Nous expliquons ce qu’est la membrane cellulaire et certaines de ses caractéristiques. Aussi, sa fonction et la structure de cette couche lipidique.
Qu’est-ce que la membrane cellulaire ?
On l’appelle membrane cellulaire, membrane plasmique, plasmalemme ou membrane cytoplasmique à une double couche de phospholipides qui entoure et délimite les cellules , séparant l’intérieur de l’extérieur et permettant l’équilibre physique et chimique entre l’environnement et le cytoplasme de la cellule. C’est la partie la plus externe de la cellule.
Cette membrane n’est pas visible au microscope optique (elle l’est au microscope électronique), puisqu’elle a une épaisseur moyenne de 8 nm (1 nm = 10 -9 m) et se situe, dans les cellules végétales et chez les champignons , en dessous de la paroi cellulaire.
La caractéristique première de la membrane cellulaire est sa perméabilité sélective, c’est-à-dire sa capacité à autoriser ou à rejeter l’entrée de certaines molécules à l’intérieur de la cellule, régulant ainsi le passage de l’eau , des nutriments ou des sels ioniques, de sorte que le cytoplasme est toujours dans ses conditions optimales de potentiel électrochimique (chargé négativement), de pH ou de concentration.
Voir aussi : Amibe
fonction de la membrane cellulaire
La membrane cellulaire remplit les fonctions suivantes :
- Délimitation . Il définit et protège mécaniquement la cellule, en distinguant l’extérieur de l’intérieur, et une cellule d’une autre. De plus, c’est la première barrière de défense contre d’autres agents envahisseurs.
- Administratif . Sa sélectivité lui permet de laisser passer les substances désirées dans la cellule et de refuser l’entrée aux indésirables, servant de communication entre l’extérieur et l’intérieur tout en régulant ledit transit.
- Préservation . Par l’échange de fluides et de substances, la membrane permet de maintenir stable la concentration d’eau et d’autres solutés dans le cytoplasme, son pH et sa charge électrochimique constants.
- Communications . La membrane peut réagir à des stimuli de l’extérieur, en transmettant des informations à l’intérieur de la cellule et en déclenchant certains processus tels que la division cellulaire, le mouvement cellulaire ou la ségrégation de substances biochimiques.
structure de la membrane cellulaire
La membrana celular se compone de dos capas de lípidos anfipáticos , cuyas cabezas polares hidrófilas (afinidad por el agua) se orientan hacia adentro y hacia afuera de la célula, manteniendo en contacto sus partes hidrófobas (que rechazan el agua), de forma semejante a un sandwich. Ces lipides sont principalement le cholestérol, mais aussi les phosphoglycérides et les sphingolipides.
Il contient également 20% de protéines intégrales et périphériques , qui assurent des fonctions de connexion, de transport, de réception et de catalyse. Les protéines membranaires intégrales sont intégrées dans la bicouche avec leurs surfaces hydrophiles exposées à l’environnement aqueux et leurs surfaces hydrophobes en contact avec l’intérieur hydrophobe de la bicouche.
Les protéines transmembranaires sont des protéines intégrales qui couvrent toute l’épaisseur de la membrane. Les protéines membranaires périphériques s’associent à la surface de la bicouche, se lient normalement aux régions exposées des protéines intégrales et sont facilement séparées sans perturber la structure membranaire. Grâce à eux, la reconnaissance cellulaire est également donnée, une forme de communication biochimique.
Enfin, la membrane cellulaire possède des composants glucidiques (sucres), qu’il s’agisse de polysaccharides ou d’oligosaccharides, qui se retrouvent à l’extérieur de la membrane formant un glycocalyx. Ces sucres représentent à peine 8 % du poids sec de la membrane et servent de matériau de support, d’identifiants dans la communication intercellulaire et de protection de la surface cellulaire contre les agressions mécaniques et chimiques.
Transport actif et transport passif
Les membranes forment des compartiments dans les cellules eucaryotes qui permettent une variété de fonctions distinctes. De plus, ils servent de surfaces pour les réactions biochimiques.
De nombreux ions et petites molécules traversent les membranes biologiques par transport passif (sans dépense d’énergie) et par transport actif (avec dépense d’énergie).
La diffusion est le mouvement net d’une substance vers le bas de son gradient de concentration d’une région de concentration plus élevée à une région de concentration plus faible.
Le transport passif à travers la bicouche lipidique est appelé diffusion simple et le transport à travers les canaux ioniques et les protéines membranaires est appelé diffusion facilitée.
L’osmose est un type de diffusion dans lequel les molécules d’eau traversent une membrane semi-perméable d’une région avec une concentration efficace d’eau plus élevée à une région où sa concentration efficace est plus faible.
Dans le transport actif, la cellule dépense de l’énergie métabolique pour déplacer des ions ou des molécules à travers une membrane, contre un gradient de concentration.
Le transport actif primaire , également appelé transport actif direct, utilise directement l’énergie métabolique pour transporter les molécules à travers la membrane. Par exemple, la pompe sodium-potassium utilise l’ATP pour pomper les ions sodium hors de la cellule et les ions potassium dans la cellule.
Dans le cotransport , également appelé transport actif indirect, deux solutés sont déplacés en même temps. Une pompe ATP alimentée maintient un gradient de concentration. Ainsi, une protéine porteuse cotransporte deux solutés. Un soluté descend son gradient de concentration et utilise l’énergie libérée pour déplacer un autre soluté contre son gradient de concentration.
endocytose et exocytose
Certains des plus gros matériaux, tels que les grosses molécules, les particules alimentaires ou même les petites cellules, entrent ou sortent également des cellules. Ils sont déplacés par exocytose et endocytose . Comme le transport actif, ces processus nécessitent une dépense d’énergie directement de la cellule. Cela passe par la formation de vésicules dans la membrane cellulaire qui, selon qu’elles entrent ou sortent, permettent de dissoudre le matériel recherché dans le cytoplasme ou, au contraire, dans l’ environnement .
- en exocytose . Une cellule expulse des déchets ou des produits de sécrétion (tels que des hormones) en fusionnant une vésicule avec la membrane plasmique.
- dans l’endocytose . Les matériaux sont incorporés dans la cellule. Plusieurs types de mécanismes d’endocytose fonctionnent dans les systèmes biologiques, notamment la phagocytose, la pinocytose et l’endocytose médiée par les récepteurs.
- Dans la pinocytose (« cellules buveuses »). La cellule absorbe les matières dissoutes.
- dans l’endocytose médiée par les récepteurs . Des molécules spécifiques se combinent avec des protéines réceptrices sur la membrane plasmique. L’endocytose médiée par les récepteurs est le principal mécanisme par lequel les cellules eucaryotes absorbent les macromolécules.
- Dans la phagocytose (littéralement, « manger des cellules »). La cellule ingère de grosses particules de solides sous forme de nourriture ou de bactéries . Cette dernière est vitale dans le cas de certaines cellules et organismes unicellulaires qui phagocytent (enveloppent dans leur membrane) la matière pour la nutrition .
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