168 B IOLOGIE CELLULAIRE
R ÉSUMÉ
La membrane plasmique présente l’architecture
classique de toutes les membranes biologiques,
mais sa structure est souvent caractérisée par une
asymétrie marquée, liée à l’existence d’un revêtement polysaccharidique extracellulaire : le glycocalyx. Si cette membrane est avant tout une
barrière physique entre le cytoplasme et le milieu
extérieur, elle constitue aussi un lieu d’échanges
intenses de matière entre ces deux compartiments.
La diffusion, qui régit tous les échanges spontanés
de matière dans la nature, s’applique à ceux existant entre la cellule et son environnement. L’étude
de la perméabilité des bicouches lipidiques artificielles permet d’évaluer l’importance des échanges
liés à la diffusion lipophile, et fait ressortir la
nécessité de protéines pour assurer le transport de
la plupart des composés organiques ou des ions
que les cellules doivent importer ou exporter. Le
transport de l’eau, par exemple, se fait directement
à travers la bicouche et au moyen de transporteurs
plus ou moins spécialisés, parmi lesquels les plus
récemment identifiés sont les aquaporines.
La diffusion facilitée implique des protéines porteuses dont le fonctionnement général est calqué
sur celui des enzymes classiques. Les perméases
sont diverses et très nombreuses ; leur rôle est fondamental car elles assurent une grande partie des
échanges de petites molécules organiques entre la
cellule et son milieu. Ce mode de diffusion
s’applique aussi au mouvement des ions, dont les
rôles sont essentiels dans de nombreuses activités
cellulaires, et qui utilisent des protéines spécifiques appelées canaux ioniques. Les transporteurs
actifs primaires (ou pompes) assurent uniquement
le transport des ions, contre leur gradient de
concentration et consomment pour cela diverses
sources d’énergie, dont la plus courante est l’ATP ;
certains fonctionnent avec d’autres sources d’énergie, telles que les réactions d’oxydoréduction, ou
même la lumière. Les divers transporteurs actifs
secondaires utilisent les gradients ioniques de Na
+
et de H
+
créés par les pompes pour transporter des
composés organiques ou minéraux contre leur gradient de concentration.
Le transfert de macromolécules ou de particules
vers l’intérieur ou l’extérieur de la cellule met en
œuvre respectivement l’endocytose ou l’exocytose.
Ces processus impliquent l’intervention de vésicules qui, soit se forment au niveau de la membrane cytoplasmique, en emportant un peu du
milieu extérieur, soit fusionnent avec elle et
s’ouvrent à l’extérieur, quand elles ont une origine
interne.
La pinocytose se réalise le plus souvent grâce à des
récepteurs membranaires qui reconnaissent et captent des macromolécules spécifiques en concentration parfois très faible dans le milieu extérieur.
Après l’intériorisation des vésicules portant les
récepteurs chargés, le compartiment endosomal
joue un rôle capital dans le devenir des particules
absorbées et des récepteurs qui les ont captées. Ce
compartiment trie en général ces derniers et les
renvoie vers la membrane plasmique, tandis qu’il
dirige les produits absorbés vers les lysosomes où
une digestion intracellulaire a lieu.
La phagocytose, qui est un processus à vocation
nutritive ou défensive, permet l’absorption de particules de grande taille ; elle met en jeu des mécanismes originaux. Tous ces processus traduisent
un renouvellement permanent et intense de la
membrane plasmique, que ne suggèrent pas la
plupart des approches cytologiques.
R ÉSUMÉ
La membrane plasmique présente l’architecture
classique de toutes les membranes biologiques,
mais sa structure est souvent caractérisée par une
asymétrie marquée, liée à l’existence d’un revêtement polysaccharidique extracellulaire : le glycocalyx. Si cette membrane est avant tout une
barrière physique entre le cytoplasme et le milieu
extérieur, elle constitue aussi un lieu d’échanges
intenses de matière entre ces deux compartiments.
La diffusion, qui régit tous les échanges spontanés
de matière dans la nature, s’applique à ceux existant entre la cellule et son environnement. L’étude
de la perméabilité des bicouches lipidiques artificielles permet d’évaluer l’importance des échanges
liés à la diffusion lipophile, et fait ressortir la
nécessité de protéines pour assurer le transport de
la plupart des composés organiques ou des ions
que les cellules doivent importer ou exporter. Le
transport de l’eau, par exemple, se fait directement
à travers la bicouche et au moyen de transporteurs
plus ou moins spécialisés, parmi lesquels les plus
récemment identifiés sont les aquaporines.
La diffusion facilitée implique des protéines porteuses dont le fonctionnement général est calqué
sur celui des enzymes classiques. Les perméases
sont diverses et très nombreuses ; leur rôle est fondamental car elles assurent une grande partie des
échanges de petites molécules organiques entre la
cellule et son milieu. Ce mode de diffusion
s’applique aussi au mouvement des ions, dont les
rôles sont essentiels dans de nombreuses activités
cellulaires, et qui utilisent des protéines spécifiques appelées canaux ioniques. Les transporteurs
actifs primaires (ou pompes) assurent uniquement
le transport des ions, contre leur gradient de
concentration et consomment pour cela diverses
sources d’énergie, dont la plus courante est l’ATP ;
certains fonctionnent avec d’autres sources d’énergie, telles que les réactions d’oxydoréduction, ou
même la lumière. Les divers transporteurs actifs
secondaires utilisent les gradients ioniques de Na
+
et de H
+
créés par les pompes pour transporter des
composés organiques ou minéraux contre leur gradient de concentration.
Le transfert de macromolécules ou de particules
vers l’intérieur ou l’extérieur de la cellule met en
œuvre respectivement l’endocytose ou l’exocytose.
Ces processus impliquent l’intervention de vésicules qui, soit se forment au niveau de la membrane cytoplasmique, en emportant un peu du
milieu extérieur, soit fusionnent avec elle et
s’ouvrent à l’extérieur, quand elles ont une origine
interne.
La pinocytose se réalise le plus souvent grâce à des
récepteurs membranaires qui reconnaissent et captent des macromolécules spécifiques en concentration parfois très faible dans le milieu extérieur.
Après l’intériorisation des vésicules portant les
récepteurs chargés, le compartiment endosomal
joue un rôle capital dans le devenir des particules
absorbées et des récepteurs qui les ont captées. Ce
compartiment trie en général ces derniers et les
renvoie vers la membrane plasmique, tandis qu’il
dirige les produits absorbés vers les lysosomes où
une digestion intracellulaire a lieu.
La phagocytose, qui est un processus à vocation
nutritive ou défensive, permet l’absorption de particules de grande taille ; elle met en jeu des mécanismes originaux. Tous ces processus traduisent
un renouvellement permanent et intense de la
membrane plasmique, que ne suggèrent pas la
plupart des approches cytologiques.