Fiche 72 • Membranes biologiques
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5. LES PROPRIÉTÉS DES MEMBRANES
Les membranes biologiques sont des structures fluides par la mobilité de leur molécules
de lipides et asymétriques par leur distribution hétérogène. La fluidité est conditionnée
par la température et dépend aussi de la composition lipidique.
• Dynamique de la bicouche lipidique : la bicouche est un fluide dans lequel les chaînes
hydrocarbonées font l’objet de mouvements fluctuants rapides qui mettent en jeu les
rotations autours des liaisons C-C.
• Les lipides sont mobiles dans le plan d’un feuillet c’est la diffusion latérale. Ils peuvent se déplacer d’un feuillet à l’autre c’est la diffusion transversale ; ce basculement
appelé flip-flop est lent car la tête polaire doit se débarrasser de son environnement
aqueux avant de traverser le cœur hydrophobe de la bicouche. Ces déplacements sont
catalysés par des flippases. Ces enzymes hydrolysent l’ATP et utilisent l’énergie libérée
pour transporter les phospholipides à travers la bicouche depuis le feuillet où ils sont
moins concentrés vers l’autre feuillet ce qui établit une répartition asymétrique des
phospholipides.
A
B
C
Diffusion passive des phospholipides et des sphingolipides dans une membrane.
A : diffusion latérale rapide ; B : flip-flop lent ; C inhibition de la diffusion latérale
par le cholestérol (couleur) associé aux chaînes d’acides gras des phospholipides et des sphingolipides.
• Les molécules de cholestérol, par leur noyau rigide, s’opposent au tassement des
chaînes d’acides gras et fluidifient la structure, mais gênent les rotations C-C et la diffusion latérale.
• Des protéines peuvent diffuser dans la membrane fluide, ce processus est ralenti par
abaissement de la température ; 30 à 80 % des protéines diffusent latéralement à une
vitesse de 0,3 à 2 μm par minute. Certaines protéines sont ancrées au cytosquelette et
immobiles.
• La proportion en protéine est directement liée au rôle biologique que joue la membrane Les proportions protéine/lipide sont très variables : par exemple la myéline qui
joue le rôle d’isolant passif, a un contenu en protéines de 18 %.
• Les membranes des compartiments intracellulaires ont les mêmes constituants que
la membrane plasmique dans des proportions très variables qui sont fonction du rôle
de la membrane. La membrane interne des mitochondries est très riche en protéines
(75 %),au nombre desquelles on trouve les transporteurs d’électrons de la chaîne respiratoire ; cette membrane n’a pas de cholestérol et c’est la seule membrane riche en
cardiolipine.
9782100724185-Livre.indb 176
20/05/15 19:12
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5. LES PROPRIÉTÉS DES MEMBRANES
Les membranes biologiques sont des structures fluides par la mobilité de leur molécules
de lipides et asymétriques par leur distribution hétérogène. La fluidité est conditionnée
par la température et dépend aussi de la composition lipidique.
• Dynamique de la bicouche lipidique : la bicouche est un fluide dans lequel les chaînes
hydrocarbonées font l’objet de mouvements fluctuants rapides qui mettent en jeu les
rotations autours des liaisons C-C.
• Les lipides sont mobiles dans le plan d’un feuillet c’est la diffusion latérale. Ils peuvent se déplacer d’un feuillet à l’autre c’est la diffusion transversale ; ce basculement
appelé flip-flop est lent car la tête polaire doit se débarrasser de son environnement
aqueux avant de traverser le cœur hydrophobe de la bicouche. Ces déplacements sont
catalysés par des flippases. Ces enzymes hydrolysent l’ATP et utilisent l’énergie libérée
pour transporter les phospholipides à travers la bicouche depuis le feuillet où ils sont
moins concentrés vers l’autre feuillet ce qui établit une répartition asymétrique des
phospholipides.
A
B
C
Diffusion passive des phospholipides et des sphingolipides dans une membrane.
A : diffusion latérale rapide ; B : flip-flop lent ; C inhibition de la diffusion latérale
par le cholestérol (couleur) associé aux chaînes d’acides gras des phospholipides et des sphingolipides.
• Les molécules de cholestérol, par leur noyau rigide, s’opposent au tassement des
chaînes d’acides gras et fluidifient la structure, mais gênent les rotations C-C et la diffusion latérale.
• Des protéines peuvent diffuser dans la membrane fluide, ce processus est ralenti par
abaissement de la température ; 30 à 80 % des protéines diffusent latéralement à une
vitesse de 0,3 à 2 μm par minute. Certaines protéines sont ancrées au cytosquelette et
immobiles.
• La proportion en protéine est directement liée au rôle biologique que joue la membrane Les proportions protéine/lipide sont très variables : par exemple la myéline qui
joue le rôle d’isolant passif, a un contenu en protéines de 18 %.
• Les membranes des compartiments intracellulaires ont les mêmes constituants que
la membrane plasmique dans des proportions très variables qui sont fonction du rôle
de la membrane. La membrane interne des mitochondries est très riche en protéines
(75 %),au nombre desquelles on trouve les transporteurs d’électrons de la chaîne respiratoire ; cette membrane n’a pas de cholestérol et c’est la seule membrane riche en
cardiolipine.
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