lipides membranaires
la membrane cellulaire est une structure dynamique composée de lipides, de protéines et de glucides. Il protège la cellule en empêchant les matériaux de fuir, contrôle ce qui peut entrer ou sortir à travers la membrane, fournit un site de liaison pour les hormones et autres produits chimiques, et sert de carte d’identité pour que le système immunitaire distingue les cellules « auto” et « non-auto”., Nous allons d’abord étudier l’anatomie de la membrane cellulaire, puis continuer à étudier la physiologie du transport membranaire.
la bicouche phospholipidique est le tissu principal de la membrane. La structure de la bicouche rend la membrane semi-perméable. Rappelez-vous que les molécules de phospholipides sont amphiphiles, ce qui signifie qu’elles contiennent à la fois une région non polaire et polaire. Les phospholipides ont une tête polaire (il contient un groupe phosphate chargé) avec deux queues d’acides gras hydrophobes non polaires., Les queues des phospholipides se font face au cœur de la membrane tandis que chaque tête polaire se trouve à l’extérieur et à l’intérieur de la cellule. Avoir les têtes polaires orientées vers les côtés externe et interne de la membrane attire d’autres molécules polaires vers la membrane cellulaire. Le noyau hydrophobe bloque la diffusion des ions hydrophiles et des molécules polaires. De petites molécules et gaz hydrophobes, qui peuvent se dissoudre dans le noyau de la membrane, la traversent facilement.
D’autres molécules ont besoin de protéines pour les transporter à travers la membrane., Les protéines déterminent la plupart des fonctions spécifiques de la membrane. La membrane plasmique et les membranes des différents organites ont chacune des collections uniques de protéines. Par exemple, à ce jour, plus de 50 types de protéines ont été trouvés dans la membrane plasmique des globules rouges.
Importance de la structure de la Membrane phospholipidique
Qu’est-ce qui est important au sujet de la structure d’une membrane phospholipidique? Tout d’abord, il est fluide. Cela permet aux cellules de changer de forme, permettant la croissance et le mouvement., La fluidité de la membrane est régulée par les types de phospholipides et la présence de cholestérol. Deuxièmement, la membrane phospholipidique est perméable sélectivement.
la capacité d’une molécule à traverser la membrane dépend de sa polarité et, dans une certaine mesure, de sa taille. De nombreuses molécules non polaires telles que l’oxygène, le dioxyde de carbone et les petits hydrocarbures peuvent circuler facilement à travers les membranes cellulaires. Cette caractéristique des membranes est très importante car l’hémoglobine, la protéine qui transporte l’oxygène dans notre sang, est contenue dans les globules rouges., L’oxygène doit pouvoir traverser librement la membrane afin que l’hémoglobine puisse se charger complètement d’oxygène dans nos poumons et le livrer efficacement à nos tissus. La plupart des substances polaires sont arrêtées par une membrane cellulaire, sauf peut-être pour les petits composés polaires comme l’alcool de carbone, le méthanol. Le Glucose est trop gros pour passer à travers la membrane sans assistance et une protéine de transport spéciale le traverse. Un type de diabète est causé par une mauvaise régulation du transporteur de glucose. Cela diminue la capacité du glucose à pénétrer dans la cellule et entraîne une glycémie élevée., Les ions chargés, tels que les ions sodium (Na+) ou potassium (K+) traversent rarement une membrane, par conséquent, ils ont également besoin de molécules de transport spéciales pour traverser la membrane. L’incapacité de Na + et K + à traverser la membrane permet à la cellule de réguler les concentrations de ces ions à l’intérieur ou à l’extérieur de la cellule. La conduction des signaux électriques dans vos neurones est basée sur la capacité des cellules à contrôler les niveaux Na+ et K+.
Les membranes sélectivement perméables permettent aux cellules de garder la chimie du cytoplasme différente de celle de l’environnement externe., Cela leur permet également de maintenir des conditions chimiquement uniques à l’intérieur de leurs organites.
fluidité des Membranes cellulaires
la membrane cellulaire n’est pas une structure statique. C’est une structure dynamique qui permet le mouvement des phospholipides et des protéines. La fluidité est un terme utilisé pour décrire la facilité de mouvement des molécules dans la membrane et est une caractéristique importante pour la fonction cellulaire. La fluidité dépend de la température (l’augmentation des températures plus fluide et la diminution des températures le rendent plus solide), des acides gras saturés et des acides gras insaturés., Les acides gras saturés rendent la membrane moins fluide tandis que les acides gras insaturés la rendent plus fluide. Le rapport correct des acides gras saturés aux acides gras insaturés maintient le fluide membranaire à n’importe quelle température propice à la vie. Par exemple, le blé d’hiver réagit à la baisse des températures en augmentant la quantité d’acides gras insaturés dans les membranes cellulaires pour éviter que la membrane cellulaire ne devienne trop solide par temps froid. Dans les cellules animales, le cholestérol aide à prévenir l’emballage des queues d’acides gras et réduit ainsi les besoins en acides gras insaturés., Cela aide à maintenir la nature fluide de la membrane cellulaire sans qu’elle ne devienne trop liquide à la température corporelle.
protéines membranaires
Les Membranes contiennent également des protéines, qui remplissent de nombreuses fonctions de la membrane. Certaines fonctions des protéines membranaires sont:
- de Transport. Étant donné que la membrane plasmique n’est que semi-perméable, la cellule a besoin d’un moyen de transporter de plus gros matériaux dans et hors de la cellule.
- la Communication. Parce que la membrane plasmique est la frontière de la cellule, c’est là que la cellule communique avec son environnement., Les protéines membranaires sont capables de recevoir des signaux de l’extérieur de la cellule et de commencer une chaîne d’événements qui amènent la cellule à répondre à ces signaux.
- le Métabolisme. Les protéines membranaires peuvent être des enzymes impliquées dans les réactions chimiques du métabolisme. Ce sont les processus qui permettent à la cellule de croître, d’obtenir de l’énergie et d’éliminer les déchets.
- adhérence. Les protéines membranaires aident les cellules à se lier les unes aux autres et à former des tissus. Un exemple de ceci est les cellules de la peau, qui doivent former une surface serrée si la peau doit maintenir une intégrité appropriée., Les protéines membranaires se lient également aux molécules à l’intérieur et à l’extérieur de la cellule, ce qui aide la cellule à maintenir sa structure.
les protéines Membranaires sont classées en deux grandes catégories: les protéines intégrales et périphérique protéines. Les protéines membranaires intégrales sont les protéines qui sont intégrées dans la bicouche lipidique et sont généralement caractérisées par leur solubilité dans des solvants hydrophobes non polaires. Les protéines transmembranaires sont des exemples de protéines intégrales avec des régions hydrophobes qui couvrent complètement l’intérieur hydrophobe de la membrane., Les parties de la protéine exposés à l’intérieur et l’extérieur de la cellule sont hydrophiles. Les protéines intégrales peuvent servir de pores qui permettent sélectivement aux ions ou aux nutriments et aux déchets d’entrer ou de sortir de la cellule. Ils peuvent également transmettre des signaux à travers la membrane.
Contrairement aux protéines intégrales qui couvrent la membrane, les protéines périphériques résident sur un seul côté de la membrane et sont souvent attachées aux protéines intégrales. Certaines protéines périphériques servent de points d’ancrage pour le cytosquelette ou les fibres extracellulaires. Les protéines sont beaucoup plus grandes que les lipides et se déplacent plus lentement., Certains se déplacent d’une manière apparemment dirigée, tandis que d’autres dérivent. Certaines sont des glycoprotéines qui ont un groupe glucidique attaché à la protéine. Ceux-ci sont à l’extérieur de la membrane et importants pour la reconnaissance cellulaire, ils fonctionnent comme une carte d’identification cellulaire.
hydrates de carbone membranaires
la surface extracellulaire de la membrane cellulaire est décorée de groupes glucidiques attachés aux lipides et aux protéines. Les glucides sont ajoutés aux lipides et aux protéines par un processus appelé glycosylation, et sont appelés glycolipides ou glycoprotéines., Ces glucides courts, ou oligosaccharides, sont généralement des chaînes de 15 molécules de sucre ou moins. Les Oligosaccharides donnent une identité cellulaire (c.-à-d. distinguer le « soi” du « non-soi”) et sont le facteur distinctif dans les groupes sanguins humains et le rejet de greffe.
les Membranes sont Asymétriques
Comme indiqué ci-dessus et vu dans l’image, la membrane cellulaire est asymétrique. La face extracellulaire de la membrane est en contact avec la matrice extracellulaire. Le côté extracellulaire de la membrane contient des oligosaccharides qui distinguent la cellule comme » soi., »Il contient également la fin des protéines intégrales qui interagissent avec les signaux d’autres cellules et détectent l’environnement extracellulaire. La membrane interne est en contact avec le contenu de la cellule. Ce côté de la membrane s’ancre au cytosquelette et contient l’extrémité des protéines intégrales qui relaient les signaux reçus du côté externe.
résumé: les Membranes en tant que mosaïques de Structure et de fonction
la membrane biologique est un collage de nombreuses protéines différentes intégrées dans la matrice fluide de la bicouche lipidique., La bicouche lipidique est le tissu principal de la membrane et sa structure crée une membrane semi-perméable. Le noyau hydrophobe empêche la diffusion des structures hydrophiles telles que les ions et les molécules polaires, mais permet aux molécules hydrophobes, qui peuvent se dissoudre dans la membrane, de la traverser facilement.