Biology I (Français)

en 1972, S. J. Singer et Garth L. Nicolson ont proposé un nouveau modèle de la membrane plasmique qui, par rapport à la compréhension antérieure, expliquait mieux les observations microscopiques et la fonction de la membrane plasmique. Cela s’appelait le modèle de mosaïque fluide. Le modèle a quelque peu évolué au fil du temps, mais il tient toujours mieux compte de la structure et des fonctions de la membrane plasmique telles que nous les comprenons maintenant., Le modèle de mosaïque de fluide décrit la structure de la membrane plasmique comme une mosaïque de composants—y compris les phospholipides, le cholestérol, les protéines et les glucides—dans lesquels les composants sont capables de s’écouler et de changer de position, tout en maintenant l’intégrité de base de la membrane. Les molécules de phospholipides et les protéines incorporées sont capables de diffuser rapidement et latéralement dans la membrane. La fluidité de la membrane plasmique est nécessaire aux activités de certaines enzymes et molécules de transport à l’intérieur de la membrane. Les membranes plasmiques vont de 5 à 10 nm d’épaisseur., À titre de comparaison, les globules rouges humains, visibles par microscopie optique, ont une épaisseur d’environ 8 µm, soit environ 1 000 fois plus épaisse qu’une membrane plasmique. (Figure 1)

la Figure 1. Le modèle de mosaïque fluide de la structure de la membrane plasmique décrit la membrane plasmique comme une combinaison fluide de phospholipides, de cholestérol, de protéines et de glucides.,

la membrane plasmique est constituée principalement d’une bicouche de phospholipides avec des protéines incorporées, des glucides, des glycolipides et des glycoprotéines, et, dans les cellules animales, du cholestérol. La quantité de cholestérol dans les membranes plasmiques animales régule la fluidité de la membrane et change en fonction de la température de l’environnement cellulaire. En d’autres termes, le cholestérol agit comme antigel dans la membrane cellulaire et est plus abondant chez les animaux qui vivent dans des climats froids.,

Le tissu principal de la membrane est composé de deux couches de molécules de phospholipides, et les extrémités polaires de ces molécules (qui ressemblent à une collection de boules dans une interprétation d’artiste du modèle) (Figure 1) sont en contact avec un fluide aqueux à l’intérieur et à l’extérieur de la cellule. Ainsi, les deux surfaces de la membrane plasmique sont hydrophiles. En revanche, l’intérieur de la membrane, entre ses deux surfaces, est une région hydrophobe ou non polaire à cause des queues d’acides gras. Cette région n’a aucune attraction pour l’eau ou d’autres molécules polaires.,

Les protéines constituent le deuxième composant chimique majeur des membranes plasmiques. Les protéines intégrales sont intégrées dans la membrane plasmique et peuvent s’étendre sur tout ou partie de la membrane. Protéines intégrales peuvent servir de canaux ou de pompes pour déplacer des matériaux dans ou hors de la cellule. Les protéines périphériques se trouvent sur les surfaces extérieures ou intérieures des membranes, attachées soit à des protéines intégrales, soit à des molécules de phospholipides. Les protéines intégrales et périphériques peuvent servir d’enzymes, d’attaches structurelles pour les fibres du cytosquelette ou de sites de reconnaissance de la cellule.,

les Glucides sont le troisième composant majeur des membranes plasmiques. Ils se trouvent toujours à la surface extérieure des cellules et sont liés soit aux protéines (formant des glycoprotéines), soit aux lipides (formant des glycolipides). Ces chaînes glucidiques peuvent être constituées de 2 à 60 unités monosaccharidiques et peuvent être droites ou ramifiées. Avec les protéines périphériques, les glucides forment des sites spécialisés à la surface des cellules qui permettent aux cellules de se reconnaître.,

EVOLUTION en ACTION

comment les virus infectent des organes spécifiques

des molécules de glycoprotéine spécifiques exposées à la surface des membranes cellulaires des cellules hôtes sont exploitées par de nombreux virus pour infecter des organes spécifiques. Par exemple, le VIH est capable de pénétrer dans les membranes plasmatiques de types spécifiques de globules blancs appelés cellules T auxiliaires et monocytes, ainsi que de certaines cellules du système nerveux central. Le virus de l’hépatite attaque uniquement les cellules hépatiques.,

ces virus sont capables d’envahir ces cellules, parce que les cellules ont des sites de liaison sur leurs surfaces que les virus ont exploités avec des glycoprotéines tout aussi spécifiques dans leurs couches. (Figure 2). La cellule est trompée par le mimétisme des molécules de manteau de virus, et le virus est capable d’entrer dans la cellule. D’autres sites de reconnaissance à la surface du virus interagissent avec le système immunitaire humain, incitant le corps à produire des anticorps. Les anticorps sont fabriqués en réponse aux antigènes (ou protéines associées à des agents pathogènes invasifs)., Ces mêmes sites servent de lieux de fixation des anticorps et détruisent ou inhibent l’activité du virus. Malheureusement, ces sites sur le VIH sont codés par des gènes qui changent rapidement, ce qui rend la production d’un vaccin efficace contre le virus très difficile. La population de virus au sein d’un individu infecté évolue rapidement par mutation en différentes populations, ou variants, distingués par des différences dans ces sites de reconnaissance., Ce changement rapide des marqueurs de surface virale diminue l’efficacité du système immunitaire de la personne à attaquer le virus, car les anticorps ne reconnaîtront pas les nouvelles variations des motifs de surface.

la Figure 2. Le VIH se fixe et se lie au récepteur CD4, une glycoprotéine à la surface des lymphocytes T, avant d’entrer ou d’infecter la cellule. (crédit: modification de travail par les Instituts Nationaux de la Santé/Institut National de l’Allergie et des Maladies Infectieuses)