Concept
Transporteur membranaire
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Membrane plasmique
La membrane plasmique, également appelée membrane cellulaire, membrane cytoplasmique, voire plasmalemme, est une membrane biologique séparant l'intérieur d'une cellule, appelé cytoplasme, de son environnement extérieur, c'est-à-dire du milieu extracellulaire. Cette membrane joue un rôle biologique fondamental en isolant la cellule de son environnement.
Potentiel électrochimique de membrane
Toute cellule biologique est entourée d'une membrane dite membrane plasmique. Cette membrane est relativement imperméable aux espèces électriquement chargées telles que les ions et aux molécules qui peuvent participer à l'activité électrochimique (molécules polaires) telles que l'eau. Elle présente ainsi une grande résistance électrique et forme en quelque sorte un dipôle (comme un condensateur). Grâce à ces propriétés, la membrane sépare en deux compartiments étanches l'intérieur de la cellule, le cytoplasme, de l'extérieur de la cellule, le milieu extracellulaire.
Pompe à protons
Une pompe à protons est une protéine transmembranaire, et plus précisément un transporteur membranaire actif, qui déplace les ions H+ contre leur gradient de concentration en utilisant de l'énergie. Cette énergie est souvent libérée par l'hydrolyse d'une molécule d'adénosine triphosphate (ATP). Son fonctionnement aboutit à l'enrichissement d'un compartiment (lysosome, vésicule, milieu extracellulaire) en ions H+, c'est-à-dire à une diminution du pH dans ce compartiment.
Protéine transmembranaire
Une protéine est dite transmembranaire lorsqu’elle traverse au moins une fois entièrement la membrane cellulaire. Il existe donc trois environnements de composition différente en contact avec la protéine : le milieu extracellulaire, les lipides de la membrane, le cytosol. Chacun de ces trois environnements a une influence sur la structure de la protéine. Les acides aminés qui composent la partie transmembranaire sont hydrophobes tandis que les acides aminés qui composent les parties extracellulaire et intracytosolique sont hydrophiles.
Gradient électrochimique
Pour traverser la membrane d'une cellule, un ion est soumis à un gradient électrochimique (ou driving force en anglais), qui s'exprime par la différence entre le potentiel de membrane (Vm) de la cellule et le potentiel d'équilibre de l'ion considéré (Eion). Le flux net d'une espèce ionique au travers de ses propres canaux est proportionnel à ce gradient électrochimique. Si (Vm-Eion)>0 alors le flux net est sortant. Si (Vm-Eion)
Transport actif
thumb|300px| L'Action de la pompe Na-K est un exemple de transport actif primaire En biologie, le transport actif désigne le passage d'un ion ou d'une molécule à travers une membrane contre son gradient de concentration. Si le processus utilise de l'énergie chimique produite, par exemple, par l'hydrolyse d'un nucléotide triphosphate comme l'adénosine triphosphate, on le nomme transport actif primaire. Le transport actif secondaire implique quant à lui l'utilisation d'un gradient électrochimique.
Protéine membranaire
Les protéines membranaires constituent l'une des trois principales classes de protéines à côté des protéines fibreuses et des protéines globulaires. Suivant le type de cellule et d'organite cellulaire, une membrane peut contenir des centaines de protéines différentes. Chaque protéine membranaire possède une orientation définie par rapport au cytoplasme : c'est pourquoi les propriétés des faces de la membrane sont très différentes. On parle de l’asymétrie de la membrane.
Diffusion facilitée
La diffusion facilitée (ou transport facilité) est un mécanisme de diffusion facilitée par des transporteurs membranaires. La diffusion facilitée correspond au passage spontané de molécules ou d'ions à travers une membrane biologique en passant par des molécules de transport. Ce processus ne consomme pas d'énergie et ne relève donc pas du transport actif. Les molécules polaires et les ions étant hydrophiles, ils ne peuvent pas diffuser librement à travers la membrane cellulaire à cause de la nature hydrophobe de la bicouche de phospholipides qui la constitue.
Transport passif
En biologie, un transport passif désigne le passage d'un ion ou d'une molécule à travers une membrane sans apport d'énergie. Elle s'oppose ainsi au transport actif qui lui nécessite un apport d'énergie. Le transport passif peut se réaliser grâce à deux effets. Le premier est le gradient de concentration. La diffusion se fait par osmose. Le soluté se diffuse à travers la membrane cellulaire jusqu'à atteindre un équilibre de concentration entre l'extérieur et l'intérieur de la cellule.
Chimiosmose
vignette|Principe de l'osmose : un gradient de concentration de soluté autour d'une membrane semiperméable génère une force susceptible de faire diffuser le solvant contre l'énergie potentielle gravitationnelle. vignette| Principe de la chimiosmose : un gradient de concentration ionique autour d'une membrane biologique génère un gradient électrochimique dont l'énergie potentielle peut favoriser thermodynamiquement une réaction chimique endergonique.