Quelle est la définition de la membrane plasmique ?
La membrane plasmique - égalementappelée membrane cellulaire - est une membrane sélectivement perméable qui sépare le contenu interne de la cellule de son environnement extérieur. Les cellules des plantes, des procaryotes et de certaines bactéries et champignons ont une paroi cellulaire liée à la membrane plasmique à l'extérieur de la cellule.
Les cellules procaryotes et eucaryotes possèdent toutes deux une membrane plasmique. La structure et les composants de la membrane cellulaire sont présentés dans la figure 1.
Fig. 1. Structure de base de la membrane cellulaire. Le cœur de la membrane est composé d'une bicouche de phospholipides, qui sont les boules rouges avec les deux queues jaunes.
Une membrane plasmique est une membrane sélectivement perméable qui sépare le contenu interne de la cellule de son environnement extérieur.
Perméabilité sélective: permet à certaines substances de passer tout en bloquant d'autres substances.
Quelle est la structure de la membrane plasmique ?
La membrane plasmique est organisée en un modèle de mosaïque fluide composé de deux couches de phospholipides dans lesquelles s'insèrent des protéines et des glucides.
Diagramme de la membrane plasmique : Modèle de la mosaïque fluide
Le modèle de la mosaïque fluide est le modèle le plus largement accepté pour décrire la structure et le comportement de la membrane cellulaire. Selon le modèle de la mosaïque fluide, la membrane cellulaire ressemble à une mosaïque : elle comporte de nombreux composants, notamment des lipides, des protéines et des glucides qui constituent le plan de la membrane. Ces composants sont fluides, ce qui signifie qu'ils se déplacent librement et glissent constamment les uns sur les autres. La figure 2 est un schéma simple illustrant le modèle de la mosaïque fluide.
Fig. 2. Le modèle de la mosaïque fluide illustre la membrane cellulaire comme une mosaïque de molécules de protéines intégrées et se déplaçant librement dans une bicouche fluide de phospholipides.
Quels sont les composants de la membrane plasmique ?
La membrane plasmique est principalement composée de lipides (phospholipides et cholestérol), de protéines et de glucides. Dans cette section, nous allons discuter de chacun de ces composants.
Les lipides (phospholipides et cholestérol)
Les phospholipides sont les lipides les plus abondants dans la membrane plasmique. Un phospholipide est une molécule lipidique composée de glycérol, de deux chaînes d'acides gras et d'un groupe contenant du phosphate.
Les phospholipides sont des molécules amphipathiques. Les molécules amphipathiques possèdent à la fois des régions hydrophiles ("qui aiment l'eau") et hydrophobes ("qui craignent l'eau").
- Le groupe phosphate constitue la tête hydrophile.
- Les chaînes d'acides gras constituent les queues hydrophobes.
La membrane cellulaire comporte généralement deux couches de phospholipides, les queues hydrophobes étant tournées vers l'intérieur et les têtes hydrophiles vers l'extérieur. Cette disposition est appelée bicouche phospholipidique. Cette disposition est illustrée dans la figure 3.
La bicouche phospholipidique agit comme une frontière stable entre deux compartiments à base d'eau. Les queues hydrophobes s'attachent l'une à l'autre ; elles forment l'intérieur de la membrane. À l'autre extrémité, les têtes hydrophiles sont exposées aux fluides aqueux à l'intérieur et à l'extérieur de la cellule.
Fig. 3. Ce schéma illustre la bicouche phospholipidique.
Le cholestérol est un autre lipide que l'on trouve dans la membrane. Il est composé d'une queue d'hydrocarbure, de quatre anneaux d'hydrocarbure et d'un groupe hydroxyle. Le cholestérol est intégré parmi les phospholipides de la membrane. Il contribue à maintenir la fluidité de la membrane lors des changements de température.
Les phospholipides sont le principal composant de la membrane plasmique, mais les protéines déterminent la plupart des fonctions de la membrane. Les protéines ne sont pas réparties au hasard dans la membrane ; au contraire, elles sont souvent regroupées en parcelles qui remplissent des fonctions similaires.
Deux principaux types de protéines sont intégrés à la membrane cellulaire :
Lesprotéines intégrales sont intégrées à l'intérieur hydrophobe de la bicouche phospholipidique. Elles peuvent soit 1) ne pénétrer que partiellement dans l'intérieur hydrophobe, soit 2) traverser toute la membrane, ce que l'on appelle les protéines transmembranaires. Les protéines transmembranaires sont les protéines les plus abondantes de la membrane plasmique.
Lesprotéines membranaires périphériques sont généralement attachées à des protéines intégrales ou à des phospholipides. Elles se trouvent sur des surfaces à l'intérieur et à l'extérieur de la membrane. Elles ne s'étendent pas dans l'intérieur hydrophobe de la membrane ; au lieu de cela, elles sont généralement attachées de façon lâche à la surface de la membrane.
Les protéines membranaires remplissent différentes fonctions. Il existe des protéines appelées protéines de canal qui créent un canal hydrophile pour le passage des ions ou d'autres petites molécules. Certaines membranes périphériques jouent un rôle dans le transport intermembranaire et la communication cellulaire. D'autres protéines sont responsables de fonctions multiples, notamment de l'activité enzymatique et de la transduction des signaux. Les récepteurs de neurotransmetteurs sont un exemple de protéines impliquées dans la transduction des signaux. Ces récepteurs sont intégrés à la membrane plasmique, et une fois qu'un neurotransmetteur, comme le glutamate, se lie à un récepteur, une cascade d'événements intracellulaires conduit à l'excitation neuronale
Les hydrates de carbone
Lesglucides (sucres et chaînes de sucres) sont attachés aux protéines ou aux lipides pour aider les cellules à se reconnaître entre elles.
Lorsque des groupes d'hydrates de carbone sont attachés à des protéines, les molécules sont appelées glycoprotéines.
Lorsque des groupes d'hydrates de carbone sont attachés à des lipides, les molécules sont appelées glycolipides.
Lesglycoprotéines et les glycolipides se trouvent généralement sur la partie extracellulaire de la membrane cellulaire. Celles-ci sont différentes pour chaque espèce, entre les individus d'une même espèce, et même entre les différentes cellules d'un individu. Le caractère unique des glycoprotéines et des glycolipides et leur position à la surface de la membrane plasmique leur permettent de fonctionner comme des marqueurs cellulaires qui permettent aux cellules de se reconnaître entre elles.
Par exemple, les quatre groupes sanguins humains - A, B, AB et O - sont désignés en fonction de la partie glucidique des glycoprotéines présentes à la surface des globules rouges.
La reconnaissance intercellulaire est la capacité de la cellule à distinguer une cellule voisine d'une autre. Elle est cruciale pour la survie de l'organisme. Par exemple, la reconnaissance cellule à cellule est à l'œuvre lorsque le système immunitaire rejette les cellules étrangères. Elle est également à l'œuvre lorsque les cellules sont triées dans les différents tissus et organes au cours du développement d'un embryon.
Quelle est la fonction de la membrane plasmique ?
La membrane plasmique remplit différentes fonctions selon le type de cellule. Ces fonctions comprennent le soutien structurel, la protection, la régulation du mouvement des substances à l'intérieur et à l'extérieur de la cellule, ainsi que la communication et la signalisation cellulaire.
Soutien structurel et protection
La membrane cellulaire est une barrière physique qui sépare le cytoplasme du liquide extracellulaire. Elle permet aux activités (telles que la transcription et la traduction des gènes ou la production d'ATP) de se dérouler à l'intérieur de la cellule tout en minimisant l'impact de l'environnement extérieur. Il fournit également un soutien structurel en se liant au cytosquelette.
Le cytosquelette est un ensemble de filaments protéiques qui organisent le contenu de la cellule et lui donnent sa forme générale.
Régulation des substances qui entrent et sortent de la cellule
La membrane cellulaire contrôle le mouvement des molécules qui entrent et sortent du cytoplasme. La semi-perméabilité de la membrane cellulaire permet aux cellules de bloquer, d'autoriser et d'expulser différentes substances en quantités spécifiques : les nutriments, les molécules organiques, les ions, l'eau et l'oxygène sont autorisés à entrer dans la cellule, tandis que les déchets et les toxines sont bloqués ou expulsés hors de la cellule.
Communication et signalisation cellulaire
La membrane plasmique facilite également la communication entre les cellules. Les protéines et les glucides de la membrane créent un marqueur cellulaire unique qui permet aux autres cellules de le reconnaître. La membrane plasmique comporte également des récepteurs auxquels les molécules se lient pour effectuer des tâches spécifiques.
Membrane plasmique - Principaux enseignements
- La membrane plasmique est une membrane semi-perméable qui sépare le contenu interne de la cellule de son environnement extérieur. Les cellules procaryotes et eucaryotes possèdent toutes deux une membrane plasmique.
- Le modèle de la mosaïque fluide est le modèle le plus largement accepté pour décrire la structure et le comportement de la membrane plasmique, décrivant la membrane plasmique comme une mosaïque de molécules de protéines intégrées et se déplaçant librement dans une bicouche fluide de phospholipides.
- La membrane plasmique est composée principalement de lipides (phospholipides et cholestérol), de protéines et d'hydrates de carbone.
- Lamembrane plasmique remplit diverses fonctions selon le type de cellule. Ces fonctions comprennent le soutien structurel, la protection, la régulation des substances qui entrent et sortent de la cellule, ainsi que la communication et la signalisation cellulaire.
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