ACTIVITÉ 3 1 48 LA STRUCTURE DE LA MEMBRANE PLASMIQUE Un des principes de la « théorie cellulaire » est le fait que la cellule est un espace séparé de l'extérieur par une membrane plasmique. Les progrès des microscopes ont permis l'observation en détail de la membrane plasmique et de son organisation. La découverte de la composition de la membrane plasmique Dans les années 1915, Overton et Meyer travaillent indé- pendamment sur l'efficacité des molécules anesthésiantes à l'hôpital Depuis longtemps des molécules telles que le chlo- rophorme, l'ether et le protoxyde d'azote sont utilisées pour calmer les douleurs On sait désormais que ces molécules agissent sur des protéines présentes dans les cellules et que cela joue sur la sensibilité générale de l'individu. Il faut, pour cela, que les molécules anesthéslantes traversent la membrane plasmique Par des observations empiriques", Ils mesurent l'efficacité de ces molécules anesthesiantes (sur une échelle de 0 à 20), et ils mesurent en parallèle leur solubilité dans l'hulle (composée de lipides) *Empinque:qui s'appuie sur fobservation et non sur la mesure précise. VOCABULAIRE Hydrophile: un composé hydrophile est un composé ayant une affinité pour l'eau et une tendance à s'y dissoudre. Lipophile: une substance lipophile (ou hydrophabe) est soluble dans un corps gras. 2 Les phospholipides de la membrane On sait que l'extérieur de la membrane plasmique est parti- culièrement hydraté. Les lipides membranaires sont constitués d'une tête hydrophile et d'une partie lipophile (ou hydrophobe). NH 0-P Solubilité dans les lipides 300- 250- 200- 150- 100- 50- 0- (unités arbitraires) Elher Efficacith anesthes (unités arbitraires) Prolaxyde d'azote A Efficacités ressenties de 3 molécules anesthésiantes, et leur solubilité respective dans les lipides. Chloroforme +18 14 D'après Hintzenstern et al. (Dec 2002) Development of the ipad theory of narcoss Meyer/Overton" &m ZOOM SUR... La membrane plasmique Image par MET d'une membrane de cellule animale. 3 La structure de la membrane plasmique Hypothèse 1 Au début des années 1920, tous les biologistes s'ac cordent pour dire que la membrane plasmique est principalement composée de lipides, Mais l'organi- sation de ces lipides les uns par rapport aux autres fait débat Trois grandes hypothèses sont discutées. En 1924, deux biologistes néerlandais E. Gorter et F. Grendel s intéressent à cette question L'expérience de Gorter et Grendel. Principe de l'expérience Extraction des globules rouges de différents organismes, puis réalisation de deux senes de comptages par deux méthodes différentes Méthodes de comptage 1. Un comptage de la surface totale de la membrane plasmique d'un globule rouge, à partir d'images en microscopie optique. 2. Un comptage de la surface totale de tous les lipides composant la membrane plasmique, après les avoir séparés chimiquement les uns des autres puis réalignes sur une fine pellicule d'eau. Résultats après observation au MEB Ces images montrent des basses », qui sant en fait des protéines enchássées dans la bicouche de lipides. Résultats des comptages Organisme étudié Surface de la membrane plasmique d'un globule rouge Surface de l'ensemble L'expérience de Singer et Nicholsan...... Principe de l'expérience Séparation des deux couches de la membrane plasmique par cryodécapage, puis observation au MET ou MEB. Technique du cryodécapage Les cellules sont congelées à trés basse température Puis an fractionne la cellule à l'aide d'une lame réfrigérée Le plan de fracture suit généralement le plan hydrophobe formé par les queues des lipides de la membrane Il y a donc mécaniquement une séparation de la bicouche des lipides de la membrane. 1 Doc 2 Déterminer l'épaisseur de la membrane plasmique. 4 D'autres composants de la membrane plasmique Les observations en MEB et la technique de cryodécapage permettent Extérieur de la cellule l'observation de la disposition des protéines dans la membrane plasmique. En 1972, Singer et Nicholson proposent un modèle de membrane qualifiée de membrane en mosaique fluide ». QUESTIONS 2 Docs 1 et 2 Expliquer pourquoi les observations de Overton et Meyer laissent penser que la membrane plasmique est majoritairement composée de lipides. Hypothèse 2 des lipides de la membrane plasmique 192 μm¹ isolés et alignés Lapin 92,5 μm¹ Hypothèse 3 IN Chien 98 μm² 195 μm² Humain 99,4 μm² e ESC2017 VIDEO La membrane plasmique 197 um' -Lipides Wo Dof Protéines 3 Doc 4 Montrer que seule une des hypothèses sur la structure de la membrane plasmique peut être validée selon les résultats de Gorter et Grendel. CHAPITRE 3. LA CELLULE: UNE STRUCTURE COMPLEXE 4) Docs 3 et 4 Montrer que les résultats de Gorter et Grendel justifient qu'il y a autre chose que des lipides dans la membrane plasmique et que cela est confirmé par l'observation. 49​