Membrane Plasmatique Caractéristiques, Fonctions et Structure

Le membrane plasmatique,Le mebrana cellulaire, plasmalemme ou membrane cytoplasmique, est une structure de nature lipidique qui entoure et délimite les cellules, constituant un élément indispensable de son architecture. Les biomembranes ont la propriété de renfermer une certaine structure avec leur extérieur. Sa fonction principale est de servir de barrière.

De plus, il contrôle le transit des particules pouvant entrer et sortir. Les protéines membranaires agissent comme des "portes moléculaires" avec des portiers assez exigeants. La composition de la membrane joue également un rôle dans la reconnaissance cellulaire.

Structurellement, ce sont des bicouches constituées de phospholipides, de protéines et de glucides naturels. De manière analogue, un phospholipide représente un phosphore avec une tête et une queue. La queue est constituée de chaînes carbonatées insolubles dans l'eau, celles-ci sont groupées vers l'intérieur.

En revanche, les têtes sont polaires et donnent l’environnement des cellules aqueuses. Les membranes sont des structures extrêmement stables. Les forces qui les maintiennent sont celles de van der Waals, parmi les phospholipides qui les composent; cela leur permet de bien entourer le bord des cellules.

Cependant, ils sont également très dynamiques et fluides. Les propriétés des membranes varient en fonction du type de cellule analysé. Par exemple, les globules rouges doivent être élastiques pour se déplacer dans les vaisseaux sanguins.

En revanche, dans les neurones, la membrane (gaine de myéline) a la structure nécessaire pour permettre efficacement la conduction de l'influx nerveux.

Index

• 1 Caractéristiques générales
  • 1.1 Fluidité de la membrane
  • 1.2 Courbure
  • 1.3 Distribution des lipides
• 2 fonctions
• 3 Structure et composition
  • 3.1 Modèle en mosaïque fluide
  • 3.2 Types de lipides
  • 3.3 radeaux lipidiques
  • 3.4 Protéines membranaires
• 4 références

Caractéristiques générales

Les membranes sont des structures assez dynamiques qui varient largement en fonction du type de cellule et de la composition de leurs lipides. Les membranes sont modifiées selon ces caractéristiques de la manière suivante:

Fluidité de la membrane

La membrane n'est pas une entité statique, elle se comporte comme un fluide. Le degré de fluidité de la structure dépend de plusieurs facteurs, dont la composition lipidique et la température à laquelle les membranes sont exposées.

Lorsque toutes les liaisons qui existent dans les chaînes carbonées sont saturées, la membrane a tendance à se comporter comme un gel et les interactions de van der Waals sont stables. Inversement, lorsqu'il y a des doubles liaisons, les interactions sont plus petites et la fluidité augmente

De plus, la longueur de la chaîne carbonée a un effet. Plus cela dure longtemps, plus il y a d'interactions avec ses voisins, ce qui augmente la fluidité. Lorsque la température augmente, la fluidité de la membrane augmente également.

Le cholestérol joue un rôle indispensable dans la régulation de la fluidité et dépend des concentrations de cholestérol. Lorsque les queues sont longues, le cholestérol agit comme un antidémarrage, diminuant la fluidité. Ce phénomène se produit à des taux de cholestérol normaux.

L'effet change lorsque les concentrations de cholestérol sont plus faibles. En interagissant avec les queues des lipides, l'effet qui en résulte est la séparation de celles-ci, réduisant la fluidité.

Courbure

Comme la fluidité, la courbure de la membrane est déterminée par les lipides qui composent chaque membrane en particulier.

La courbure dépend de la taille de la tête du lipide et de la queue. Ceux avec de longues queues et de grandes têtes sont plats; ceux dont la tête est relativement petite ont tendance à se courber beaucoup plus que le groupe précédent.

Cette propriété est importante dans les phénomènes d’évagination des membranes, de formation de vésicules, de microvillosiose, entre autres.

Distribution des lipides

Les deux "feuilles" qui composent chaque membrane - on se souvient que c'est une bicouche - n'ont pas la même composition de lipides à l'intérieur; on dit donc que la distribution est asymétrique. Ce fait a des conséquences fonctionnelles importantes.

Un exemple spécifique est la composition de la membrane plasmique des érythrocytes. Dans ces cellules sanguines, la sphingomyéline et la phosphatidylcholine (qui forment des membranes avec une plus grande fluidité relative) se trouvent en face de l'extérieur de la cellule.

Les lipides qui ont tendance à former des structures plus fluides font face au cytosol. Ce schéma n'est pas suivi par le cholestérol, qui est distribué de manière plus ou moins homogène dans les deux couches.

Fonctions

La fonction de la membrane de chaque type de cellule est étroitement liée à sa structure. Cependant, ils remplissent des fonctions de base.

Les biomembranes sont responsables de la délimitation de l'environnement cellulaire. De même, il existe des compartiments membraneux dans la cellule.

Par exemple, les mitochondries et les chloroplastes sont entourés de membranes et ces structures sont impliquées dans les réactions biochimiques qui se produisent dans ces organites.

Les membranes régulent le passage des matériaux à la cellule.Grâce à cette barrière, les matériaux nécessaires peuvent entrer, de manière passive ou active (avec le besoin d'ATP). En outre, les matières indésirables ou toxiques ne pénètrent pas.

Les membranes maintiennent la composition ionique de la cellule à des niveaux appropriés, à travers les processus d'osmose et de diffusion. L'eau peut circuler librement en fonction de son gradient de concentration. Les sels et les métabolites ont des transporteurs spécifiques et régulent également le pH cellulaire.

Grâce à la présence de protéines et de canaux à la surface de la membrane, les cellules voisines peuvent interagir et échanger des matériaux. De cette manière, les cellules se rejoignent et les tissus se forment.

Enfin, les membranes contiennent un nombre important de protéines de signalisation et permettent une interaction avec les hormones, les neurotransmetteurs, entre autres.

Structure et composition

Les composants de base des membranes sont les phospholipides. Ces molécules sont amphipathiques, elles ont une zone polaire et une zone apolaire. La polaire leur permet d'interagir avec l'eau, tandis que la queue est une chaîne carbonée hydrophobe.

L'association de ces molécules se produit spontanément dans la bicouche, les queues hydrophobes interagissant les unes avec les autres et les têtes dirigées vers l'extérieur.

Dans une petite cellule animale, on trouve un nombre incroyablement élevé de lipides, de l'ordre de 10⁹ des molécules Les membranes ont une épaisseur d'environ 7 nm. Le noyau interne hydrophobe, dans presque toutes les membranes, occupe une épaisseur de 3 à 4 nm.

Modèle en mosaïque fluide

Le modèle actuellement géré par les biomembranes est connu sous le nom de "mosaïque fluide", formulé dans les années 70 par les chercheurs Singer et Nicolson. Le modèle propose que les membranes soient constituées non seulement de lipides, mais aussi de glucides et de protéines. Le terme mosaïque désigne ledit mélange.

La face de la membrane qui fait face à l'extérieur de la cellule est appelée la face exoplasmique. En revanche, la face interne est cytosolique.

Cette même nomenclature est appliquée aux biomembranes qui constituent les organites, à l'exception du fait que la face exoplasmique dans ce cas pointe vers l'intérieur de la cellule et non vers l'extérieur.

Les lipides qui composent les membranes ne sont pas statiques. Celles-ci ont la capacité de se déplacer, avec un certain degré de liberté dans des régions spécifiques, à travers la structure.

Les membranes sont composées de trois types fondamentaux de lipides: les phosphoglycérides, les sphingolipides et les stéroïdes; ce sont toutes des molécules amphipathiques. Ensuite, nous décrirons en détail chaque groupe:

Types de lipides

Le premier groupe, composé de phosphoglycérides, provient du glycérol-3-phosphate. La queue, à caractère hydrophobe, est composée de deux chaînes d'acides gras. La longueur des chaînes est variable: elles peuvent avoir 16 à 18 carbones. Ils peuvent avoir des liaisons simples ou doubles entre les carbones.

La sous-classification de ce groupe est donnée par le type de tête qu'ils présentent. Les phosphatidylcholines sont les plus abondantes et la tête contient de la choline. Dans d'autres types, différentes molécules telles que l'éthanolamine ou la sérine interagissent avec le groupe phosphate.

Un autre groupe de phosphoglycérides sont les plasmalogènes. La chaîne lipidique est liée au glycérol par une liaison ester; À son tour, il existe une chaîne carbonée liée au glycérol au moyen d'un lien éther. Ils sont assez abondants dans le cœur et dans le cerveau.

Les sphingolipides proviennent de la sphingosine. La sphingomyéline est un sphingolipide abondant. Les glycolipides sont constitués par des têtes formées de sucres.

La troisième et dernière classe de lipides composant les membranes sont les stéroïdes. Ce sont des anneaux formés de carbones, réunis en groupes de quatre. Le cholestérol est un stéroïde présent dans les membranes et particulièrement abondant chez les mammifères et les bactéries.

Radeaux lipidiques

Il existe des zones spécifiques des membranes des organismes eucaryotes où le cholestérol et les sphingolipides sont concentrés. Ces domaines sont également connus sous le nom de radeaux Lipide

Dans ces régions, ils hébergent également des protéines différentes, dont les fonctions sont la signalisation cellulaire. On pense que les composants lipidiques modulent les composants protéiques dans les radeaux.

Protéines membranaires

Dans la membrane plasmique sont ancrées une série de protéines. Celles-ci peuvent être intégrales, ancrées aux lipides ou situées en périphérie.

Les intégrales traversent la membrane. Par conséquent, ils doivent posséder des domaines protéiques hydrophiles et hydrophobes pour pouvoir interagir avec tous les composants.

Dans les protéines ancrées aux lipides, la chaîne carbonée est ancrée dans l'une des couches de la membrane. La protéine n'entre pas vraiment dans la membrane.

Enfin, les périphériques n'interagissent pas directement avec la zone hydrophobe de la membrane. Au contraire, ils peuvent être joints au moyen d'une protéine intégrale ou par les têtes polaires. Ils peuvent être situés des deux côtés de la membrane.

Le pourcentage de protéines dans chaque membrane varie considérablement: de 20% dans les neurones à 70% dans la membrane mitochondriale, car il nécessite une grande quantité d'éléments protéiques pour mener à bien les réactions métaboliques qui s'y produisent.

Références

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