Membrane plasmique - Définition et Explications

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Introduction

La membrane plasmique d'une cellule eucaryote.

La membrane plasmique, ou plasmalemme, est la membrane qui délimite une cellule, elle sépare le cytoplasme du milieu extérieur. On distingue des sous-types de membranes, dont :

  • sarcolemme (membrane de la cellule musculaire)
  • névrilemme (membrane de la cellule nerveuse)

Description

Structure de la bicouche lipidique.

La membrane plasmique (La membrane plasmique, ou plasmalemme, est la membrane qui délimite une cellule, elle...) forme une pellicule continue de 5 à 10 nm d’épaisseur délimitant le cytoplasme (Le cytoplasme désigne le contenu d'une cellule vivante. Plus exactement, il s'agit de la...) du milieu extracellulaire. Ce micro-écotone est composée de phospholipides, de protéines (intracellulaires, extracellulaires ou insérées dans la double couche phospholipidique) et de molécules de cholestérol (Le cholestérol est un lipide de la famille des stérols qui joue un rôle central dans...).
Grâce à une perméabilité très sélective, elle joue (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les...) un double rôle de protection et de contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de...) des échanges entre les milieux intracellulaire et extracellulaire.
Elle est à distinguer des endomembranes qui délimitent les organites.

Les glucides

Les sucres fixés sont des polysaccharides ou des oligosaccharides.
Ils sont toujours liés soit à des protéines (avec lesquels ils forment des glycoprotéines), soit à des lipides en formant (Dans l'intonation, les changements de fréquence fondamentale sont perçus comme des variations de...) alors des glycolipides. Les sucres les plus abondants sont des glycolipides fixés aux sphingolipides (et donc insérés dans les radeaux lipidiques).
Ils sont tous localisés à la face extracellulaire de la membrane, alors qu'à l'intérieur de la cellule où ils sont synthétisés, quand ils sont fixés, ils le sont sur les parois internes des cavités endomembranaires (organites à membranes).

Composition

Deux feuillets sont accolés ;

  • l'hémimembrane E (« E » pour exoplasmique) ; C'est la couche externe (  Ne pas confondre couche de valence et valence) de la membrane.
    Ce feuillet est parfois lui-même recouvert d'une structure finement fibrillaire dite glycocalix ou cell-coat.
    Sur cette face on trouve aussi fréquemment des glucides ou dérivés de glucides (sous forme d'acide sialique (L'acide sialique (du grec σιαλοσ (sialos) 'salive') est un...) par exemple), dont toutes les fonctions ne sont pas encore comprises ;
  • l'hémi-membrane P, (« P » pour protoplasmique) côté interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la...), éventuellement plus ou moins liée à d'autres membranes intra-cellulaires.

Ces feuillets sont formés de phospholipides et de glycolipides (uniquement du côté extracellulaire) qui se font face par leur pôle hydrophobe (Un composé est dit hydrophobe (du grec υδρο, hydro = eau, et...).
Entre les molécules phospholipides se trouvent des molécules dites intrinsèques et du cholestérol (uniquement chez les eucaryotes et dans le monde (Le mot monde peut désigner :) animal (Un animal (du latin animus, esprit, ou principe vital) est, selon la classification classique, un...), des phytostérols jouant un peu le même rôle chez les végétaux).
Sur les faces externe et interne, constituées par les pôles hydrophiles des phospholipides membranaires, se fixent des protéines extrinsèques sur lesquelles s’accroche le cytosquelette ou les molécules de la substance (matrice) extracellulaire.

  • Cet assemblage non-covalent de lipides et de protéines, forme une structure souple permettant à presque tous ses éléments - dans une certaine mesure - de se déplacer latéralement. Cette « fluidité membranaire » sera d'autant plus importante que les acides gras constituant les lipides membranaires sont courts et insaturés.
  • Des protéines spéciales assurent la perméabilité sélective de la membrane (pores), la reconnaissance de signaux chimiques ou portent des marqueurs (antigènes du CMH…).


Les pores sont les portes de la membranes. Ce sont des édifices macromoléculaires de nature protéique ou glycoprotéique, parfois très complexe. Ils sont insérés dans la bicouche et contrôlent les échanges entre milieu intra et extra cellulaire (avec des récepteurs, transporteurs).

La membrane est asymétrique et parfois irrégulière, en raison de

  • différences de présence de lipides entre ses deux feuillets,
  • différence de nature et composition en sucres,
  • différence dans le mode d’insertion des protéines,
  • différence de composition biochimique (d'un type cellulaire à l’autre, d'un endroit de la membrane à un autre ; aux niveaux apical ou basal par exemple). Ces différences évoluent parfois rapidement dans le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...).

Les lipides

Ce sont des constituants essentiels du « bi-couches » membranaire (environ 50 % du poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la...) sec de la membrane) dont la cohérence est assurée par les oppositions de pôle hydrophile et hydrophobe (les lipides sont amphipatiques).

Deux types lipidiques sont plus abondants :

  • le cholestérol ; bien que presque absent des membranes des compartiments intracellulaires, il est essentiel dans la membrane plasmique ; Avec 15 à 20 % du poids sec de la membrane (et jusqu'à 30 % dans la membrane des érythrocytes), il y est en moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de...) numériquement autant présent que les lipides (en nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) de molécules) ; Ce cholestérol forme un film étanche supplémentaire disposé entre les lipides membranaires, qu'il consolide sans la rigidifier. Il bloque toutes les molécules hydrophiles qui pourraient accidentellement s'insinuer dans le film lipidique moins cohérent ;
  • les phospholipides, répartis en deux familles :
phosphoglycérides. Au nombre de trois (chez les mammifères), ces dérivés du glycérol (Le glycérol ou la glycérine (C3H8O3) est un polyol. Son nom officiel est le...) sont
- Phospatidyléthanolamine,
- P.choline
- P.sérine (La Serine est une rivière du canton de Vaud en Suisse.) (P.sérine = P. lipide (Les lipides constituent la matière grasse des êtres vivants. Ce sont des molécules...) chargé négativement)
la sphingomyéline (2;l*m0%), molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui...) polaire, dérivée (La dérivée d'une fonction est le moyen de déterminer combien cette fonction varie quand la...) de la sphingosine, avec une chaîne (Le mot chaîne peut avoir plusieurs significations :) d'acides gras liée par un phosphate (Un phosphate, en chimie inorganique, est un sel d'acide phosphorique résultant de l'attaque...). Cette molécule contient de la choline, isolant (Un isolant est un matériau qui permet d'empêcher les échanges d'énergie entre deux systèmes....) électrique, composant principal de la gaine de myéline (La myéline est une substance constituée principalement de lipides (sphingomyéline) dont les...) des axones.
  • d’autres phospholipides, moins abondants, mais essentiels pour les transmission de signaux, dont
- des dérivés de l'inositol, qui sont :
- des Glycosyl-Phosphatidyl-Inositol (GPI ou glycosil phosphatidyle inositol), qu'on ne trouve que dans le feuillet externe. Ce GPI permet l' ancrage de certaines glycoprotéines au feuillet externe de la membrane plasmique ;
- divers autres dérivés présents sur le feuillet interne de la membrane (rôle majeur dans la transmission du signal)

La partie polaire : Elle forme un film souple composée d'un plan de phosphate estérifié par une molécule polaire (éthanolamine, choline, sérine) et relié à une molécule hydrophobe (sphingosine : alcool aminé) ou à un phosphoglycéride (en l'occurrence du glycérol, qui est également une molécule polaire).

La partie hydrophobe : C'est un film d'acides gras (AG), disposés de telle sorte qu'ils ne forment pas de motif de type cristallin, ce qui garantit à la membrane un bon compromis entre cohérence, résistance (forces de Van der Waals) et souplesse, avec des propriétés électriques intéressantes, la membrane isolant en quelque sorte la cellule et ses organites.

Les protéines

  • Elles représentent l'autre moitié du poids sec de la membrane, mais occupent un volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension...) plus important que les lipides qui sont sont plus petits que les protéines (50 molécules de lipides = 1 molécule de protéine (Une protéine est une macromolécule biologique composée par une ou plusieurs...) en masse).
  • Le type de protéine varie selon le type de cellule et ses fonctions. De même pour leur quantité : très abondantes dans la membrane interne de la mitochondrie (Une mitochondrie (du grec mitos, fil et chondros, grain) est un organite à l'intérieur...) ou dans la membrane du réticulum endoplasmique (70 % de la masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) membranaire), abondante dans la membrane des hématies, hépatocytes ou des érythrocytes (50 % de la masse membranaire), elles sont plus éparses dans la membrane des cellules nerveuses (qui doivent être électriquement isolées, d'où l'abondance (20 % du poids sec de la membrane) de myéline).
  • Elles sont divisées en deux classes :
- protéines dites « extrinsèques » (ou périphériques) ; Elles sont insérées dans la bicouche lipidique, mais par des liaisons de faible énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) (Force de van der Waals) ; une simple variation de pH ou des conditions ioniques suffit à les en détacher ;
- protéines dites « intrinsèques » ; transmembranaires ou solidement greffées par une liaison covalente à l'un ou l'autre des feuillets de la bicouche (à l’aide d’un acide gras (En chimie, un acide gras est un acide carboxylique à chaîne aliphatique. Il est...) ou par un GPI) ; Elles ne se détachent pas de la membrane ; le seul moyen de les extraire est de détruire la bicouche lipidique membranaire en utilisant un détergent (Un détergent (ou agent de surface, détersif, surfactant) est un composé chimique,...) puissant.
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