La structure de type membrane cellulaire consiste en une double couche phospholipidique comprise entre deux couches de protéines situées au niveau des surfaces de séparation entre les phases interne et externe de la cellule. La couche lipidique est bimoléculaire, les groupes polaires faisant face à la couche de protéines, tandis que les groupes apolaires faisant face à une fonction d’isolation.
Les membranes cellulaires, avec une épaisseur de 90 A seulement, ne sont pas visibles au microscope à lumière transmise. Avant l'avènement de la microscopie électronique, les cytologistes ont supposé que la cellule était entourée d'un film invisible, car si ce film hypothétique était rompu, le contenu de la cellule pourrait s'échapper. Aujourd'hui, avec le microscope électronique, la membrane peut être considérée comme une mince ligne double continue. Selon les hypothèses actuelles, la membrane est essentiellement constituée de molécules de phospholipides et de cholestérol disposées de manière à ce que leurs queues hydrophobes soient tournées vers l’intérieur .
Les chaînes polypeptidiques des molécules de protéines membranaires sont perpendiculaires aux molécules lipidiques et sont supposées maintenir la cohésion entre les différentes parties de la membrane plasmatique.
La structure membraneuse remplit la tâche de séparer l'environnement cellulaire du milieu extracellulaire, du noyau du cytoplasme, ainsi que du matériel contenu dans les divers organites de la matrice cytoplasmique.
Dans chaque cellule, animal ou légume, la couche périphérique du protoplasme présente les caractéristiques morphologiques et fonctionnelles d'une membrane placée de manière à séparer deux environnements différents, qui peuvent être identifiés avec des solutions possédant des caractéristiques et des compositions physico-chimiques différentes. La fonction de ce diaphragme est de permettre le passage de l’eau et d’autres petits solutés à l’intérieur de la cellule, alors qu’il s’oppose aux solutés de poids moléculaire élevé. En général, le sens du flux est déterminé par la concentration de la composition de la solution sur les côtés de la membrane. Le flux se produit toujours dans le verset, de la solution la plus diluée à la solution la plus concentrée: il tend à équilibrer les deux concentrations et cesse lorsque l'égalité est atteinte. . La pression nécessaire pour arrêter complètement ce mouvement s'appelle la pression osmotique. Plus la solution est concentrée, plus elle est concentrée.
La membrane cellulaire n'est pas une membrane semi-perméable idéale, car elle est imperméable à certains solutés présents, mais pas à tous. La perméabilité ou non de la membrane de soluté ne dépend pas exclusivement de ses caractéristiques chimiques et physiques structurelles, mais en grande partie de phénomènes étroitement liés au métabolisme cellulaire.
Les cellules, en fonction de leur comportement lié à la pression osmotique et à la pression environnementale, se distinguent par: poikilosmotiche et omiosmotiche. Les premiers montrent une pression osmotique égale ou presque à celle de leur environnement, les derniers sont capables de maintenir une pression osmotique dans une vaste latitude de valeurs très différentes de celles de l'environnement. Tenant compte de ces caractéristiques du comportement des cellules animales et végétales, J. Traube a créé un dispositif spécial, constitué d’une membrane semi-perméable, qui devait reproduire artificiellement le comportement des cellules vivantes face à des solutions données. Initialement, une membrane de ferrocyanure de cuivre était utilisée comme membrane; par la suite, des membranes semi-perméables ont été introduites, permettant de déterminer l'étendue de pressions osmotiques significatives.
Enfin, on peut affirmer que le passage des différentes substances à travers la membrane plasmique peut avoir lieu par simple diffusion facilitée ou par transport actif.
Diffusion simple: transport passif à travers la double couche lipidique. La diffusion est le mouvement de molécules d'une zone à une autre suite à leur agitation thermique aléatoire. En diffusion simple, la perméabilité de la membrane est déterminée par les facteurs suivants: (a) la liposolubilité de la substance d'étalement, (b) la taille et la forme des molécules d'étalement, (c) la température et (d) l'épaisseur de la membrane. .
Diffusion facilitée: transport passif à travers les protéines membranaires. La diffusion facilitée est effectuée par deux types de protéines de transport: (a) des transporteurs, qui lient les molécules d’une partie de la membrane et les transportent de l’autre par une modification conformationnelle et (b) des canaux, qui forment des pores qui s’étendent d'un côté de la membrane à l'autre. En diffusion facilitée, la perméabilité de la membrane est déterminée par deux facteurs: (a) la vitesse de transport de porteurs ou canaux individuels et (b) le nombre de porteurs ou canaux présents dans la membrane.
Transport actif. Il existe deux principaux types de transport actif: le transport actif primaire, qui utilise l’ATP ou d’autres formes d’énergie chimique, et le transport actif secondaire, qui utilise le gradient électrochimique d’une substance comme source d’énergie pour induire le transport actif d’une substance élevée.
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Image extraite de www.progettogea.com
Edité par: Lorenzo Boscariol
