Une membrane cellulaire animale est la barrière entre l'intérieur de la cellule et l'environnement externe, semblable à la façon dont la peau agit comme une barrière pour le corps des vertébrés. La structure de la membrane cellulaire est une mosaïque fluide constituée de trois types de molécules organiques: les lipides, les protéines et les hydrates de carbone. La membrane cellulaire contrôle le mouvement des substances comme les nutriments et les déchets à travers la membrane, à l'intérieur et à l'extérieur de la cellule.
Les blocs de construction de base d'une membrane cellulaire sont des phospholipides. Les phospholipides contiennent une extrémité hydrophobe (insoluble dans l'eau) constituée de deux chaînes d'acides gras de molécules non polaires telles que les carbones et les hydrogènes. L'autre extrémité est hydrophile (soluble dans l'eau) et contient des molécules de phosphate polaires. Ces phospholipides sont disposés en bicouche avec leur groupe terminal hydrophile exposé à l'eau de chaque côté de la membrane et les molécules hydrophobes non polaires protégées à l'intérieur de la double couche. La couche lipidique comprend environ la moitié de la masse totale de la membrane, en fonction du type de membrane. Le cholestérol est un autre type de lipide dans une membrane cellulaire. Les molécules de cholestérol sont positionnées à l'intérieur de la bicouche pour relier les molécules d'acides gras et stabiliser et renforcer la membrane. Les protéines constituent entre 25 et 75% de la masse de la membrane cellulaire, selon le type de membrane. Les protéines membranaires sont insérées dans la bicouche phospholipidique sur les surfaces exposées et remplissent les diverses fonctions de la cellule. Les protéines sont considérées comme intégrales ou périphériques, en fonction de leur association avec la membrane. Les protéines périphériques sont situées d'un côté de la surface de la membrane et s'associent indirectement par le biais des interactions protéine-protéine. Des protéines intégrales ou transmembranaires sont intégrées dans la membrane, exposées à l'environnement des deux côtés. Les glucides ne représentent qu'un faible pourcentage de la membrane cellulaire mais ont des fonctions importantes. Les molécules de glucides sont généralement de courtes chaînes ramifiées d'unités sucrées simples et sont attachées de manière covalente sur la surface de la membrane cellulaire à la plupart des protéines membranaires intégrales et parfois à la bicouche lipidique elle-même. Lorsque les hydrates de carbone sont liés aux protéines ou aux lipides, ils sont appelés glycoprotéines et glycolipides. Les glucides à la surface d'une membrane cellulaire varient considérablement entre les cellules individuelles, les types de cellules, les individus d'une même espèce et les espèces d'une même espèce. Cette diversité permet aux hydrates de carbone de fonctionner comme marqueurs pour différencier une cellule d'une autre.
Fonctions et Interactions
La fonction principale de la bicouche phospholipidique est de protéger et de maintenir la structure cellulaire. La bicouche permet la fluidité et le mouvement des protéines associées pour les interactions protéiques nécessaires. Les interactions protéiques sont essentielles pour la fonction cellulaire.
Les protéines périphériques agissent comme des récepteurs pour des substances chimiques comme les hormones et permettent la signalisation ou la reconnaissance cellulaire. Sur la surface interne de la cellule, ils s'attachent au cytosquelette, aidant à maintenir la forme ou à catalyser les réactions dans le cytoplasme. Les protéines intégrales transportent des molécules à travers la surface de la membrane, et celles qui sont liées aux glucides en tant que glycoprotéines sont impliquées dans la reconnaissance cellulaire.
Sans les divers marqueurs glucidiques sur la surface de la membrane extracellulaire, les cellules ne pourraient pas pour trier et différencier les cellules au cours du développement de l'embryon, par exemple, ou permettre au système immunitaire de reconnaître les cellules étrangères.
