La membrane cellulaire

Les membranes cellulaires sont les ensemble d’enveloppes lipidiques et protĂ©iques qui renferment le contenu des cellules. Ils sont essentiellement constituĂ©s de deux feuilles de lipides superposĂ©es, comme des sacs fermĂ©s ou des sacs. De cette manière, la cellule est sĂ©parĂ©e de l’environnement qui l’entoure et peut remplir ses fonctions de survie.

Les cellules procaryotes et eucaryotes possèdent membrane plasmatique qui enveloppe et concentre les composants de la cellule. De plus, les cellules eucaryotes ont des organites Ă  l’intĂ©rieur, qui sont des compartiments enveloppĂ©s dans une membrane, tels que les mitochondries, le noyau et les vacuoles.

Le modèle des membranes biologiques actuellement reconnu comme mosaïque fluide Il a été proposé par SJ Singer et GL Nicholson.

Caractéristiques des membranes cellulaires

Les membranes cellulaires ont les caractéristiques suivantes:

  • Dynamique: les composants de la membrane ne sont pas fixes et immobiles en position. Les phospholipides peuvent passer d’un cĂ´tĂ© de la membrane Ă  l’autre, et ils se dĂ©placent Ă©galement dans le mĂŞme plan.
  • Fluide: la fluiditĂ© de la membrane dĂ©pend de la composition et de la tempĂ©rature.
  • Semi-permĂ©able: la membrane cellulaire est permĂ©able Ă  certaines molĂ©cules, en fonction de son affinitĂ© pour les lipides. De petites molĂ©cules non polaires telles que l’oxygène O2 et le dioxyde de carbone CO2 se diffusent facilement Ă  travers la membrane. Les ions tels que le sodium Na +, l’hydrogène H + ou le calcium Ca2 + traversent la membrane Ă  travers des protĂ©ines.
  • SĂ©lectif: les protĂ©ines membranaires permettent le passage de certaines molĂ©cules. Par exemple, le transporteur de glucose ne laisse pas passer le galactose, qui est une molĂ©cule très similaire au glucose.
  • AsymĂ©trique: La monocouche externe extracellulaire de la bicouche lipidique est diffĂ©rente de la monocouche interne intracellulaire. Cette asymĂ©trie est particulièrement importante lors de la conversion de signaux extracellulaires dans la cellule.
  • La diversitĂ©: Les membranes plasmiques peuvent contenir 500 Ă  1000 types de lipides diffĂ©rents, et environ 30% des protĂ©ines des cellules eucaryotes se trouvent dans les membranes.
  • Potentiel Ă©lectrique: Comme les concentrations ioniques diffèrent d’un cĂ´tĂ© de la membrane Ă  l’autre, l’Ă©nergie potentielle est stockĂ©e sous forme de gradients Ă©lectrochimiques.

Fonctions de la membrane plasmique

La membrane plasmocytaire remplit diverses fonctions.

Barrière sélective

En raison de l’intĂ©rieur hydrophobe de la bicouche lipidique, le passage des molĂ©cules polaires Ă  travers la membrane est restreint. Cette fonction de barrière permet Ă  la cellule de maintenir certains composĂ©s dans le cytoplasme ou les organites.

Cependant, la cellule doit permettre l’entrĂ©e de molĂ©cules et d’ions solubles dans l’eau en tant que nutriments et la sortie des dĂ©chets. Pour cela, il existe des transporteurs et des canaux membranaires. Par exemple, la pompe sodium potassium est un transporteur qui absorbe deux ions potassium K + et extrait trois ions sodium Na + en utilisant l’Ă©nergie de l’ATP.

Communication intercellulaire

Dans les organismes supérieurs, les cellules ont la propriété de communiquer entre elles par le biais de récepteurs protéiques et de molécules de signalisation. Il existe quatre mécanismes connus de communication entre les cellules:

  • communication dĂ©pendante du contact: deux cellules Ă©tablissent un contact physique direct. Par exemple, les cellules du système immunitaire.
  • Communication paracrine: une cellule libère un composĂ© qui atteint une autre cellule très proche. Par exemple, le signal transmis d’une cellule nerveuse Ă  une cellule musculaire.
  • Communication endocrinienne: Dans ce cas, les cellules libèrent des molĂ©cules de signalisation ou des hormones Ă  travers la circulation sanguine pour agir sur les cellules sur une longue distance. Par exemple, les cellules bĂŞta du pancrĂ©as sĂ©crètent l’hormone insuline qui se propage dans le sang vers le reste du corps.
  • Communication synaptique: Lorsqu’un neurone est stimulĂ©, il envoie un signal Ă©lectrique Ă  travers l’axone et Ă  la fin de celui-ci, la libĂ©ration de neurotransmetteurs qui se lient aux rĂ©cepteurs du terminal postsynaptique d’un autre neurone se produit.

Motilité cellulaire

La locomotion de certaines cellules est fonction de la membrane plasmique, soit par des cils, des flagelles ou des mouvements amiboĂŻdes. Les mĂ©canismes d’endocytose et d’exocytose sont produits par le mouvement de parties de la membrane pour piĂ©ger ou libĂ©rer le matĂ©riau.

Forme de cellule

La variété des formes que présentent les cellules est cohérente avec leur fonction. La membrane cellulaire et le cytosquelette aident à maintenir la forme cellulaire.

La signalisation cellulaire

Dans la membrane plasmique, il y a des éléments qui permettent la retransmission de signaux extracellulaires dans la cellule. Par exemple, la phospholipase C est une enzyme membranaire qui agit sur le phosphate de phosphatidyl inositol 3. Cela produit de nouveaux éléments dans la chaîne de signalisation appelés «seconds messagers».

Structure de la membrane cellulaire

Les membranes biologiques sont constituĂ©es d’une double couche continue de lipides, le bicouche lipidique. Ces lipides sont des phospholipides, caractĂ©risĂ©s en ce qu’ils ont une extrĂ©mitĂ© hydrophile ou tĂŞte polaire et une autre extrĂ©mitĂ© hydrophobe. Cette structure a une largeur de 5 nm.

Alors que la bicouche lipidique fournit la structure de base de toutes les membranes cellulaires, ce sont les protéines qui remplissent les fonctions spécifiques telles que le transport et la reconnaissance. Les protéines peuvent traverser la membrane ou se déposer à la surface.

Radeaux lipidiques

Les radeaux lipidiques sont connus comme certaines rĂ©gions de la membrane plasmique qui se dĂ©placent Ă  travers elle comme s’il s’agissait de «radeaux dans la mer». Ces rĂ©gions sont connues pour ĂŞtre riches en sphingolipides et en cholestĂ©rol, et contiennent des protĂ©ines qui leur confèrent une stabilitĂ©.

Composition de la membrane plasmique

La membrane est constituée de lipides et de protéines aux fonctions spécifiques. Certains de ces lipides et protéines peuvent avoir des chaînes glucidiques attachées dans une moindre mesure.

Lipides de la membrane plasmique

Les lipides les plus abondants dans la membrane sont phospholipides. Ceux-ci ont une extrĂ©mitĂ© ou tĂŞte polaire, avec une affinitĂ© pour l’eau, et une extrĂ©mitĂ© apolaire, composĂ©e de deux queues d’acides gras hydrophobes. Parmi les principaux phospholipides, nous avons les phosphoglycĂ©rides (phosphatidylĂ©thanolamine, phosphatidylsĂ©rine et phosphatidylinositol) et la sphingomyĂ©line.

Outre les phospholipides, l’autre lipide des membranes est cholestĂ©rol, trouvĂ© principalement dans les cellules animales eucaryotes. Chez les plantes, il n’y a pas de cholestĂ©rol dans les membranes; au lieu de cela, il existe d’autres types de stĂ©rols, tels que le stigmastĂ©rol et le sitostĂ©rol. L’ergostĂ©rol se trouve dans la membrane plasmique des champignons.

Dans les cellules animales, glycolipides ils se trouvent dans la monocouche externe de la membrane. Ces glycolipides sont composés de lipides et de glucides et jouent un rôle important dans la reconnaissance cellulaire. Les gangliosides et les galactocérébrosides en sont des exemples.

Voir aussi Lipides.

Protéines membranaires plasmatiques

Les protĂ©ines membranaires peuvent ĂŞtre incorporĂ©es dans la bicouche lipidique de diffĂ©rentes manières. Les protĂ©ines transmembranaires se croisent d’un cĂ´tĂ© Ă  l’autre; ils sont aussi appelĂ©s protĂ©ines entières. Des exemples de protĂ©ines intĂ©grales sont les rĂ©cepteurs et les transporteurs.

D’autres protĂ©ines «reposent» sur la surface sans traverser la membrane; ces protĂ©ines sont appelĂ©es protĂ©ines pĂ©riphĂ©riques. Des exemples de protĂ©ines pĂ©riphĂ©riques sont le cytochrome c des mitochondries et la spectrine des Ă©rythrocytes.

Les canaux Ce sont des protĂ©ines membranaires intĂ©grales qui permettent aux molĂ©cules de passer d’un cĂ´tĂ© Ă  l’autre. Par exemple, les aquaporines sont des canaux d’eau.

Aussi trouvé dans la membrane enzymes, par exemple, la phospholipase C, importante dans la signalisation intracellulaire.

Les rĂ©cepteurs cellulaires Ce sont des protĂ©ines capables de lier des molĂ©cules ou des composĂ©s Ă  l’extĂ©rieur de la cellule et d’envoyer un signal Ă  l’intĂ©rieur. C’est comme une cloche qui, lorsqu’elle est touchĂ©e, annonce Ă  la cellule que quelque chose Ă  l’extĂ©rieur attend une rĂ©ponse. Par exemple, l’insuline, en se liant Ă  son rĂ©cepteur sur la membrane, active le mĂ©canisme cellulaire qui permet au glucose d’entrer dans la cellule.

 

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