MEMBRANE PLASMIQUE I- STRUCTURE

1 1 Facult de M decine-D partement de M decine-Cours de Cytologie-Premi re ann e de m decine- Ann e Universitaire 2015/2016 - Responsable du module: Pr W. AYAD MEMBRANE PLASMIQUE I- STRUCTURE Observ e au microscope lectronique, apr s fixation et impr gnation par le t traoxyde d osmium, la MEMBRANE PLASMIQUE , de 75 d paisseur totale moyenne, appara t form e de trois feuillets qui diff rent par leur contraste aux lectrons.

2 Deux feuillets denses (osmiophiles) d environ 20 d paisseur chacun, encadrant un feuillet clair (osmiophobe) d une paisseur moyenne d environ 35 . Ces valeurs varient faiblement en fonction du type cellulaire et des techniques de pr paration. Le t traoxyde d osmium, opaque au rayonnement lectronique, se fixe sur les r gions polaires des mol cules lipidiques contenues dans les feuillets qui poss dent une affinit pour OSO4 (osmiophile). Le feuillet externe, en relation avec le milieu extracellulaire, est doubl par un feutrage fibrillaire glucidique: le cell coat dont l paisseur est variable d un type cellulaire un autre.

3 Le feuillet interne est en relation avec le milieu intracellulaire. Cette STRUCTURE en triple feuillet s observe galement au niveau des organites ; elle est d pourvue de cell coat. Cette similitude n est que morphologique, les cytomembranes diff rent par la nature des prot ines et des lipides et par leurs fonctions. II- COMPOSITION BIOCHIMIQUE La MEMBRANE PLASMIQUE est un assemblage de mol cules prot iques et de mol cules lipidiques organis es en un double feuillet de lipide. Des glucides membranaires qui constituent la fraction glycosyl e des glycoprot ines et des glycolipides membranaires forment le cell coat.

4 1- Les lipides membranaires Tous les lipides membranaires sont amphiphiles: ils poss dent une r gion polaire hydrophile (contenant des groupements carboxyles COOH ayant une forte affinit pour l eau) et une r gion hydrophobe apolaire qui n tablit pas de relation avec l eau. Les mol cules lipidiques sont organis es en double couche continue d environ 5nm d paisseur. Il existe trois principaux types de lipides dans les membranes cellulaires: les phospholipides (les plus abondants), le cholest rol et les glycolipides. Les phospholipides Les principaux phospholipides membranaires sont la phosphatidylcholine (PC), la phosphatidyl thanolamine (PE), le phosphatidylglyc rol (PG), le phosphatidylinositol (PI), la phosphatidyls rine (PS).

5 La r partition in gale de ces principaux phospholipides entre les deux couches lipidiques est responsable de l asym trie de la double couche lipidique. Le cholest rol Cette mol cule lipidique ne peut former de membranes elle seule. Le cholest rol poss de une fonction hydroxyle et un noyau t tracyclique ( 27 atomes de carbone). Il est amphiphile, tr s hydrophobe, l exception du groupement OH qui est hydrophile. Sa partie cyclique est rigide. Il s ins re dans la bicouche des phospholipides: la fonction hydroxyle est dispos e au voisinage des groupes polaires des phospholipides, elle s unit par liaison hydrog ne un atome d oxyg ne du carbonyle d une t te phospholipidique.

6 Le noyau t tracyclique s pare les cha nes aliphatiques du carbone 1 au carbone 10, et laisse libre la partie de la chaiine situ e apr s le carbone 10. Les glycolipides Les glycolipides sont pourvus d un r sidu de sucre ou d un oligosaccharide attach sur le groupement polaire de t te. 2-Les prot ines membranaires Les prot ines membranaires englobent la totalit des prot ines qui entrent dans la constitution de la MEMBRANE PLASMIQUE , aussi bien les prot ines intramembranaires (intrins ques ou int grales) que les prot ines p riph riques (extrins ques externes ou internes).

7 Elles assurent la plupart des fonctions de la MEMBRANE PLASMIQUE . Les prot ines intramembranaires 2 Sont des prot ines solidement maintenues dans la MEMBRANE PLASMIQUE . Elles sont amphipathiques, poss dant des r gions hydrophobes et des r gions hydrophiles. Les r gions hydrophobes sont intramembranaires. Le segment transmembranaire est compos d acides amines non polaires. Les interactions de ce segment transmembranaire sont ioniques avec les t tes polaires des lipides et hydrophobes avec les cha ne aliphatiques hydrophobes des mol cules lipidiques.

8 Les r gions hydrophiles sont expos es l eau sur les versants cytosolique et extracellulaire de la MEMBRANE PLASMIQUE . Les prot ines membranaires interviennent dans le passage des substances, la reconnaissance des cellules, l inhibition de contact, l adh sion des cellules. a-Prot ines travers e unique (single pass ou bitopique) La prot ine ne traverse la bicouche lipidique qu une seule fois. Elle poss de deux p les hydrophiles, en contact l un avec la phase aqueuse extracellulaire, l autre avec la phase aqueuse cytoplasmique et, une partie moyenne hydrophobe, plong e dans la couche lipidique.

9 Ces prot ines sont g n ralement des r cepteurs de la MEMBRANE PLASMIQUE ; elles s unissent un ligant (facteur de croissance, hormone ) situ sur la face extracellulaire: le segment transmembranaire transmet le message travers la MEMBRANE vers le cytoplasme. b-Prot ines travers es multiples (multipass ou polytopiques) Ces prot ines travers es multiples traversent plusieurs fois la double couche lipidique, en constituant chaque travers e une h lice r guli re constitu e d environ une trentaine d acides amin s. Les canaux ioniques et certains r cepteurs (r cepteur de la particule de reconnaissance du signal du RE.)

10 Appartiennent galement cette classe de prot ines. c- Prot ines monotopiques Ces prot ines ne traversent pas la MEMBRANE , une seule partie merge de la bicouche. Les prot ines p riph riques Les prot ines membranaires p riph riques sont hydrophiles et ne p n trent pas dans l int rieur hydrophobe de la bicouche lipidique. Elles sont reli es soit la face cytosolique, soit la face extracellulaire de la MEMBRANE par des interactions non covalentes (liaison lectrostatique faible), soit aux groupements hydrophiles de t tes des lipides, soit aux portions hydrophiles de prot ines intrins ques sortant de la bicouche.