Les membranes biologiques sont à la base de nombreuses propriétés importantes de la cellule, dont la moindre n’est pas de définir physiquement la limite de la cellule, et chez les eucaryotes, les limites de chaque organite intracellulaire. Toutefois, ces limites ne sont pas totalement imperméables et, grâce à des protéines intégrées, la membrane sert de barrière pour le passage de molécules spécifiques qui entrent (par exemple, les nutriments) et sortent (par exemple, les déchets) de la cellule. D’autres protéines intégrées peuvent identifier la cellule à d’autres cellules et participer à de nombreuses interactions avec l’environnement ou d’autres cellules. Enfin, la membrane, ou plus précisément les gradients chimiques à travers la membrane, est une source d’énergie importante pour la cellule.
- 4.1 : Structure et composition des membranes Comme la plupart des cellules vivent dans un environnement aqueux et que le contenu de la cellule est également majoritairement aqueux, il va de soi qu’une membrane qui sépare un côté de l’autre doit être hydrophobe pour former une barrière efficace contre les fuites accidentelles de matériaux ou d’eau. Les membranes cellulaires ont été partiellement définies comme étant composées principalement de phospholipides : des molécules constituées d’un groupe de tête polaire phosphorylé attaché à un squelette de glycérol qui a deux longues queues d’hydrocarbures.
- 4.2 : Perméabilité membranaire Une bicouche phospholipidique pure, quelle que soit la composition lipidique, est une membrane semi-perméable qui est généralement répulsive pour les grosses molécules et pour les ions. Les petites molécules polaires peuvent parfois passer facilement (par exemple l’éthanol), mais le plus souvent elles passent à faible vitesse, voire pas du tout (par exemple l’eau). En revanche, les petites molécules non polaires sont capables de traverser la membrane avec une relative facilité. Les raisons devraient être évidentes : les plus grosses molécules ne peuvent tout simplement pas s’insérer entre les molécules lipidiques pour se frayer un chemin.
- 4.3 : Les protéines de transport membranaire Les protéines membranaires se présentent sous deux types fondamentaux : les protéines membranaires intégrales (parfois appelées intrinsèques), qui sont directement insérées dans la bicouche phospholipidique, et les protéines membranaires périphériques (parfois appelées extrinsèques), qui sont situées très près ou même en contact avec une face de la membrane, mais ne s’étendent pas dans le noyau hydrophobe de la bicouche. Les protéines membranaires intégrales peuvent s’étendre complètement à travers la membrane en contact à la fois avec l’environnement extracellulaire et le cytoplasme.
- 4.4 : Le potentiel d’action dans les neurones Le transport des solutés dans et hors des cellules est essentiel à la vie. Cependant, dans les neurones, le mouvement des ions a une autre fonction cruciale chez les métazoaires : la production de potentiels d’action utilisés pour la neurotransmission. Cette spécialisation permet une transmission extrêmement rapide des informations sur de longues distances. Un exemple que mon mentor utilisait lorsqu’il enseignait les neurosciences de base aux écoliers était un neurone bipolaire qui s’étend de l’orteil au cerveau.
Verticule : La membrane cellulaire, également appelée membrane plasmique ou plasmalemme, est une bicouche lipidique semi-perméable commune à toutes les cellules vivantes. Elle contient une variété de molécules biologiques, principalement des protéines et des lipides, qui sont impliqués dans un vaste éventail de processus cellulaires. Elle sert également de point d’attache pour le cytosquelette intracellulaire et, si elle est présente, pour la paroi cellulaire. (Domaine public ; LadyofHats via Wikipedia.