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: