Membrane cellulaire

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Membrane cellulaire

Définition

La membrane cellulaire, également appelée membrane plasmique, est une double couche de lipides et de protéines qui entoure une cellule. Elle sépare le cytoplasme (le contenu de la cellule) de l’environnement extérieur. Elle est une caractéristique de toutes les cellules, procaryotes et eucaryotes.

Fonction de la membrane cellulaire

La membrane cellulaire donne à la cellule sa structure et régule les matériaux qui entrent et sortent de la cellule. C’est une barrière à perméabilité sélective, c’est-à-dire qu’elle permet à certaines substances de passer, mais pas à d’autres. Comme un pont-levis destiné à protéger un château et à empêcher les ennemis d’entrer, la membrane cellulaire ne permet qu’à certaines molécules d’entrer ou de sortir.

Crossing the Membrane

Les petites molécules, comme l’oxygène, dont les cellules ont besoin pour assurer des fonctions métaboliques comme la respiration cellulaire, et le dioxyde de carbone, un sous-produit de ces fonctions, peuvent facilement entrer et sortir par la membrane. L’eau peut également traverser librement la membrane, bien qu’elle le fasse à un rythme plus lent.

Cependant, les molécules hautement chargées, comme les ions, ne peuvent pas passer directement, pas plus que les grandes macromolécules comme les glucides ou les acides aminés. Au lieu de cela, ces molécules doivent passer par des protéines qui sont intégrées dans la membrane. De cette façon, la cellule peut contrôler le taux de diffusion de ces substances.

L’endocytose est un autre moyen pour la membrane cellulaire d’amener des molécules dans le cytoplasme. Le processus inverse, où la cellule délivre un contenu en dehors de la barrière membranaire, est appelé exocytose.

L’endocytose comprend la phagocytose (« manger la cellule ») et la pinocytose (« boire la cellule »). Au cours de ces processus, la membrane cellulaire forme une dépression, entourant la particule qu’elle engloutit. Elle se « pince » ensuite pour former une petite sphère de membrane appelée vésicule qui contient la molécule et la transporte vers l’endroit où elle sera utilisée dans la cellule.

Les cellules peuvent également délivrer des substances à travers la membrane cellulaire vers l’environnement extérieur par exocytose, qui est l’opposé de l’endocytose. Au cours de l’exocytose, des vésicules se forment dans le cytoplasme et se déplacent vers la surface de la membrane cellulaire. Là, elles fusionnent avec la membrane et libèrent leur contenu vers l’extérieur de la cellule. L’exocytose élimine les déchets de la cellule, qui sont les parties de molécules qui ne sont pas utilisées par la cellule, y compris les anciens organites.

Signalisation à la membrane cellulaire

La membrane cellulaire joue également un rôle important dans la signalisation et la communication cellulaire. La membrane contient plusieurs protéines incorporées qui peuvent se lier à des molécules se trouvant à l’extérieur de la cellule et transmettre des messages à l’intérieur de la cellule.

Important, ces protéines réceptrices sur la membrane cellulaire peuvent se lier à des substances produites par d’autres zones du corps, comme les hormones. Lorsqu’une molécule se lie à son récepteur cible sur la membrane, elle initie une voie de transduction du signal à l’intérieur de la cellule qui transmet le signal aux molécules appropriées.

A la suite de ces voies de signalisation souvent complexes, la cellule peut effectuer l’action spécifiée par la molécule de signalisation, comme fabriquer ou arrêter la production d’une certaine protéine.

Comment la structure de la membrane cellulaire lui permet-elle d’assurer ces fonctions ?

Structure de la membrane cellulaire

La membrane cellulaire est constituée d’une bicouche phospholipidique. Les phospholipides sont des molécules lipidiques composées d’une tête de groupe phosphate et de deux queues d’acides gras. Il est important de noter que les propriétés des molécules de phospholipides leur permettent de former spontanément une membrane à double couche.

La tête du groupe phosphate d’un phospholipide est hydrophile, tandis que la queue du phospholipide est hydrophobe. Cela signifie que le groupe phosphate est attiré par l’eau, tandis que la queue est repoussée par l’eau.

Lorsqu’elles sont dans l’eau ou dans une solution aqueuse (y compris à l’intérieur du corps), les têtes hydrophobes des phospholipides s’orientent pour être à l’intérieur, le plus loin possible de l’eau. En revanche, les têtes hydrophiles se trouvent à l’extérieur, en contact avec l’eau. Le résultat est la formation d’une double couche de phospholipides, les têtes hydrophobes se regroupant au centre et les queues hydrophiles formant l’extérieur de la structure. Le terme technique pour cette double couche de phospholipides qui forme la membrane cellulaire est une bicouche phospholipidique.

Facteurs associés à la membrane

En plus de la bicouche phospholipidique, la membrane cellulaire contient également des molécules lipidiques, notamment des glycolipides et des stérols. Un stérol important est le cholestérol, qui régule la fluidité de la membrane cellulaire dans les cellules animales. Lorsqu’il y a moins de cholestérol, les membranes deviennent plus fluides, mais aussi plus perméables aux molécules. La quantité de cholestérol dans la membrane aide à maintenir sa perméabilité afin que la bonne quantité de molécules puisse entrer dans la cellule à la fois.

La membrane cellulaire contient également de nombreuses protéines différentes. Les protéines constituent environ la moitié de la membrane cellulaire. Beaucoup de ces protéines sont des protéines transmembranaires, qui sont intégrées dans la membrane mais dépassent des deux côtés (c’est-à-dire qu’elles s’étendent sur toute la bicouche lipidique).

Certaines de ces protéines sont des récepteurs, qui se lient à des molécules de signalisation. D’autres sont des canaux ioniques, qui sont le seul moyen de permettre aux ions d’entrer ou de sortir de la cellule. Les scientifiques utilisent le modèle de la mosaïque fluide pour décrire la structure de la membrane cellulaire. La membrane cellulaire a une consistance fluide car elle est composée en grande partie de phospholipides, ce qui permet aux protéines de se déplacer librement à sa surface. La multitude de protéines et de lipides différents dans la membrane cellulaire lui donne l’aspect d’une mosaïque.

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