Membrane Paroi 2BIOS03 10
Introduction
La membrane plasmique et la paroi cellulaire sont essentielles au bon fonctionnement des cellules (qu'elles soient animales, végétales ou bactériennes) et donc à la vie. Dans le cadre de ce wiki, nous étudierons la structure et les différentes fonctions de la membrane et de la paroi cellulaire, de manière brève et synthétique.
Qu'est-ce qu'une membrane plasmique/paroi cellulaire?
La membrane cellulaire (ou membrane plasmique) est l'enveloppe extérieure des cellules. Elle tient lieu de barrière sélective et joue un rôle dans la composition chimique de la cellule. Celle-ci est présente chez les animaux ainsi que les protozoaires. C'est une combinaison de diverses molécules (phosphoglycérolipides et protéines) séparant la cellule de son environnement et délimitant le cytoplasme cellulaire, ainsi que les multiples organites (ou organelles) se situant à l'intérieur de ce dernier.
La paroi cellulaire est présente chez les végétaux, les bactéries, les mycètes ainsi que chez les archéens (archéobactéries). Située à l'extérieur de la membrane cellulaire (sauf exception), cette dernière apporte à la cellule une certaine rigidité, un soutien structurel, une protection, et agit également comme un mécanisme de filtrage. Celle-ci empêche aussi l'expansion excessive de la cellule lorsqu'elle absorbe de l'eau (comme chez les végétaux par exemple).
[cf. Voir annexes 1-2 Membrane-Paroi]
Paroi cellulaire
De quoi est-elle constituée et quelles sont ses différentes fonctions?
Les thèmes de la fonction et de la structure de la paroi cellulaire seront traités ensemble, au vu de l'étroit lien que structure et fonction tiennent entre elles.
Pour parler de la paroi cellulaire, nous prendrons à titre d'exemple celle présente chez les Végétaux (cf. voir annexe Membrane-Paroi 1). La paroi cellulaire est donc, par définition, la couche externe protectrice de la membrane plasmique (cf. voir 'Membrane plasmique') des cellules végétales. Cette dernière, faisant partie de la structure extracellulaire (en dehors de la cellule), protège la cellule, maintient sa forme, prévient l'absorption excessive d'eau, et va jusqu'à permettre à la cellule de lutter contre la gravitation et de lui permettre ainsi de rester debout (rigidité).
La paroi cellulaire mesure de 0,1 à plusieurs micromètres: elle est donc beaucoup plus épaisse que la membrane plasmique. Sa composition varie d'un type de cellule à l'autre, mais sa structure de base présente une composition assez régulière. En effet elle se compose essentiellement de fibres de celluloses, emboîtées dans une matrice (sorte de moule) faites de polysaccharides ainsi que de protéines. Il arrive que chez le bois par exemple, à la cellulose vienne s'ajouter la lignine qui est un polymère très résistant (cf. voir annexe Membrane-Paroi 3).
Cependant la constitution de la paroi cellulaire varie d'une cellule à l'autre présente chez la même plante (fonctions différentes), mais également d'une espèce à l'autre (cf. voir espèce sous introduction). En effet la paroi cellulaire des mycètes est faite de chitine, alors que chez les algues elles sont faites de glycoprotéines ainsi que de polysaccharides (composition plus proche de celle des plantes).
Chez les bactéries ce sont les formes dites peptidoglycanes qui dominent (cf. voir annexe Membrane-Paroi 4) ; cependant la paroi diffère d'un groupe de bactéries à l'autre. En effet la coloration au Gram est utilisée en laboratoire et consiste à colorer les bactéries à l'aide de divers colorants spécifiques. Les bactéries répondant au Gram positif (violet foncé), auront une paroi cellulaire essentiellement faite de peptidoglycane. Les bactéries répondant au Gram négatif (violet clair), auront une paroi de peptidoglycane plus fine (cf. voir annexe Membrane-Paroi 5).
Membrane plasmique
De quoi est-elle constituée et quelles sont ses différentes fonctions?
Le thème de la structure et des fonctions sera abordé dans un seule question car les fonctions étant étroitement liées à la structure de la membrane, il nous semble plus logique de les abordées ensemble.
La membrane plasmique est la frontière de la vie. Elle protège la cellule et son environnement extérieur et détermine ce qui entre et sort de la cellule. C'est une des fonctions les plus importantes d'une membrane biologique et ce mécanisme est appelé perméabilité sélective. Il y a donc un flux continu de molécules et de ions traversant la membrane dans les deux sens. Chaque type de cellule (musculaire, nerveuse, épithéliale,...) laissera entrer ou sortir des types de cellules ou ions utiles à leurs fonctions respectives. Par exemple, une cellule musculaire laisse passer les monosaccharides, les acides aminés et les autres nutriments, alors qu'elle fait sortir les sous-produits du métabolisme. Elle laisse passer le dioxygène nécessaire à sa respiration et expulse le dioxyde de carbone. [cf. voir annexe Membrane-Paroi 6]
La membrane, mesurant de 5 à 10 [nm], est constituée de diverses molécules telles que des lipides, des protéines et des glucides. Les phosphoglycérolipides sont les lipides les plus abondants dans la membrane cellulaire, à cause de leur structure moléculaire: elles sont non polaires. Un phosphoglycérolipide est une molécule dite amphipatique, qui comprend donc une tête hydrophile et une tête hydrophobe, comme la majorité des protéines qui composent la membrane (cf. voir annexe Membrane-Paroi 7). Les molécules de la membrane ont en effet la capacité de s'organiser par elles-mêmes, en formant un double feuillet (ou bicouche) de phospholipides (tête hydrophile vers l'extérieur, et tête hydrophobe vers l'intérieur) (cf. voir annexe Membrane-Paroi 8). Cela influera directement la vitesse d'entrée des différents éléments. Les molécules hydrophobes, comme les lipides, les hydrocarbures, les acides gras, les vitamines A, D, E et K et le dioxygène se dissolvent dans la membrane et la traversent lentement, mais facilement. Au contraire, les molécules polaires, comme le glucose, d'autres sucres ainsi que l'eau traversent bien plus lentement la bicouche lipidique.(À noter que l'eau entre massivement et spontanément lors de l'osmose). Mais la perméabilité n'est pas seulement due à la bicouche. Des protéines présentes dans la membrane aident également le transport des molécules,ions...
En plus de jouer le rôle primordial de perméabilité sélective, elle sert également à maintenir une certaine structure des cellules.
Quelles différences existe-il entre une paroi et une membrane?
Une des principales différence entre la paroi et la membrane, est le fait que la paroi cellulaire soit rigide. En effet cette rigidité (due à la cellulose) permet à la cellule de contenir de l'eau par exemple, et d'assurer une fonction structurelle. La membrane quant à elle n'assure pas de structure particulière, et encore moins une certaine rigidité: leur forme es souvent ovale.
Références et liens utiles
Dans le cadre de ce wiki, voici quelques liens qui pourraient être utiles et intéressants:
Références
- Campbell
- Chapitres 5,6,7,27
Lexique
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