La membrane plasmique

I/ Structure de la membrane plasmique

Microscope Photonique	La membrane plasmique est une seul couche ( une zone) dense
Microscope électronique à transmission à faible grossissement	La membrane plasmique est une seul couche ( une zone) dense
Microscope électronique à transmission à fort grossissement	La membrane plasmique apparaître comme une structure tri-lamellaire ou tri-stratifiée

• tri-lamellaire ça veut dire que la membrane plasmique est constitué de 3 couches :

- une couche externe dense aux électrons de 2 nm à 2.5 nm d'épaisseur

- une couche intermédiare clair de 3.5 nm à 4 nm d'épaisseur

- une couche interne dense aux électrons de 2 nm à 2.5 nm d'épaisseur

1- Le feuillet dense externe :

en microscope électronique à transmission le feuillet dense externe souvent plus épais (>2 nm), car il porte le : glycocalyx ou revêtement fibreux

• Le glycocalyx ( ou revêtement fibreux): est un manteau membranaire constitué de glucides fixés à la surface de la membrane cellulaire (glucides= sucres).

- le glycocalyx est variable selon le type cellulaire

- le glycocalyx détermine une asymétrie structurale de la membrane plasmique

2- Le feuillet dense interne :

Le feuillet dense interne contient le feutrage microfilamentaire, et les protéines du cytosquelette (des fibre) qui sa colle à la membrane interne , le feutrage microfilamentaire est aussi détermine un asymétrie structurale de la membrane plasmique .

3- L’asymétrie:

Asymétrie	Structurale	Glycocalyx
	Structurale	Feutrage microfilamentaire
	Biochimique	Répartition des particules globulaires : les protéines les phospholipides et les glycolipides . (en va voir plus tard en détail)

4- Étude de la membrane plasmique :

on utilise les globules rouges pour étudie la membrane plasmique, car sont des cellules anucléées donc dépourvus des membranes internes ( y a pas d'appareil endomembranaires comme appareil de Golgi .......... ). Alors y a pas d'autre membrane que la membrane plasmique .

donc quand on éclate + centrifugation d'une globule rouge on va obtenir seulement la membrane plasmique, après obtenir la membrane plasmique ( fantômes d'hématies) on étudie cette membranes par chromatographie et électrophorèse.

• étude de la membrane plasmique montre que elle est constituée de :

40% des lipides
60% des protéines
très peu de glucides (5à10%) associées aux lipides et protéines

II/ Les lipides :

Les lipides	Phospholipides 55%
	Cholestérol 25%
	Glycolipides 18% (sont des lipides liés à des chaines glucidiques)

1- Les phospholipides 55% :

• Définition :

Les phospholipides sont des molécules amphiphile et bipolaire

• Amphiphile : veut dire que le phospholipide est hydrophile et hydrophobe en même temps

- hydrophile : aime l'eau (ayant une affinité pour l'eau ), (phile = aime).

- hydrophobe : n'aime pas l'eau (repousser l'eau), (phobe= n'aime pas).

• bipolaire: veut dire que le phospholipide contient deux pôle,

- la tête du phospholipide c'est le pôle polaire.

- la queue du phospholipide c'est le pôle apolaire.

• Composition chimique des phospholipides :

le phospholipides est constitué de deux acides gras, sûr l'acide gras se fixe une molécule de glycérol ou sphingosine ensuite il se fixe le phosphore et un alcool aminé ou non aminé.

• La tête du phospholipide : glycérol ou sphingosine + phosphore + alcool ( aminé ou non aminé)

- alcool aminé : est un alcool qui contient la fonction amine, les alcools aminé sont :

serine

choline

éthanolamine

- alcool non aminé : est un alcool qui ne contient pas la fonction amine, qui est le :

inositol

• La queue du phospholipide est constitué de deux acides gras.

La tête du phospholipide glycérol ou sphingosine + phosphore + alcool
Groupement principale (glycérol ou sphingosine ) + Phosphore		Nom du phospholipide
Glycérol +	alcool non aminé: • inositol	Phosphatidyl inositol	Les phophoglycérides • tête : glycérol • sont majoritaires
	Alcool aminé : • choline • serine • éthanolamine	Phosphatidyl choline
		Phosphatidyl serine
		Phosphatidyl éthanolamine
Sphingosine +	Alcool • Choline	Sphingomyélines	Les sphingomyélines • tête : sphingosine • on les trouve dans la gaine qui recouvre les axones des neurones

• La répartition des phospholipide dans la membrane plasmique :

Feuillet exoplasmique = couche externe	Phosphatidyl-choline
Feuillet exoplasmique = couche externe	Sphingomyéline
Feuillet Protoplasmique = couche interne	Phosphatidyl-éthanolamine
	Phosphatidyl-sérine
	Phosphatidyl-inositol

• La phosphatidyl sérine est toujours dans le feuillet interne, mais si la phosphatidyl-sérine va ce déplacé vers le feuillet externe par l'enzyme scramblase cette cellule va mourir par apoptose c'est la mort cellulaire programmé.

• La stabilité des phospholipides :

- Acide gras saturé : pas de double liaison entre les molécules de carbon, donc on va avoir une chaîne hydrocarbonée rectiligne, alors le phospholipide est Stable

- Acide gras insaturé : il y a des doubles liaisons entre les molécules de carbon, donc on va avoir une chaîne hydrocarbonée coudée ( en ZIG ZAG), alors le phospholipide est Instable

• Propriété Chimique des phospholipides :

Pour les propriétés chimiques, suivre le protocole ci-dessous:

Phospholipides + eau → Autoassemblage et Autofermeture des phospholipides en :

Micelle 1nm à 300nm

Bicouche de phospholipides

Liposome 20nm à 1µm

- L'autoassemblage et autofermeture c'est grâce au caractère amphiphile : pôle hydrophile et pôle hydrophobe .

- Dans la membrane plasmique les phospholipides s'organisent en bicouche lipidique .

• Propriété physique des phospholipides :

la propriété physique des phospholipides c'est la fluidité

sous le champ magnétique en conclure que les phospholipides peuvent bougé donc c'est la fluidité

Diffusion latérale	• Fréquents • Très rapide • Spontanés ( pas besoin d'enzyme )
Rotation
Flexion
Mouvement de bascule Flip Flop	• Rares • Très lents • Avec ATP • Enzyme : Flippase et Flopase Floppase déplace le phospholipide du côté protoplasmique(interne) au côté exoplasmique (externe) et inversement pour la Flippase
Ces mouvement donnent une grande fluidité et déformabilité à la membrane plasmique

• La flippase et la floppase créent l'asymétrie.

• La Scramblase crée la symétrie, quand la cellule mort donc y a pas d'ATP alors y a pas fonctionnement du flippase et floppase mais il y a fonctionnement de la scramblase car elle dépend de Ca2+ donc la scramblase va crée la symétrie.

• Facteurs d'influence de la fluidité :

• L'insaturation des acides gras augmente la fluidité (membrane plasmique moins stable)
• Augmentation de la température augment la fluidité (membrane plasmique moins stable)
• La saturation des acides gras diminue la fluidité (membrane plasmique plus stable)
• Le cholestérol dans la membrane plasmique diminue la fluidité ( plus stable , rend la MP plus rigide )
• Diminution de la température diminue la fluidité ( membrane plasmique plus stable).

2- Cholestérol :

• Le cholestérol est une molécule amphiphile car le cholestérol a un groupement hydroxyle hydrophile ( aime l'eau) et un groupement hydrocarboné hydrophobe

Propriété des phospholipides	Colmatage des phospholipides voisins par interaction des noyaux stéroïdes avec les queues des phospholipides
Propriété des phospholipides	Fluidité le cholestérol peut faire la diffusion latéral et bascule

Fonction du cholestérol	Diminue la fluidité donc il augment la stabilité
	Augmente la stabilité mécanique
	Diminue la perméabilité aux petites molécules par le colmatage (rapprochement des phospholipides )

3 - Les Glycolipides :

• Glycolipide = Phospholipide + Glucide ( sucre )

• Les Glycolipides sont des molécules amphiphiles car ils ont :

- Tête hydrophile → un ose ou une chaîne d'ose ( ose = sucre )

- Queue hydrophobe → chaîne d'acide gras

Types des glycolipides
Sphingoglycolipides ++++ dans la cellule animal
Glycéroglycolipides ++++ dans la cellule végétale

Propriété des Glycolipides	• Fluidité : les glycolipides peuvent faire diffusion latéral, rotation, flexion
	• Asymétrie de répartition : les glycolipides sont présent exclusivement dans la couche externe
	• Charge négative de la surface membranaire : La présence d'acide sialique dans la chaîne osidique des glycolipides constitue une charge négative en surface
Fonction des Glycolipides	• Fonction structurale : les glycolipides participent à la formation du glycocalyx
Fonction des Glycolipides	• Fonction antigénique : Les glycolipides sont des déterminants antigéniques des groupes ABO

III/ Les Protéines :

• variété des protéine :

Holoprotéines sont des protéines pures

Hétéroprotéines sont les glycoprotéines = Protéine + Sucre

• Structure des protéine :

Structure des protéines	Hélice α	Un seul domaine
	Hélice α	Plusieurs domaines
	Feuillet β	En forme de tonneau

• Modes d'association des protéines à la bicouche :

Mode d'association des protéines à la bicouche lipidique	Les protéines intégrées = intrinséques	Protéines Totalement intégrées	Protéines transmembranaires	un seul passage
		Protéines Totalement intégrées	Protéines transmembranaires	Plusieurs passages
		Protéines Partiellement intégrés	Protéines ancrées (attachées)	Ancrée par acide gras au feuillet interne	Exemple : • Protéine kinase C • Protéine G trimérique
		Protéines Partiellement intégrés	Protéines ancrées (attachées)	Ancrée par GPI (glycosyl phosphatidyl inositol ) au feuillet externe	Exemple : • CD45 • NCAM 120
	Les protéines Périphérique = Extrinsèque	Côté extracellulaire (externes)	Exemple : • Fibronectine • Laminine
	Les protéines Périphérique = Extrinsèque	Côté hyaloplasmique (internes)	Exemple : • Spectrine • Bande 4 • Ankyrine

• Propriétés et fonctions des protéines :

Propriétés des Protéine	Fluidité: • les protéines peuvent faire la diffusion latérale
Propriétés des Protéine	Asymétrie biochimique : • les protéine présents sur les deux couches de la membrane plasmique sont différents
Fonctions des protéines	Fonction structurale : • Les protéines périphériques assurent l'ancrage à la MEC (matrice extra cellulaire ) et au cytosquelette .
	Adhésivité cellulaire : (un autre cours) • cellule-cellule , cellule-MEC
	Transport ( un autre cours )
	Récepteur de signaux (un autre cours)
	Fonction enzymatique : catalyse une réaction

III/ Les Glucides ( les sucres) :

• Les glucides sont des molécules hydrophiles ( aime l'eau, affinité pour l'eau)

Glycolipides (lipides + Glucides )	Glycocalyx = Revêtement fibreux
Glycoprotéines (protéine + Glucides )	Glycocalyx = Revêtement fibreux

• Le glycocalyx ( ou revêtement fibreux ) est constitué par des glycolipides et des glycoprotéines

• Propriétés et Fonctions des glucides :

Les Propriétés des glucides	Molécules hydrophiles
	Associés au feuillet dense externe
	Suivent la fluidité des molécules qui les portent
Les fonction des Glucides	1- Protection de la cellule
	2- Déterminants de la spécificité cellulaire ( HLA et ABO )
	Reconnaissance: entre cellules de même type pour organiser un tissu
	Adhésion: entre cellules voisines et entre cellules et matrice extracellulaire
	Inhibition de contact: les Glucides peuvent contrôlé la division cellulaire

1- Protection de la cellule : exemple → muqueuse gastrique

• Protection des cellules de la muqueuse gastrique contre le HCL du milieu grâce aux Glycocalyx porté par les cellules de l’épithélium gastrique .

2- Déterminants de la spécifié cellulaire :

• Système ABO : Les antigènes des groupes sanguins portés par la membrane érythrocytaire ( globule rouge ) sont déterminant dans la transfusions sanguines entre les indivudus, en détail dans la membrane plasmique des érythrocytaires ( globule rouge ) on a des protéines sur les protéines sont fixé des glucides selon le types des glucides on va défini le type de sang .

• Sytème HLA: sont des glycoprotéines , certaines protéines transmembranaires portées par les cellules du corps sont des déterminants antigéniques du soi ( comme une carte d'identité) qui permet à l'organisme de reconnaitre les cellules étrangers et les rejeter .

IV/ Les microdomaine membranaire :

• Les microdomaine membranaire sont les radeau lipidique = Raft : épaississement de la membrane plasmique

• les radeau lipidique ou raft sont certains régions de la membrane plasmique qui sont épaisse , donc sont des région flottante sur un gradient de densité .

• Propriétés des radeau lipidique (Raft):

Propriétés des radeau lipidique (raft)	Plus épaisses que le reste de la membrane
	Mesurent 70 à 350 nm de diamétre
	Représentent entre 10% et 30% de la surface membranaire
	Faible densité c'est pour ça qui sont flottantes
	Insolubilité

• Les composants moléculaires des radeau lipidique :

Composants moléculaires des radeau lipidique	Lipides saturés : sphingolipides
	Abondance du cholestérol (3 à 5 fois plus )
	Protéines à 1 domaine transmembranaire qui représente des récepteurs de signaux
	Protéines ancrées par GPI
	Protéine périphérique interne spécifique c'est la cavéoline
	Riche en phospholipides à chaîne d'acides gras longues et saturées (jusqu'à 24 carbons) à cause de ça les raft sont flottante

• Les Cavéoles :

- Le microscope électronique à transmission et à balayage montre que les radeau lipidiques peuvent faire des dépression en puits recouverts de cavéoline ce sont les cavéoles

cavéole → la dépression dans les radeau lipidique

cavéoline → c'est la protéine qui recouvre les cavéoles

- Par autre façon les cavéole sont des régions membranaire qui contienne dans sa face interne des protéines qui sont cavéoline .

- Les cavéoles s'isolent de la membrane plasmique et forment de vésicules recouvertes de cavéoline qui fusionnent avec les endosomes .

- Les région recouverte de cavéoline sont des région d'endocytose .

• Fonction des radeau lipidique ( Raft ) :

Fonction des radeau lipidique	Signalisation cellulaire
	Endocytose et Exocytose par des les cavéoles
	Infection par des virus