5. Synthèse et renouvellement des membranes

Les principaux constituants des membranes cellulaires, lipides et protéines, sont synthétisés dans le reticulum endoplasmique. Le cas des protéines membranaires sera envisagé dans le chapitre "biosynthèse des protéines".

5.1 Synthèse des lipides 

Les métabolites nécessaires à la synthèse des phospholipides membranaires sont stockés dans le cytosol. Les enzymes qui catalysent les réactions sont insérées dans la membrane du reticulum, leurs sites actifs faisant face au cytosol. Il en résulte que les lipides nouvellement synthétisés sont tous intégrés à l’hémimembrane cytosolique.

Il doit par conséquent exister un mécanisme par lequel les phospholipides s’équilibrent rapidement à travers la double couche. Ceci se produit effectivement en quelques minutes, ce qui est 100.000 fois plus rapide que dans le cas du flip-flop spontané. Cet équilibre est réalisé grâce à des protéines de transfert spécifiques, présentes uniquement dans la membrane du reticulum, appelées "enzymes transbordeurs" ou "chaperons de bascule" ou "flippases".

5.2 Renouvellement et recyclage des membranes cellulaires

Les membranes neo-synthétisées doivent être transférées aux autres sites cellulaires ( golgi, membrane plasmique…).

On sait que les macromolécules transportées d’un compartiment cellulaire à un autre sont enfermées dans de petites vésicules de transport. Ceci à été démontré par histoautoradiographie notamment dans le cas de cellules sécrétrices (cellules exocrines du pancréas par exemple).

Ce type d'études peut permettre de comprendre comment les membranes passent d’un compartiment cellulaire à un autre et comment est compensée la perte de membranes golgiennes lors de la production de vésicules de sécrétion.

Par ailleurs, nous avons vu qu'un des rôles de l'endocytose est le recyclage de la membrane plasmique. D'une manière générale, ce recyclage a plusieurs effets :

• maintenir constante la surface cellulaire, de manière à compenser l'augmentation de cette dernière due à l'exocytose
• permettre le renouvellement des éléments membranaires
• permettre la réutilisation des protéines hautement spécialisées (récepteurs par exemple), qui "coûtent cher" en terme d'économie cellulaire.

La cellule (figure 15) est donc le siège d'un vaste échange de membranes entre ses différents compartiments . Le recyclage et le renouvellement des membranes sont liés à différents processus tels que le transport vésiculaire de molécules d'un compartiment à un autre (animation 3.1), l'exocytose (animation 3.2), l'endocytose (animation 3.3) et la production des lysosomes (animation 3.4) .