chapitre 7 Structure et fonction des membranes 139
m Figure 7.1 Comment les protéines de la membrane cellulaire aident-elles à réguler la circulation
des substances chimiques?
ConCepts Clés
7.1 Les membranes cellulaires sont des mosaïques
fluides de lipides et de protéines
7.2 La perméabilité sélective des membranes
résulte de leur structure
7.3 Le transport passif est la diffusion à travers
une membrane sans dépense d’énergie
7.4 Le transport actif est le déplacement
de solutés à l’encontre de leur gradient
de concentration
7.5 Les macromolécules et les particules traversent
la membrane plasmique par exocytose
et endocytose
Structure
et fonction
des membranes
7
IntroduCtIon
La frontière de la vie
La membrane plasmique est la frontière de la vie, la ligne de
démarcation entre la cellule et son environnement. Ce mince
film qui fait à peine 8 nm d’épais – il faudrait 8 000 membranes pour atteindre l’épaisseur de cette page – détermine
ce qui entre dans la cellule et ce qui en sort. En effet, comme
toutes les membranes biologiques, la membrane plasmique
présente une perméabilité sélective ; autrement dit, elle se
laisse traverser plus facilement par certaines substances que
par d’autres. La vie telle que nous la connaissons aurait sans
doute été impossible sans la formation des membranes à l’ère
prébiotique. En effet, grâce à leurs constituants, ces membranes
pouvaient délimiter une solution différente de la solution
environnante, tout en leur permettant d’absorber sélectivement
des nutriments et d’éliminer des déchets.
Ce chapitre porte sur les membranes cellulaires et sur leur
capacité à régir le passage des substances. La figure 7.1 montre
l’élégante structure d’une protéine de la membrane plas mique
d’un eucaryote qui joue un rôle crucial dans la transmission
des signaux de la cellule nerveuse. Cette protéine fournit aux
ions potassium (K
1
) un canal pour sortir de la cellule nerveuse
à un moment déterminé après une stimulation nerveuse, restaurant ainsi la capacité de la cellule de déclencher un nouvel
influx nerveux. (La boule orangée au centre est un ion potassium en train de franchir ce canal.) La membrane plasmique et
ses protéines ne servent donc pas seulement à séparer la cellule du milieu externe ; elles lui permettent de remplir ses
fonctions. Cette constatation s’applique également aux divers
types de membranes qui divisent l’intérieur de la cellule eucaryote : l’arrangement moléculaire particulier de chacune d’elles
permet la spécialisation des compartiments cellulaires. Pour
comprendre le fonctionnement des membranes, commençons
par examiner leur architecture.
ConCept
7.1
Les membranes cellulaires
sont des mosaïques fluides de lipides
et de protéines
Les membranes se composent principalement de lipides et de
protéines et, accessoirement, de glucides. Les phosphoglycérolipides sont les lipides les plus abondants dans la plupart des
membranes à cause de leur structure moléculaire même. Un
phosphoglycérolipide est une molécule amphipathique,
qui se caractérise par la présence de deux régions particulières.
L’une est hydrophile ; elle est constituée d’un phosphate et
d’un autre groupement et elle forme la « tête » de la molécule.
L’autre est hydrophobe et se compose de deux chaînes hydrocarbonées semblables à des queues (voir la figure 5.12, p. 84).
D’autres types de lipides membranaires (par exemple, les galactolipides, les glycolipides et les gangliosides) et la majorité des
protéines membranaires sont également amphipathiques.
Comment les phosphoglycérolipides et les protéines sontils
disposés dans la membrane ? Selon le modèle de la mo saïque
fluide, la membrane est une structure fluide constituée d’une
« mosaïque » de protéines diverses incorporées à sa bicouche de
m Figure 7.1 Comment les protéines de la membrane cellulaire aident-elles à réguler la circulation
des substances chimiques?
ConCepts Clés
7.1 Les membranes cellulaires sont des mosaïques
fluides de lipides et de protéines
7.2 La perméabilité sélective des membranes
résulte de leur structure
7.3 Le transport passif est la diffusion à travers
une membrane sans dépense d’énergie
7.4 Le transport actif est le déplacement
de solutés à l’encontre de leur gradient
de concentration
7.5 Les macromolécules et les particules traversent
la membrane plasmique par exocytose
et endocytose
Structure
et fonction
des membranes
7
IntroduCtIon
La frontière de la vie
La membrane plasmique est la frontière de la vie, la ligne de
démarcation entre la cellule et son environnement. Ce mince
film qui fait à peine 8 nm d’épais – il faudrait 8 000 membranes pour atteindre l’épaisseur de cette page – détermine
ce qui entre dans la cellule et ce qui en sort. En effet, comme
toutes les membranes biologiques, la membrane plasmique
présente une perméabilité sélective ; autrement dit, elle se
laisse traverser plus facilement par certaines substances que
par d’autres. La vie telle que nous la connaissons aurait sans
doute été impossible sans la formation des membranes à l’ère
prébiotique. En effet, grâce à leurs constituants, ces membranes
pouvaient délimiter une solution différente de la solution
environnante, tout en leur permettant d’absorber sélectivement
des nutriments et d’éliminer des déchets.
Ce chapitre porte sur les membranes cellulaires et sur leur
capacité à régir le passage des substances. La figure 7.1 montre
l’élégante structure d’une protéine de la membrane plas mique
d’un eucaryote qui joue un rôle crucial dans la transmission
des signaux de la cellule nerveuse. Cette protéine fournit aux
ions potassium (K
1
) un canal pour sortir de la cellule nerveuse
à un moment déterminé après une stimulation nerveuse, restaurant ainsi la capacité de la cellule de déclencher un nouvel
influx nerveux. (La boule orangée au centre est un ion potassium en train de franchir ce canal.) La membrane plasmique et
ses protéines ne servent donc pas seulement à séparer la cellule du milieu externe ; elles lui permettent de remplir ses
fonctions. Cette constatation s’applique également aux divers
types de membranes qui divisent l’intérieur de la cellule eucaryote : l’arrangement moléculaire particulier de chacune d’elles
permet la spécialisation des compartiments cellulaires. Pour
comprendre le fonctionnement des membranes, commençons
par examiner leur architecture.
ConCept
7.1
Les membranes cellulaires
sont des mosaïques fluides de lipides
et de protéines
Les membranes se composent principalement de lipides et de
protéines et, accessoirement, de glucides. Les phosphoglycérolipides sont les lipides les plus abondants dans la plupart des
membranes à cause de leur structure moléculaire même. Un
phosphoglycérolipide est une molécule amphipathique,
qui se caractérise par la présence de deux régions particulières.
L’une est hydrophile ; elle est constituée d’un phosphate et
d’un autre groupement et elle forme la « tête » de la molécule.
L’autre est hydrophobe et se compose de deux chaînes hydrocarbonées semblables à des queues (voir la figure 5.12, p. 84).
D’autres types de lipides membranaires (par exemple, les galactolipides, les glycolipides et les gangliosides) et la majorité des
protéines membranaires sont également amphipathiques.
Comment les phosphoglycérolipides et les protéines sontils
disposés dans la membrane ? Selon le modèle de la mo saïque
fluide, la membrane est une structure fluide constituée d’une
« mosaïque » de protéines diverses incorporées à sa bicouche de