Fiche 3 matrices extracellulaires

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Fiche d’aide à la prise de notes sur la fin du chapitre 3 – à étudier avec le poly de documents correspondants
Chapitre 3 – Membrane plasmique et environnement cellulaire
I. Structure et propriétés de la membrane plasmique
fini
II. Cohésion des tissus et relation entre cellules
A. Les matrices extracellulaires (MEC), interfaces fonctionnelles entre la cellule et son milieu
MEC = structure doublant la membrane plasmique sur sa face externe
® matrice des cellules animales (ex : lame basale sur laquelle s’arrime les cellules intestinales),
® paroi pectocellulosique, primaire et secondaire, des cellules végétales et
® paroi bactérienne.
C’est un gel hydraté situé autour des cellules de nombreux tissus et composé notamment de polymères glucidiques
et de protéines.
1. Les MEC animales (doc 3.15A)
Une MEC animale typique (= lame basale + dans les tissus conjonctifs
1
), comprend
• des protéines fibreuses
® du collagène = assemblage par liaisons covalentes et hydrogène de tropocollagène, protéine fibrillaire composée
de trois polypeptides enroulés chacun en hélice alpha et tous trois tressés en une superhélice ; les polypeptides sont
associés par des liaisons covalentes et des liaisons Hydrogène (c’est donc une protéine de structure IVaire. )
Le collagène résiste aux forces de tension et est quasi-inextensible.
® de l’élastine, riche en a.a. hydrophobes capables de s’associer entre eux au hasard (par interactions hydrophobes)
en recomposant leur organisation, conférant une grande élasticité à cette protéine qui forme des ponts avec ses
semblables et s’organise en réseau qui peut s’étirer.
• un gel très hydraté de glycosaminoglycanes (GAG) et protéoglycanes (molécules très hydrophiles) résistant aux
forces de compression.
• des molécules de pontage (fibronectines / laminines et intégrines) qui peuvent forment des jonctions cellules-
matrices.
2. Les MEC végétales = parois squelettiques (cf. cours SVT3 de M Egginger en L2)
a. Un rôle squelettique, cohésif, dans les échanges (via l’apoplasme) et dans le développement
• la pression de turgescence exercée par la vacuole sur la paroi ® fonction d’hydrosquelette végétal. Rôle
squelettique renforcé par consolidation sous forme de paroi secondaire
• la paroi qui assure la cohésion des tissus, les cellules étant plaquées contre elle par la turgescence.
• Le continuum des parois (= apoplasme) permet la circulation d’eau et du substances hydrophiles, nutritives ou
informationnelles.
b. Composition et organisation de la paroi primaire (doc 3.15B)
• des fibres glucidiques (polyholoside) de cellulose : il s’agit d’un homopolymère de glucoses en
b
1-4 qui s’associe
en paquets de
~
80 celluloses (microfibrilles) grâce à des liaisons H interchaînes. polymère longitudinal stable, est
très résistante aux forces de tension.
La cellulose est le biopolymère le plus abondant sut Terre (la moitié de la biomasse terrestre)
• un gel très hydraté de pectine, principal agent gélifiant de la paroi, très hydrophile et faisant de nombreuses
liaisons avec l’eau ; on y trouve aussi les ions
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.
• des molécules de pontage
® hémicelluloses : il s’agit d’hétéropolyosides ramifiés permettant de faire des ponts entre fibrilles de celluloses et
d’autres constituants pariétaux.
® extensines (protéines HRGP (Hydroxyprolin Rich GlycoProteins) : ce sont des protéines fibrillaires permettant, par
le maillage qu’elles constituent, d’associer les fibrilles de cellulose

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• des enzymes (expansines, hydrolases...) qui modifient la structure de la paroi en facilitant ou empêchant son
extension.
Conclusion (doc 3.15C)
Les matrices extracellulaires
- sont des complexes (édifices supramoléculaires) extracellulaires aqueux, fibreux et gélifiés, associant les cellules
entre elles.
- présentent une structure en réseau dont l’organisation et la composition varient en fonction des organismes et des
tissus.
- peuvent être rigidifiées notamment par une imprégnation de lignine (bois) ou de substances minérales (os).
B. Les relations structurales entre membrane plasmique, cytoplasme et milieu extracellulaire
Chez les Végétaux et les Animaux, des jonctions cellulaires relient les cellules adjacentes.
1. Les jonctions cellulaires dans les tissus animaux (doc.3.16A)
1.1. Les principales jonctions cellule-cellule d’un tissu épithélial
a. Les jonctions serrées ou étanches
• Les jonctions serrées = étanches = occlusives (tight junctions, zonula occludens) sont spécifiques des épithéliums
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:
® complexes de protéines variées qui limitent le flux paracellulaire (entre les cellules). cf. texte doc.16A
b. Les jonctions d’ancrage
• Exemple des desmosomes (macula adherens) sont des complexes protéiques qui permettent d’accrocher
fermement des cellules entre elles par des cadhérines en étant reliés intérieurement à des filaments intermédiaires
(cytokératines) qui s’ancrent sur une plaque cytoplasmique (plaque d’ancrage).
c. Les jonctions communicantes (jonctions gap)
• Les jonctions lacunaires (= jonctions communicantes ou gap junctions) sont des canaux
- un canal constitué de 2 connexons (un dans chaque membrane) ; chaque connexon comprenant 6 connexines.
- le canal de diamètre d’~1,5 nm permet une continuité entre les cytosols des cellules ainsi reliées et le passage
hydrophile d’ions ou de petites molécules organiques : oses, acides aminés... [poids < 1 kDa
3
]
- les connexons peuvent s’ouvrir ou se fermer par changement de conformation.
1.2. Des jonctions d’ancrage à la matrice extracellulaire
• Les hémidesmosomes (non représentés) sont des jonctions d’ancrage des cellules à la matrice extracellulaire
constituées d’une plaque d’ancrage associée à des kératines côté cytosolique et à des intégrines transmembranaires
qui s’associent aux fibres matricielles par des laminines ou des fibronectines.
2. Les jonctions communicantes chez les végétaux (cf. cours SVT3 de M Egginger en L2) (doc.3.16B)
• Chez les cellules végétales, les plasmodesmes sont des interruptions de la paroi végétale assurant la continuité
cytoplasmique entre deux cellules adjacentes où l’on trouve des protéines structurales variées et un desmotubule,
fin tubule reliant le réticulum endoplasmiques granuleux des cellules.
• Le continuum des cytoplasmes des végétales induit par les plasmodesmes s’appelle le symplasme.
• seuls passent les ions et les petites molécules (PM < 1 kDa pour les jonctions gap).
1
Tissu conjonctif : tissu de soutien qui relie entre eux différents tissus au sein d’un organe ou entre organes. Les cellules qui le constituent
sont des fibroblastes qui sécrètent une matrice extracellulaire composée de fibres de collagène.
2
Épithélium : tissu organisé en feuillet qui recouvre la surface externe de l’organisme et la surface interne des cavités, des vaisseaux et des
conduits.
3
Dalton (Symbole: Da) – Unité non SI de mesure de la masse des atomes et des molécules, correspondant au douzième de la masse du
carbone 12 (12C), soit 1,660 539×10-27 kg. On utilise surtout le kilodalton (= kDa). Correspond approximativement à la masse d’un atome
d’hydrogène.