Les membranes cellulaires sont une contradiction en elles-mêmes.
Ces tissus huileux sont 100 fois plus fins que la soie d'araignée,
mais restent assez forts pour préserver le contenu délicat de la vie :
le cytoplasme de la cellule, son matériel génétique, ses organites,
et toutes les molécules dont elles ont besoin pour survivre.
Comment fonctionnent donc ces membranes, et comment sont-elles si fortes ?
Tout d'abord, il est tentant de penser que la membrane cellulaire
est comme la paroi élastique d'un ballon,
mais c'est bien plus compliqué que cela.
En réalité, elle est toujours en mouvement,
modifiant ses composants afin que les cellules absorbent les nutriments,
se débarrassent des déchets,
laissent passer certaines molécules,
communiquent entre elles,
se familiarisent avec leur environnement,
et s'auto-réparent.
La membrane cellulaire est résistante, flexible et fonctionnelle
car elle rassemble certains composants libres
dans ce que les biologistes appellent « la mosaïque fluide ».
Le composant principal de cette mosaïque
est une molécule simple appelée « phospholipide ».
Un phospholipide a une tête hydrophile chargée d'électricité,
qui attire l'eau,
et une queue hydrophobe, qui la repousse.
Ils s'attachent queue-à-queue en deux plis
d'une épaisseur de 5 à 10 nanomètres qui s'étend tout autour de la cellule.
Les têtes pointent vers le cytoplasme à l'intérieur
et vers le fluide aqueux à l'extérieur,
les queues d'acide gras situées entre elles.
Cette double couche, d'une consistance similaire à l'huile végétale à 37 degrés,
est parsemée d'autres types de molécules,
dont les protéines,
les glucides,
et le cholestérol.
Le cholestérol maintient la fluidité adéquate de la membrane.
Il aide aussi à réguler la communication entre les cellules.
Parfois, les cellules communiquent
en secrétant et en captant des produits chimiques et des protéines.
Secréter des protéines est facile,
mais les capter est bien plus compliqué.
Cette procédure est appelée « endocytose ».
Certaines parties de la membrane absorbent des substances
et les transportent à l'intérieur de la cellule tels des vésicules.
Une fois le contenu déchargé,
les vésicules sont recyclés et rattachés à la membrane cellulaire.
Les composants les plus complexes de la mosaïque fluide sont les protéines.
Leur rôle principal est de s'assurer
que les bonnes molécules rentrent et sortent de la cellule.
Les molécules apolaires, comme l'oxygène,
le dioxyde de carbone,
et certaines vitamines,
peuvent traverser la couche de phospholipides facilement.
Mais les molécules polaires ne peuvent pas traverser la couche grasse intérieure.
Les protéines intermembranaires s'étirent et créent des tunnels
pour permettre à certaines molécules de passer, comme le sodium et le potassium.
Les protéines périphériques flottant à l'intérieur de la double couche
aident à attacher la membrane à la structure interne de la cellule.
D'autres protéines peuvent aider à unir deux différentes doubles couches.
C'est utile dans certaines situations, tel un spermatozoïde fécondant un ovule,
mais ça peut aussi nous causer du mal, tel un virus pénétrant la cellule.
Certaines protéines bougent dans la mosaïque fluide,
s'unissant pour former des complexes ayant des objectifs spécifiques.
Par exemple, un complexe peut activer les cellules de notre système immunitaire,
puis se désintégrer une fois le rôle des cellules est achevé.
Les membranes cellulaires sont aussi un champ de bataille
entre nous et tous les organismes qui essaient de nous infecter.
En effet, certaines des substances les plus toxiques que nous connaissons
sont des protéines issues de bactéries infectieuses qui traversent la membrane.
Ces toxines malformées percent la membrane cellulaire,
ce qui déverse le contenu de la cellule vers l'extérieur.
Les scientifiques essaient de trouver des solutions pour les repousser,
comme l'utilisation d'une éponge microscopique
qui absorberait les toxines infectieuses et sauverait nos cellules.
Grâce à la mosaïque fluide, toutes les fonctions vitales sont possibles.
Sans membrane cellulaire, les cellules n'existeraient pas,
et sans cellules, les bactéries n'existeraient pas,
ni les parasites,
ni les champignons,
ni les animaux,
ni nous.