La membrane plasmique (enseignement scientifique)

Zoom sur la membrane plasmique des cellules

La cellule est l’unité structurale et fonctionnelle de tous les êtres vivants. Les bactéries, les végétaux, les animaux et les champignons possèdent tous des cellules limitées par une membrane plasmique. Cette membrane correspondà une séparation entre l’intérieur de la cellule et son environnement.

On cherche à comprendre la structure de la membrane plasmique à l’aide d’expériences historiques. Pour cela, tu vas devoir schématiser sur le poly que le professeur t'as donné, les différents modèles de membrane cellulaire qui se sont succédés dans le temps dès que tu verras cette icône à travers ce genially :

Avant de continuer voici quelques photos de cellules avec leur membrane plasmique :

La composition de la membrane

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Bravo !

Recommence !

Un seul de ces modèles est bon mais lequel ?!

Pour trouver quel est ce modèle, ils ont mis en place les expériences suivantes :

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Bravo !

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Précisions sur les lipides

Voyons en quoi la connaissance de la composition de la membrane plasmique est importante dans la mise en place de moyens de lutte contre la pandémie actuelle, à savoir un lavage de mains fréquent.

Connaissant la composition d'une molécule de savon et son mode d'action sur le Sars-cov2, compléter votre schéma de la bicouche lipidique à l'aide des mots clés suivants : hydrophobe, hydrophile.

Connaissant la composition d'une molécule de savon et son mode d'action sur le Sars-cov2, compléter votre schéma de la bicouche lipidique à l'aide des mots clés suivants : hydrophobe, hydrophile.

Modèles de Danielli et Davson et modèle de Robertson (1935-1970)

Bien que la tête des phosphoglycérides soit hydrophile, la surface d’une membrane artificielle composée uniquement d’une bicouche de phosphoglycérides absorbe moins l’eau que la surface d’une véritable membrane biologique. Cela peut s’expliquer si les deux faces de cette dernière sont couvertes de protéines, qui en règle générale, absorbent mieux l’eau. Ces différentes observations ont conduit Danielli et Davson à proposer un nouveau modèle en 1935, dans lequel les protéines sont des parties intégrantes de la membrane. Chaque côté de la bicouche lipidique est recouvert de protéines globulaires.

De nombreuses observations mettent néanmoins à mal ce modèle. Certains scientifiques ont réfuté le concept de l’uniformité des membranes. D’autres ont contesté la position attribuée aux protéines. Les images obtenues par la technique de cryofracture permettent de complèter le modèle de la membrane :

Le modèle fondateur de Singer et Nicolson proposé pour décrire les membranes biologiques postulait une membrane fluide formée par une bicouche lipidique dans laquelle les protéines sont distribuées de manière aléatoire et libres de diffuser. Les expériences menées depuis ont cependant révélé une grande complexité de l’organisation dynamique des membranes biologiques. Ce domaine de recherche très actif réunit aujourd’hui une communauté scientifique interdisciplinaire oeuvrant à établir un modèle plus réaliste des membranes cellulaires (notamment des biologistes et des physiciens). Voici deux exemples de travaux qui complètent le modèle de la membrane plasmique.

suivi de molécule unique

photoblanchiment

La membrane plasmique : une mosaïque fluide

Il est possible de fixer sur les phospholipides et protéines membranaires un produit fluorescent qui donne une coloration verte. On peut détruire localement ce produit fluorescent à l’aide d’un laser. On observe au cours du temps l’évolution de la fluorescence au niveau de la cellule marquée au bout de 6 minutes.

La membrane plasmique : une mosaïque fluide