Lipid bilayer phase behaviorOne property of a lipid bilayer is the relative mobility (fluidity) of the individual lipid molecules and how this mobility changes with temperature. This response is known as the phase behavior of the bilayer. Broadly, at a given temperature a lipid bilayer can exist in either a liquid or a solid phase. The solid phase is commonly referred to as a “gel” phase. All lipids have a characteristic temperature at which they undergo a transition (melt) from the gel to liquid phase.
Lipid bilayer fusionIn membrane biology, fusion is the process by which two initially distinct lipid bilayers merge their hydrophobic cores, resulting in one interconnected structure. If this fusion proceeds completely through both leaflets of both bilayers, an aqueous bridge is formed and the internal contents of the two structures can mix. Alternatively, if only one leaflet from each bilayer is involved in the fusion process, the bilayers are said to be hemifused.
Protéineredresse=1.36|vignette|Représentation d'une protéine, ici deux sous-unités d'une molécule d'hémoglobine. On observe les représentées en couleur, ainsi que deux des quatre molécules d'hème, qui sont les groupes prosthétiques caractéristiques de cette protéine. redresse=1.36|vignette|Liaison peptidique –CO–NH– au sein d'un polypeptide. Le motif constitue le squelette de la protéine, tandis que les groupes liés aux sont les chaînes latérales des résidus d'acides aminés.
Repliement des protéinesthumb|right|300px|Repliement des protéines Le repliement des protéines est le processus physique par lequel un polypeptide se replie dans sa structure tridimensionnelle caractéristique dans laquelle il est fonctionnel. Chaque protéine commence sous forme de polypeptide, transcodée depuis une séquence d'ARNm en une chaîne linéaire d'acides aminés. Ce polypeptide ne possède pas à ce moment de structure tridimensionnelle développée (voir côté gauche de la figure).
Diffusion facilitéeLa 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.
Bicouche lipidiqueupright=1.33|vignette|Représentation d'une bicouche lipidique constituée de phosphoglycérides. Une bicouche lipidique, ou double couche lipidique, est une fine membrane polaire constituée de deux feuillets de molécules de lipides. Ces membranes forment une barrière continue autour des cellules et sont un élément essentiel assurant leur homéostasie, en régulant la diffusion des ions et des molécules à travers elle.
Adressage des protéinesDans une cellule, la localisation d'une protéine est essentielle à son bon fonctionnement. Or le lieu de production d'une protéine est souvent différent de son lieu d'action. L'adressage est l'ensemble des mécanismes qui permettent à une protéine d'être dirigée vers la bonne position. Les ARNm sont sujet à un adressage. Günter Blobel, biologiste moléculaire germano-américain, a obtenu le Prix Nobel de physiologie ou médecine en 1999 pour ses travaux sur la NLS (nuclear localisation signal), une séquence en acides aminés permettant aux protéines qui la portent d'être importée dans le noyau grâce à des importines.
Céramidevignette|Structure générique d'un céramide. Un céramide est un sphingolipide résultant de la combinaison d'un acide gras avec la sphingosine via une liaison amide. On trouve de telles molécules en abondance dans les membranes cellulaires, où elles entrent notamment dans la constitution des sphingomyélines. Les céramides ne jouent pas qu'un rôle structurel dans les membranes biologiques, et peuvent également revêtir des fonctions de signalisation lipidique.
Lipideredresse=1.33|vignette|Phosphatidylcholine, un phosphoglycéride constitué d'un résidu glycérol (en noir) estérifié par la phosphocholine (en rouge), l'acide palmitique (en bleu) et l'acide oléique (en vert). redresse=1.33|vignette|Représentation schématique de la « tête polaire » 1 et des « queues apolaires » 2 de molécules amphiphiles de phosphoglycérides. redresse=1.33|vignette|Les phospholipides peuvent s'auto-assembler en milieu aqueux pour former des liposomes, des micelles ou des bicouches lipidiques.
Membrane fluidityIn biology, membrane fluidity refers to the viscosity of the lipid bilayer of a cell membrane or a synthetic lipid membrane. Lipid packing can influence the fluidity of the membrane. Viscosity of the membrane can affect the rotation and diffusion of proteins and other bio-molecules within the membrane, there-by affecting the functions of these things. Membrane fluidity is affected by fatty acids. More specifically, whether the fatty acids are saturated or unsaturated has an effect on membrane fluidity.
Protéine kinaseLes kinases de protéine ou protéine-kinases (de l'anglais protein kinase) sont des enzymes qui catalysent le transfert d'un groupe phosphate de l'adénosine triphosphate (ATP) sur l'hydroxyle (groupe –OH) des chaînes latérales des acides aminés ayant une fonction alcool : sérine, thréonine et tyrosine. Protéine–OH + ATP → protéine–O-PO32− + ADP Les protéine-kinases sont impliquées dans la régulation de l'activité des protéines cibles. Certaines protéine-kinases ont besoin de l'activation d'une cycline pour être fonctionnelles, on les appelle kinases cyclines-dépendantes (Cdk).
Kinase380px|vignette|Schéma de fonctionnement des kinases Les kinases, (catalyseurs de la phosphorolyse), sont des enzymes du groupe des transférases catalysant les réactions de phosphorylation par l'ajout d'un ion phosphate à une molécule cible à partir de l'ATP. La molécule cible, appelée le substrat, peut être une protéine, un lipide, un sucre ou encore une kinase. Les kinases sont plus ou moins spécifiques et sont régulées par des combinaisons de seconds messagers.
Phosphatidylcholinevignette|Exemple de phosphatidylcholine, la palmitoyl-oleyl-sn-phosphatidylcholine. En général, une lécithine comporte un acide gras saturé et un autre insaturé. La phosphatidylcholine, qui est parfois confondue avec "la" , est un lipide de la classe des phosphoglycérides. La définition exacte de la lécithine peut dépendre du contexte. Au sens le plus strict, la lécithine désigne uniquement les phosphatidylcholines, c'est-à-dire des lipides dont la molécule est composée d'un résidu de choline, d'un groupe phosphate, d'un résidu de glycérol et de deux résidus d'acides gras (figure).
LiposomeUn liposome est une vésicule artificielle formée par des bicouches lipidiques concentriques, emprisonnant entre elles des compartiments aqueux. On en obtient à partir d'une grande variété de lipides amphiphiles, dont les plus souvent des phospholipides. Lorsque de tels composés sont mis en présence d'un excès de solution aqueuse, ils s'organisent de manière à minimiser les interactions entre leurs chaînes hydrocarbonées et l'eau. La formation de ces vésicules a été mise en évidence par Alec Bangham en 1965.
Membrane plasmiqueLa 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.
Sphingomyélineupright=1.25|vignette|Structure des sphingomyélines à choline. Une sphingomyéline est un sphingolipide constitué d'une unité céramide liée à un résidu de choline par une liaison phosphodiester. Chez l'Homme, les sphingomyélines constituent environ 85 % de tous les sphingolipides et seraient le seul phospholipide qui ne soit pas un phosphoglycéride. Ce sont les constituants fondamentaux de la gaine de myéline des nerfs et sont donc de bons isolants électriques.
Phospholipidevignette|Représentation schématique de quelques phosphoglycérides. A. phosphatidylcholine, B. phosphatidyléthanolamine, C. phosphatidylsérine, D. représentation schématique avec : - une « tête » polaire et - deux « queues » aliphatiques. vignette|Organisation des phospholipides en milieu aqueux. vignette| Représentation d'une membrane cellulaire montrant l'organisation des phospholipides en bicouche lipidique. vignette|Structure générique de sphingomyéline. vignette|1-oléyl-2-stéaryl-phosphatidylcholine.
CholestérolLe cholestérol est un lipide de la famille des stérols. Sa molécule, plate et rigide, est un constituant essentiel de la membrane des cellules de presque tous les animaux, contrôlant ses propriétés physiques (rigidité, courbure, perméabilité). Le cholestérol joue un rôle central dans de nombreux processus biochimiques. Le mot cholestérol désigne une molécule unique.
Radeau lipidiqueUn radeau lipidique (en anglais, lipid raft) ou raft lipidique est un microdomaine de la membrane plasmique, riche en cholestérol, en sphingolipides et en DHA (Acide DocosaHexaénoïque). Il se caractérise par sa faible densité (flottabilité sur un gradient de densité) et son insolubilité dans des détergents doux, d'où l'autre nom technique parfois utilisé : detergent-resistant membrane. Ce sont des structures rigides dans la membrane et constituent des zones privilégiées pour l'activité de certaines protéines qui y sont intégrées.
Phosphoglycérideupright=1.75|vignette| Structure de différents glycérophospholipides. R1 et R2 représentent deux chaînes latérales d'acide gras, Z étant un résidu de molécule polaire. upright=1.75|vignette|alt=Formule développée d'un phosphoglycérolipide|Formule développée d'une phosphatidylcholine typique : 1. choline, 2. phosphate, 3. glycérol, 4. acide gras insaturé en C2 du résidu, 5. acide gras saturé en C1 du résidu glycérol.
