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Une bicouche est un agencement structurel de deux couches parallèles de molécules, que l'on trouve généralement dans des systèmes biologiques tels que les membranes cellulaires. L'exemple le plus courant est la bicouche de phospholipides qui forme la structure de base de la membrane plasmique dans les cellules vivantes. Dans cet agencement, les molécules de phospholipides sont organisées de manière à ce que leurs têtes hydrophiles (attirant l'eau) soient orientées vers l'extérieur, vers l'environnement aqueux, tandis que leurs queues hydrophobes (repoussant l'eau) sont orientées vers l'intérieur, loin de l'eau. Cela crée une barrière stable entre l'intérieur et l'extérieur de la cellule.
La bicouche n'est pas rigide ; elle est fluide et dynamique, permettant aux protéines, lipides et autres molécules de se déplacer à l'intérieur. Cette fluidité est cruciale pour divers processus cellulaires tels que le transport de substances, la signalisation cellulaire et la réparation des membranes. Les protéines intégrées dans la bicouche jouent des rôles importants, notamment en agissant comme des canaux, des récepteurs et des enzymes.