Les membranes cellulaires sont beaucoup plus complexes que vous ne le pensez - Nazzy Pakpour

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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 ils ont besoin pour survivre. Comment fonctionnent donc ces membranes, et comment sont-elles si fortes? Nazzy Pakpour investigue.

Leçon donnée par Nazzy Pakpour, animation faite par Zedem Media.

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.