1. Encombrement cytoplasmique : Le cytoplasme, la substance gélatineuse qui remplit une cellule, est loin d’être un espace vide. Il est densément rempli de divers composants cellulaires, tels que des protéines, des acides nucléiques et des organites, qui peuvent entraver la libre diffusion des molécules. Ce phénomène, appelé encombrement cytoplasmique ou encombrement macromoléculaire, crée un environnement très visqueux qui ralentit le mouvement moléculaire.
2. Interactions moléculaires : Lorsque les molécules parcourent le cytoplasme encombré, elles rencontrent fréquemment d’autres molécules et interagissent avec elles. Ces interactions peuvent être attractives, répulsives ou stériques (en raison d'un obstacle physique). Ces interactions peuvent influencer de manière significative le mouvement et la localisation des molécules, conduisant à des modèles de diffusion complexes.
3. Transport dirigé : De nombreuses molécules au sein des cellules sont transportées de manière dirigée, plutôt que de dépendre uniquement de la diffusion. Les moteurs moléculaires, tels que les kinésines et les dynéines, se déplacent le long des filaments du cytosquelette, transportant des vésicules, des organites et d'autres cargaisons vers des emplacements cellulaires spécifiques.
4. Compartimentation : Les cellules sont compartimentées en divers organites, chacun ayant sa composition moléculaire et sa fonction uniques. Les organites agissent comme des barrières semi-perméables qui limitent la diffusion des molécules et créent des environnements distincts au sein de la cellule.
5. Diffusion active : En plus de la diffusion passive, certaines molécules peuvent se déplacer activement contre des gradients de concentration. Ce processus, appelé diffusion active ou diffusion facilitée, est piloté par des processus consommateurs d'énergie, tels que l'hydrolyse de l'ATP.
6. Convection : Dans certains cas, un écoulement de fluide peut se produire à l’intérieur des cellules, ce qui peut générer des courants convectifs transportant des molécules. Ceci est particulièrement important dans les grandes cellules, telles que les neurones, où les nutriments et autres molécules doivent être transportés sur de longues distances.
En prenant en compte ces facteurs, nous obtenons une image plus réaliste de la façon dont les molécules se déplacent dans les cellules. L’interaction complexe de l’encombrement cytoplasmique, des interactions moléculaires, du transport dirigé, de la compartimentation, de la diffusion active et de la convection dresse un tableau dynamique du mouvement cellulaire bien plus complexe que la vision traditionnelle de la diffusion libre.
