hydrophiles vers l’eau, queues hydrophobes à l’abri

📖 6. Phospholipides et sphingolipides

🔑 Notions clés & Définitions

• Phosphoglycérides : Phospholipides constitués d’un glycérol lié à deux acides gras hydrophobes et à un composé phosphorylé hydrophile.
• Sphingomyéline : Sphingophospholipide formé par l’association d’une céramide et d’une phosphorylcholine, et constituant un composant majeur des gaines de myéline.

★ À maîtriser

• Une double liaison dans l’un des acides gras crée une angulation qui favorise la fluidité des biomembranes.

• Lors de l’apoptose, la phosphatidylsérine passe du feuillet interne au feuillet externe de la membrane plasmique sous l’action d’une flippase, signalant la cellule aux macrophages.

Compléments

• Les chaînes carbonées des acides gras des phosphoglycérides comportent généralement 12 à 22 carbones, notamment 16 pour l’acide palmitique et 18 pour l’acide stéarique.

💡 Astuce mémo

Glycérol ou sphingosine → acides gras → tête polaire

📖 7. Cholestérol et glycolipides

🔑 Notions clés & Définitions

• Cholestérol : Lipide amphiphile des cellules animales, enchâssé dans la bicouche lipidique et composé d’une tête hydroxyle, d’un noyau stérol hydrophobe et d’une courte chaîne carbonée.
• Glycolipides : Lipides membranaires dépourvus de phosphate et portant des résidus glucidiques sur leur tête hydrophile.

★ À maîtriser

• Le cholestérol joue un rôle important dans la fluidité et la rigidité des membranes et constitue un précurseur des hormones stéroïdes.

Compléments

• Les glycolipides peuvent être des glycéro(glyco)lipides lorsqu’ils dérivent du glycérol ou des sphingo(glyco)lipides lorsqu’ils dérivent de la sphingosine.

📖 8. Protéines membranaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Protéines membranaires : Molécules amphiphiles qui assurent principalement les fonctions des biomembranes.
• Protéines intrinsèques : Interagissent directement avec la membrane, la traversent ou y sont fortement ancrées par des interactions avec les lipides.
• Protéines extrinsèques : Associées indirectement à la membrane par des interactions non covalentes avec des protéines intrinsèques ou avec des lipides.

📝 Points essentiels

• Les protéines à ancrage lipidique sont liées de manière covalente aux lipides d’un seul feuillet sans traverser la membrane.

📌 Les protéines intrinsèques peuvent être solubilisées après destruction de la membrane par des détergents comme le Triton X-100, tandis que les protéines extrinsèques peuvent être dissociées par des moyens physico-chimiques tels que le pH ou la concentration en sel.

💡 Astuce mémo

Intrinsèques : contact direct ; extrinsèques : association indirecte

📊 Tableaux de synthèse

Types de membranes et fonctions