La membrane plasmique

    La membrane plasmique

La cellule possède tous les caractéristiques du vivant dont la membrane plasmique. C’est donc la structure qui délimite la cellule eucaryote. Elle va donc lui conférer sa forme en association avec le cytosquelette. Son deuxième rôle est de contrôler l’environnement cellulaire (environnement=ce qui rentre dans la cellule, ce qui est à l’extérieur et qui va rentrer pour approvisionner le métabolisme de la cellule).

La cellule apprivoise son environnement (des constituants sortent…). Ces sorties sont contrôlés  par la membrane. C’est le trafic. D’autres parts, les cellules interagissent les unes avec les autres (organismes pluricellulaires). Ainsi, elles doivent bien s’associer pour former des tissus, pour que ces tissus, ces organes soient fonctionnels, pour former un organisme fonctionnel. Ce processus a lieu lors du développement. On parle d’interactions cellulaires. Elles sont contrôlées par la membrane.

I-Structure de la membrane plasmique

1-

La démarche classique est de procéder à l’observation de la structure étudiée mais il faut un moyen cohérent avec la taille de la structure. Dans notre cas, c’est le microscope électronique.

La structure de la membrane est tri-lamellaire : un espace centrale (clair). De part et d’autres, des lamelles périphériques (sombres). Celle-ci a une épaisseur globale d’environ 8.5 nm (c’est une constante). En effet, quelques soit la cellule, la membrane observée, on retrouve cette structure tri-lamellaire et en lus de cette structure commune (à condition d’utiliser une technique de coloration), on remarque juste au-dessus de la membrane, il y a une structure appelée le glucocalyse =, un revêtement très riche en glucide. Ce revêtement est donc situé dans le domaine extracellulaire.

2-Isolement de membrane plasmique

Pour la membrane plasmique, on a un énorme problème. On ne peut pas analyser comme ça puisque tout est mélangé. Il faut donc développer des techniques pour pouvoir purifier et avoir que la membrane plasmique. Pour cela, on va partir d’un type de cellule particulière : les hématies  de mammifères. Ils sont le résultat d’un long processus de différenciation à l’issu duquel il y a élimination du noyau et élimination de la plupart des organites internes.

Il faut savoir que l’hémoglobine des hématies est chargé de fixer l’oxygène dans l’ensemble du corps. Ainsi, celle-ci va prendre une coloration rouge.

Le principe de purification des membranes plasmiques est basé sur La variation  de pression osmotique. En effet, la pression osmotique va jouer sur la forme des cellules. Dans une cellule, on a une certaine pression bionique.  Si cette pression est la même à l’intérieur et l’extérieur, on est dans un milieu isotonique. Si à l’extérieur < intérieur, de l’eau va rentrer pour faire baisser la pression. On est dans un milieu hypotonique. C’est la turgescence. Si la pression à l’extérieur > à l’intérieur, de l’eau va sortir pour faire monter la pression. On est dans un milieu hypertonique.

On va traiter des hématies de mammifères par choc osmotique. Les hématies vont gonfler tant que la membrane résiste mais au bout de 15 secondes, il y a une rupture localisée : il y aura hémolyse. Ainsi, les cellules se vident de leur contenue. Il ne restera plus qu’à centrifuger pour récupérer les fantômes d’hématies (membranes plasmiques pures).

II- Composition chimique de la membrane plasmique

1-Chimie du vivant : le carbone et l’eau

Il y a deux choses à retenir : Toutes les macromolécules, molécules… sont composées de carbone et toutes les structures vivantes, molécules... évoluent en milieu aqueux.

Le carbone : Toutes les molécules ont pour base le carbone  qui est un atome qui par son enveloppe électronique peut établie 4 liaisons covalentes (liaisons qui s’établit entre deux atomes pour former une molécule). D’un point de vue chimique, une liaison nécessite un apport d’énergie important, ce qui confère à ces liaisons une très grande stabilité (atome fort).

Ainsi, les réactions d’anabolisme vont permettre de faire des liaisons covalentes pour faire une molécule et les réactions de catabolisme vont permettre de défaire les liaisons et donc une molécule.

D’abord, des atomes de carbone vont se lier, faire une ‘’chaine », et ainsi faire le squelette carboné. (Il peut être linéaire, ramifiée, cyclisé).

Ce qui va entrainer une grande diversité de macromolécules est le fait que certains carbones ont encore une possibilité de se liés avec un atome (O- H-N-P)

Toutes ces molécules évoluent dans l ‘eau.

L’eau (H2O)

 [pic 1][pic 2][pic 3][pic 4][pic 5]

Chaque H est relié à O par une liaison covalente (mise en commun d’électron pour faire une liaison)

Un atome est électriquement neutre. Pour l’eau, la répartition des charges n’est pas équivalente à la surface de la molécule car : nous savons que les électrons sont chargés négativement et que dans le noyau des atomes, nous avons des protons chargés positivement. Il y a une loi universelle qui dit que deux charges opposées s’attirent. C’est exactement ce qu’il se passe  au nib=veau de chaque liaison covalente. Au niveau de la molécule d’eau, si les électrons étaient positionnés à équidistance stricte, de l’atome Oxygène et de l’atome hydrogène or ce n’est pas le cas car les électrons vont être attiré vers l’atome le plus électronégatif qui est l’oxygène. Ce qui veut dire que les électrons sont plus proches du noyau de l’oxygène  que celui de l’hydrogène. Ainsi, on va avoir des charges partielles au niveau des différents atomes donc comme les électrons  sont plus attirés vers l’oxygène, au niveau de chaque hydrogène, nous allons avoir une charge partielle positive, et au niveau de l’oxygène, deux charges partielles négatives.

Du coup, pour l’eau, la liaison covalente est polaire. Ainsi, Eau=réseau de molécule d’ H2O reliées les unes aux autres par des liaisons hydrogènes.

Le nombre de liaisons hydrogène avec les voisins dépend de la température. Plus la température augmente, plus il y a d’agitation thermique, moins il y a de liaisons d’hydrogène donc moins les molécules d’eau sont liées ainsi l’eau devient vapeur et vice versa, si la température diminue, agitation thermique diminue, probabilité de former des liaisons d’hydrogènes augmente. Ainsi, l’eau a une stabilité.

...