Fiche de révision : Structure et transport membranaires

📋 Plan du Cours

1. Rôle et perméabilité des membranes
2. Mosaïque lipidique et amphipathie
3. Fluidité et cholestérol membranaires
4. Protéines membranaires et fonctions
5. Perméabilité selon les molécules
6. Diffusion et équilibre osmotique
7. Diffusion facilitée et transporteurs
8. Transport actif et cotransport
9. Potentiel et gradient électrochimiques
10. Exocytose et endocytose

📖 1. Rôle et perméabilité des membranes

🔑 Notions clés & Définitions

• Perméabilité sélective : Propriété d’une membrane de laisser certaines substances la traverser plus facilement que d’autres.

★ À maîtriser

• Les membranes biologiques compartimentent les organites et isolent la cellule du milieu extérieur.

Compléments

• La membrane plasmique mesure environ 8 nm d’épaisseur et sépare la cellule de son environnement.

💡 Astuce mémo

La membrane sépare, mais sélectionne aussi ce qui la traverse.

📖 2. Mosaïque lipidique et amphipathie

🔑 Notions clés & Définitions

• Phosphoglycérolipide : Molécule amphipathique formée d’une tête hydrophile contenant un phosphate et un autre groupement, et de deux queues hydrocarbonées hydrophobes.

📝 Points essentiels

• Les membranes sont composées principalement de lipides et de protéines, et accessoirement de glucides.

• Selon le modèle de la mosaïque fluide, des protéines diverses sont incorporées dans la bicouche de phosphoglycérolipides ou fixées sur elle.

• Dans la bicouche, les têtes hydrophiles des phosphoglycérolipides sont en contact avec l’eau, tandis que leurs queues hydrophobes se font face et restent isolées de l’eau.

💡 Astuce mémo

Des têtes hydrophiles baignées dans l’eau encadrent des queues hydrophobes.

📖 3. Fluidité et cholestérol membranaires

★ À maîtriser

• La plupart des lipides et certaines protéines peuvent se déplacer latéralement dans le plan de la membrane, tandis que la majorité des protéines semblent immobiles car elles sont rattachées au cytosquelette ou à la matrice extracellulaire.

• À température élevée, le cholestérol limite partiellement le mouvement des phosphoglycérolipides et diminue la fluidité, tandis qu’il entrave leur entassement et abaisse le point de fusion des membranes.

Compléments

• Le flip-flop fait passer un phosphoglycérolipide d’un feuillet membranaire à l’autre grâce à un apport d’énergie et à des flippases.

• Un phosphoglycérolipide met 100 fois plus de temps à basculer d’un feuillet à l’autre qu’à se déplacer latéralement sur une même distance.

💡 Astuce mémo

Le déplacement latéral est rapide ; le flip-flop est lent et assisté.

📖 4. Protéines membranaires et fonctions

★ À maîtriser

📌 Les protéines intramembranaires sont insérées dans la membrane, tandis que les protéines périphériques n’y pénètrent pas et sont attachées à sa surface.

• Les protéines transmembranaires sont des protéines intramembranaires qui traversent la membrane de part en part, mais toutes les protéines intramembranaires ne sont pas transmembranaires.

• Les protéines membranaires remplissent six fonctions :

  • transport
  • activité enzymatique
  • transduction des signaux
  • reconnaissance intercellulaire
  • adhérence intercellulaire
  • fixation au cytosquelette ou à la matrice extracellulaire

Compléments

📌 La reconnaissance intercellulaire par des glycoprotéines est habituellement de plus courte durée que l’adhérence intercellulaire assurée par des jonctions entre protéines de cellules adjacentes.

📖 5. Perméabilité selon les molécules

★ À maîtriser

📌 Les molécules hydrophobes non polaires, comme l’oxygène et le dioxyde de carbone, se dissolvent dans la bicouche et la traversent sans aide protéique, tandis que les ions et molécules polaires sont freinés par son intérieur hydrophobe.

Compléments

• Les molécules polaires comme le glucose, ainsi que l’eau, ne traversent pas facilement la bicouche phospholipidique.

• La membrane plasmique régule le passage de nutriments, de déchets, de dioxygène, de dioxyde de carbone et d’ions dans les deux sens.

💡 Astuce mémo

Les molécules hydrophobes traversent la bicouche ; les molécules hydrophiles ont besoin de protéines.

📖 6. Diffusion et équilibre osmotique

🔑 Notions clés & Définitions

• Transport passif : Passage de substances à travers une membrane sans dépense d’énergie cellulaire.
• Tonicité : Capacité d’une solution à faire entrer l’eau dans une cellule, à l’en faire sortir ou à empêcher ces mouvements, selon la concentration en solutés non pénétrants.

📝 Points essentiels

📌 Dans des conditions normales, une substance diffuse spontanément de la zone où elle est la plus concentrée vers celle où elle l’est le moins, si la membrane lui est perméable.

📌 Un milieu hypo-osmotique favorise l’entrée d’eau dans la cellule et sa turgescence, tandis qu’un milieu hyper-osmotique favorise la sortie d’eau et sa plasmolyse.

💡 Astuce mémo

Hypotonique : l’eau entre ; hypertonique : l’eau sort.

📖 7. Diffusion facilitée et transporteurs

🔑 Notions clés & Définitions

• Diffusion facilitée : Passage passif de molécules polaires ou d’ions à travers la membrane grâce à des protéines de transport.

★ À maîtriser

📌 Les protéines-canaux forment des passages hydrophiles pour l’eau ou certains petits ions, tandis que les perméases se lient à leurs passagers et changent de forme pour les transporter.

Compléments

• Les aquaporines facilitent le passage de plus de 3 milliards de molécules d’eau par seconde à travers leur canal.

📌 La diffusion facilitée atteint une vitesse limite lorsque toutes les protéines de transport sont occupées, si bien qu’une hausse supplémentaire du gradient ne l’accélère plus.

💡 Astuce mémo

Les canaux forment des passages ; les perméases se lient au soluté et changent de forme.

📖 8. Transport actif et cotransport

🔑 Notions clés & Définitions

• Transport actif : Déplace une substance à l’encontre de son gradient de concentration en dépensant de l’énergie fournie par l’ATP.

★ À maîtriser

• La pompe à sodium et à potassium expulse le sodium et fait entrer le potassium, contribuant à maintenir leurs concentrations intracellulaires différentes de celles du milieu environnant.

📌 Dans le cotransport, le transport actif primaire utilise directement l’ATP, tandis que le transport actif secondaire utilise indirectement l’énergie de l’ATP grâce au gradient d’un autre soluté.

Compléments

• Les protéines qui assurent le transport actif sont des perméases et non des protéines-canaux.

• La pompe à sodium et à potassium consomme environ le tiers de la puissance énergétique totale de la cellule.

💡 Astuce mémo

L’ATP crée un gradient ; le retour d’un soluté peut entraîner le transport d’un autre.

📖 9. Potentiel et gradient électrochimiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Gradient électrochimique : Résulte à la fois de son gradient de concentration et du gradient électrique à travers la membrane.

📝 Points essentiels

• Lorsqu’un neurone stimulé ouvre ses canaux facilitant la diffusion de Na+, les ions sodium entrent suivant leur gradient électrochimique, car leur gradient de concentration et l’attraction électrique vers l’intérieur agissent dans le même sens.

📖 10. Exocytose et endocytose

★ À maîtriser

• 🔄 Lors de l’endocytose : la membrane plasmique s’invagine et forme une poche, la poche s’approfondit, elle se détache de la membrane, elle devient une vésicule contenant du matériel extérieur

Compléments

• L’endocytose et l’exocytose se produisent continuellement dans la plupart des cellules eucaryotes et contribuent au renouvellement de la membrane plasmique.

💡 Astuce mémo

L’exocytose ajoute du contenu à l’extérieur ; l’endocytose forme une vésicule vers l’intérieur.