Les organites cellulaires - Partie 2

  

Notes de cours

L'essentiel de l'ultrastructure

et de la physiologie de la

  

CELLULE

 

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  Anabolisme et catabolisme

    1 - Le noyau 

Le noyau est un des organites les plus volumineux de la cellule. La membrane nucléaire sépare le nucléoplasme du cytoplasme mais la  membrane externe de l'enveloppe nucléaire est en continuité avec la membrane du réticulum endoplasmique. Le noyau contient de l'ADN au niveau des chromosomes et de l'ARN au niveau des nucléoles. Comme l' ADN et l' ARN sont responsables de contrôler la synthèse des protéines, y compris celle des enzymes, on considère le noyau comme le centre de contrôle de la cellule. L' ADN , comme matériau génétique, peut aussi se reproduire par lui-même (s'autodupliquer) et subir des mutations. Pendant la division cellulaire, une copie du matériel génétique passe dans chacune des nouvelles cellules. Retenons que l'ARNm est synthétisé à partir de l'ADN (cf schéma fonctionnel) et quittera alors le noyau pour participer à la synthèse des protéines se réalisant au niveau des ribosomes du reticulum endoplasmique rugueux. 

  

    2 - Le réticulum endoplasmique

Il existe tout un système de ramifications faites de chenaux aplatis et de tubes qui parcourent le cytoplasme et s'étendent jusqu'à la membrane nucléaire; c'est le réticulum endoplasmique (RE) .Certaines portions sont piquetées de ribosomes et forment le RE granulaire ou rugeux ; d'autres sont nues et forment le RE lisse. Les  ribosomes sont les lieux de synthèse des protéines. Chacun d'eux comprend deux sous-unités riches en protéines et en ARN ribosomique. Les ribosomes ne se trouvent pas uniquement sur le RE granulaire, mais également au sein même du cytoplasme, formant des regroupements qu'on appelle des polysomes.

Si le RE granulaire est chargé de synthétiser les protéines, le RE lisse synthétise les lipides. En plus de leurs fonctions de synthèse, les deux types de RE servent à acheminer des matériaux d'une partie de la cellule à une autre. Après leur synthèse, les substances pénètrent dans les chenaux du RE qui se transforment alors en vésicules (petits sacs membranaires). Parfois, ces vésicules se dirigent vers la membrane cellulaire, mais le plus souvent, elles gagnent l'appareil de Golgi. Le RER est le lieu de synthèse des protéines (cf schéma fonctionnel) à partir des acides aminés amenés au niveau de l'ARNm par les ARNt ; cette synthèse s'effectue avec consommation d'énergie apportée par les molécules d'ATP qui se transforment en molécules d'ADP.

  

    3 - L'appareil de Golgi

Appareil de Golgi Au début du siècle, Camille Golgi découvre cet organite sans arriver à en déchiffrer la structure et à en comprendre le rôle. On sait aujourd'hui que l'appareil de Golgi est un empilement d'au moins une demi-douzaine de sacs membranaires aplatis qu'on appelle des saccules. Ces organites se spécialisent dans l'emballage et la sécrétion des macromolécules.

Des observations microscopiques et des tests biochimiques révèlent que l'organite absorbe par sa face interne des vésicules remplies de protéines qui proviennent du RE. Ces protéines, après avoir subi des modifications, s'accumulent dans les vésicules - les dictyosomes - en formation sur la face externe de l'appareil de Golgi. Les vésicules se dirigent ensuite vers différentes parties de la cellule. Certaines gagnent la membrane cellulaire pour y expulser leur contenu; c'est ce qu'on appelle l'exocytose. Les corps de Golgi apparaissent comme des organites de stockage (cf schéma fonctionnel) et de distribution des protéines.

  

  

    4 - Les lysosomes

Certaines vésicules formées par l' appareil de Golgi ont un rôle à jouer dans la cellule même. Les plus importantes sont les lysosomes, riches en enzymes hydrolytiques ou digestives, capables de briser les macromolécules; c'est pour cette raison qu'ils demeurent isolés du reste du cytoplasme car ils pourraient détruire la cellule elle-même. Presque toutes les cellules animales en contiennent ainsi que certaines cellules végétales, quelques champignons et algues. Certains lysosomes nouvellement formés se fusionnent avec des vésicules de phagocytose; celles-ci apparaissent lorsque la membrane cellulaire s'incurve pour emprisonner de petites quantités de matière. On les appelle également des vésicules d'endocytose car elles font pénétrer les matériaux dans la cellule.

 Lorsqu'une vésicule de phagocytose fusionne avec un lysosome, le contenu de la vésicule est la proie des enzymes Iysosomiques. Lorsqu'il s'agit d'un matériau indigeste, le lysosome se transforme en corps résiduel. Les corps résiduels jouent en rôle excréteur lorsqu'ils gagnent la membrane cellulaire pour expulser leur contenu à l'extérieur. Les lysosomes sont parfois capables de digérer des cellules au complet ou en partie. Comme les lysosomes sont capables de digérer des portions cellulaires, on les appelle parfois des « sacs suicide » car s'ils libèrent leur contenu dans le cytoplasme, ils peuvent le digérer complètement. Cette propriété est importante au cours de certaines transformations, comme la résorption de la queue du têtard qui se transforme en grenouille. On peut ainsi considérer que les lysosomes apparaissent comme des "estomacs" cellulaires (cf schéma fonctionnel) capables de fournir, entr'autres, des acides aminés (AA) qui seront pris en charge par les molécules d'ARNt qui leur sont spécifiques et amenés au niveau des ribosomes pour y être assemblés en protéines.

  

    5 - Les vacuoles

La plupart des cellules végétales adultes possèdent des vacuoles (gros sacs membranaires); certaines cellules animales et quelques organismes unicellulaires contiennent des vacuoles d'un type particulier. Généralement, les vacuoles sont caractéristiques des cellules végétales où elles occupent presque tout l'espace. Le liquide vacuolaire ou sève cellulaire est une sorte de réservoir contenant des substances en fortes concentrations, comme des sucres, des acides, des sels et des pigments. Ce sont ces pigments, solubles dans l'eau, qui confèrent aux différentes parties d'une plante, leurs couleurs. Les vacuoles sont donc d'importantes réserves (cf schéma fonctionnel) d'eau et de solutés divers.

  

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