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La membrane plasmique
Chapitre III
Dr A. DEKAR / 2014 -2015
Plan INTRODUCTION
A/ ASPECT ULTRASTRUCTURAL
1- Techniques de mise en évidence
1-1. Coupes minces
1-2. Répliques
2- Composition chimique
2-1. Technique d’isolement
2-2. Analyse biochimique
2-2-1. les lipides / propriétés physico-
chimiques / fonctions
2-2-2. les protéines/ propriétés physico-
chimiques/ fonctions
2-2-3. les glucides/ fonctions
Limite structurale
Contrôle les interactions de la cellule avec son environnement
1. Aspect au microscope photonique
Structure de la membrane plasmique
Zone dense
MIC
MEC
Membrane plasmique
Cellules buccales au M.Ph.
Objectif 1:
Connaitre la structure fine de la membrane plasmique&
Identifier la technique de sa mise en évidence
Plan
A/ ASPECT ULTRASTRUCTURAL
1- Techniques de mise en évidence
1-1. Coupes minces
1-2. Répliques
2- Composition chimique
2-1. Technique d’isolement
2-2. Analyse biochimique
2-2-1. les lipides / propriétés physico-
chimiques
2-2-2. les protéines/ propriétés physico-
chimiques
2-2-3. les glucides
2. Aspect au microscope électronique à
transmission (MET)
Coupes minces + coloration positive
Au fort grossissement
Ultras-structure de la membrane plasmique
Membrane formée
de 3 feuillets /
couches / strates
Un feuillet externe: dense aux
électrons de 2 à 2,5 nm
d’épaisseur
Un feuillet interne: dense aux
électrons, 2 à 2,5 nm d’épaisseur
Un feuillet intermédiaire:
clair de 3,5 à 4 nm
d’épaisseur
1 m = 109 nm = 1010Å
Ultra-structure de la membrane plasmique au MET
Membrane
plasmique
- Structure tri-lamellaire, ou tri-stratifiée.
- Structure commune à toutes les membranes
biologiques.
Membrane unitaire.
Feuillet = lamelle, partie ou strate
- Feuillet dense externe souvent plus épais (> 2 nm).
- Présence du glycocalyx qui varie selon le type
cellulaire.
- Glycocalyx entraine une asymétrie de la membrane
plasmique.
Glycocalyx = revêtement fibreux ou Cell-coat
Micrographie de MET de la membrane plasmique
Asymétrie structurale
Objectif 2
Connaître la structure de la surface interne de la membrane &
la technique de sa mise en évidence
Plan
A/ ASPECT ULTRASTRUCTURAL
1- Techniques de mise en évidence
1-1. Coupes minces
1-2. Répliques
2- Composition chimique
2-1. Technique d’isolement
2-2. Analyse biochimique
2-2-1. les lipides / propriétés physico-
chimiques
2-2-2. les protéines/ propriétés physico-
chimiques
2-2-3. les glucides
Technique de cryodécapage
3. Aspect au microscope électronique à
balayage (MEB)
Réplique obtenue par la technique du cryodécapage
Membrane plasmique = 2 hémi-membranes
Hémi-membrane externe ou
exo-plasmique
Hémi-membrane interne ou
protoplasmique
Hémi-membrane = demi-membrane
Reliefs =excroissance
Dépressions= Creux
Représentation schématique des particules globulaires présentes sur les faces internes de la membrane plasmique
- Particules globulaires intra-membranaires
- Répartition et densité différentes entre les 2 hémi-
membranes ce qui entraine une asymétrie biochimique
membranaire.
Plan
A/ ASPECT ULTRASTRUCTURAL
1- Techniques de mise en évidence
1-1. Coupes minces
1-2. Répliques
2- Composition chimique
2-1. Technique d’isolement
2-2. Analyse biochimique
2-2-1. les lipides / propriétés physico-
chimiques
2-2-2. les protéines/ propriétés physico-
chimiques
2-2-3. les glucides
Objectif 3
Connaître les composants moléculaires de la membrane plasmique
&leurs propriétés physico-chimiques
Composition chimique
Réalisée sur des hématies(globules rouges ) cellules dépourvus des membranes internes
Nécessite d’abordl’isolement des
membranes Plasmiques
de ces cellules
1. Isolement Centrifugation
Isotonique Hypotonique Très
Hypotonique
Normal Gonflé Lysé Surnagent
Culot
Le culot renferme les fragments de
membranes = fantômes d’hématies
La membrane plasmique est constituée en
moyenne de:
• 40% de lipides
• 60% de protéines
• Très peu de glucides (5 à 10%) associées
aux lipides et aux protéines
2. Résultats de l’analyse biochimique
a- Les Lipides
• Phospholipides
• Cholestérol
• Glycolipides (lipides liés à des chaines glucidiques
formant le glycocalyx).
Variétés / nature
Le phospholipide est une molécule amphiphile/ bipolaire
Les phospholipides 55%
Symbole représentatif
Tête
Queue
Tête hydrophile
Deux groupes de phospholipides sont présents dans la membrane
Les phosphoglycérides
Majoritaires
La tête est basée sur un groupement glycérol
Les sphingomyélines
Concentrés dans les radeaux ( voir plus loin )
La tête est basée sur une Sphingosine
Les phospholipides
Sphingomyéline
Sphingosine
Phosphoglycerides
Deux groupes de phospholipides sont présents dans la membrane
Dans le groupe des phosphoglycérides les composants de la tête déterminent 4 variétés de phospholipidiques
Tête :glycerol + phosphate
+ inositol
Tête : glycerol + phosphate+
base aminé
PhosphatidylInositol
PhosphatidylCholine
PhosphatidylEthanolamine
PhosphatidylSérine
PHOSPHATIDYL INOSITOL
Phosphatidyl serine
Choline
Phosphatidyl choline
Sérine
Ethanolamine
Phosphatidyléthanolamine
Les chaines hydrocarbonées d’acides gras déterminent le degrés de stabilité du phospholipide
Phospholipide stable Phospholipide instable
Acide gras saturé:
* pas de doubles liaisons: Chaîne
hydrocarbonnée rectiligne (droite)
(ex: Acide Palmitique).
Acide gras insaturé:
avec doubles liaisons = Chaîne
hydrocarbonnée coudée ( en zig
zag)
(ex: Acide Arachidonique) .
Propriétés physico-chimiques
Autoassemblage&
autofermeture
Milieu aqueux sous champs magnétique (ondes radio)
RMN
Fluidité
12
autoassemblage &autofermeture
Phospholipide + eau
A la base de la réalisation de membranes artificielles
grâce au caractère amphiphile des phospholipides
pôle hydrophile aime l'eau
pôle hydrophobe n'aime pas l'eau
Phospholipide dans la bicouche lipidique membranaire
1
Mobilité / fluidité 2
Fréquents Très rapidesSpontanés
Rares Très lentsAvec ATP flippase
Mouvement des phospholipides dans la bicouche
Ces mouvements donnent une grande fluiditéà la bicouche lipidique
La différence de concentration des phospholipides dans les 2 monocouches détermine une asymétrie biochimique
Asymétrie de répartition 3
Molécule de cholestérol (25%)
Interactions cholestérol – phospholipides
Colmatage des phospholipides
Région Rigidifié
Propriété
Le % du cholestérol contrôle la fluidité de la membranePar colmatage des phospholipides
GLYCOLIPIDES 18%
Partie hydrophile Partie hydrophobe
Queue d’acides gras Un ose ou une chaîne d’oses
Variétés de glycolipides
Répartition des glycolipides dans la bicouche lipidique détermine une asymétrie biochimique
Exemples de glycolipides
Galactocerebroside Ganglioside
Propriétés des glycolipides
Fluidité
Par tous les mouvementsfréquents et rapides des phospholipides
(diffusion et rotation )
Pas de mouvement de bascule
Asymétrie de répartition
Présents exclusivement dansla monocouche externe
Objectif 4
Connaître la (les) fonction(s) des composants moléculaires membranaires
• déterminent la structure de base en bicouche lipidique
(commune à toutes les membranes biologiques).
• constituent une barrière imperméable aux molécules
hydrosolubles (voir perméabilité )
Fonctions des phospholipides
• sont à l’origine de la formation de membranes
biologiques artificielles = plate forme pour les études
moléculaires de la membrane plasmique
Fonction du cholestérol
Membrane stable Membrane fluide (instable)
- % élevé en cholestérol - % élevé en acides gras insaturés
- importance en acides gras saturés - peu de cholestérol et peu d’acides
gras saturés
• Stabilité mécanique de la membrane: augmente avec
l’importance du % en cholestérol et diminue avec celui des
acides gras insaturés.
Il faut savoir!
Fonction du cholestérol
Diminue la fluidité
Augmente la stabilité mécanique
Diminue la perméabilité aux petites molécules
Fonction des glycolipides
Participe àla formationdu glycocalyx
Déterminant antigénique
des groupes ABO
Structurale Antigénique
La disposition des oses dans la chaîne glucidique du glycolipide constitue le déterminant antigéniquedistinctif des groupes sanguins ABO:
