Résumé

Un modèle de mosaïque fluide est présenté pour l’organisation globale et la structure des protéines et des lipides des membranes biologiques. Le modèle est conforme aux restrictions imposées par la thermodynamique. Dans ce modèle, les protéines qui font partie intégrante de la membrane sont un ensemble hétérogène de molécules globulaires, chacune disposée dans une structure amphipathique, c’est-à-dire avec les groupes ioniques et hautement polaires faisant saillie de la membrane dans la phase aqueuse, et les groupes non polaires largement enfoui dans l’intérieur hydrophobe de la membrane. Ces molécules globulaires sont partiellement noyées dans une matrice de phospholipides. La majeure partie du phospholipide est organisée comme une bicouche fluide discontinue, bien qu’une petite fraction du lipide puisse interagir spécifiquement avec les protéines membranaires. La structure mosaïque fluide est donc formellement analogue à une solution orientée bidimensionnelle de protéines intégrales (ou lipoprotéines) dans le solvant visqueux bicouche phospholipidique. Des expériences récentes avec une grande variété de techniqes et plusieurs systèmes de membranes différents sont décrites, qui concourent toutes avec, et ajoutent beaucoup de détails, au modèle de mosaïque fluide. Il semble donc approprié de suggérer des mécanismes possibles pour diverses fonctions membranaires et des phénomènes à médiation membranaire à la lumière du modèle. À titre d’exemples, des mécanismes testables expérimentalement sont suggérés pour les changements de surface cellulaire dans la transformation maligne, et pour les effets coopératifs présentés dans les interactions des membranes avec certains ligands spécifiques.

Note ajoutée à titre de preuve: depuis la rédaction de cet article, nous ont obtenu des preuves au microscope électronique (69) que les sites de liaison à la concanavaline A sur les membranes des fibroblastes de souris transformés par le virus SV40 (cellules 3T3) sont plus regroupés que les sites sur les membranes des cellules normales, comme le prédit l’hypothèse représentée sur la Fig. 7B. T-here a également publié une étude de Taylor et al. (70) montrant les effets remarquables produits sur les lymphocytes par l’ajout d’anticorps dirigés sur leurs molécules d’immunoglobuline de surface. Les anticorps induisent une redistribution et une pinocytose de ces immunoglobulines de surface, de sorte qu’en environ 30 minutes à 37 ° C, les immunoglobulines de surface sont complètement balayées hors de la membrane. Ces effets ne se produisent cependant pas si les anticorps bivalents sont remplacés par leurs fragments Fab univalents ou si les expériences d’anticorps sont effectuées à 0 ° C au lieu de 37 ° C. Ces résultats et les résultats associés indiquent fortement que les anticorps bivalents produisent une agrégation des molécules d’immunoglobuline de surface dans le plan de la membrane, qui ne peut se produire que si les molécules d’immunoglobuline sont libres de diffuser dans la membrane. Cette agrégation semble alors déclencher la pinocytose des composants membranaires par un mécanisme inconnu. Ces transformations membranaires peuvent être d’une importance cruciale dans l’induction d’une réponse anticorps à un antigène, ainsi que dans d’autres processus de différenciation cellulaire.