Activité 2 : Quelle est la composition chimique du noyau
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SOMMAIRE Séquence 2 : Structure, ultrastructure cellulaire, fonctions de chaque organite ---------------- 2 Activité 2 : Quelle est la composition chimique du noyau ? ------------------------------------------ 2 Quel est l’utrastructure du noyau ? ------------------------------------------------------------------------- 2 Quels sont les rôles du noyau ? ------------------------------------------------------------------------------ 2 De quelle façon s’effectuent les rôles du noyau ? ------------------------------------------------------- 3 Quels sont les principaux organites cytoplasmiques ? ------------------------------------------------- 3 Activité 3 : Qu’est ce que le réticulum endoplasmique ? ---------------------------------------------- 3 Qu’est ce que l’appareil de golgi ? -------------------------------------------------------------------------- 3 Que sont les lysosomes et les vésicules ? ------------------------------------------------------------------ 4 Quelles sont les rôles et relations entre le RER, l’appareil de Golgi et les diverses vésicules cellulaires ? -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4 Qu’est ce que la mitochondrie ? ----------------------------------------------------------------------------- 5 Quelle est la fonction principale (rôle) de la mitochondrie ? (activité sécrétrice) --------------- 5 Quel effet ont les exercices d’endurance (musculaire) sur les mitochondries ? ------------------ 5 Qu’est ce que le cytosquelette ? ----------------------------------------------------------------------------- 5 Que sont les microtubules ? ----------------------------------------------------------------------------------- 5 Que sont les microfilaments ? -------------------------------------------------------------------------------- 6 Que sont les centrosomes ? ----------------------------------------------------------------------------------- 6 Que sont les centrioles ? --------------------------------------------------------------------------------------- 6 Quel est le rôle des centrioles ? ------------------------------------------------------------------------------ 6 Que sont les cils ? Et leur rôle ? ------------------------------------------------------------------------------ 6 1 Séquence 2 : Structure, ultrastructure cellulaire, fonctions de chaque organite Activité 2 : Quelle est la composition chimique du noyau ? - ADN : acide désoxyribonucléique Protéines : histones H1 ; H2a ; H2b ; H3 ; H4 (structure l’ADN) ARN : acide ribonucléique, en faible quantité Quel est l’utrastructure du noyau ? - - Le ou les nucléoles : constitués de nombreuses protéines, d’ARN et d’une quantité très faible d’ADN La chromatine : Contient l’essentiel de l’ADN nucléaire associé à des nucléoprotéines (protéines du noyau). Se replie lors de la division cellulaire pour former les chromosomes. Le nucléoplasme : Contient toutes les molécules solubles du noyau La membrane ou enveloppe nucléaire : double membrane qui délimite le noyau de l’espace périnucléaire. Quels sont les rôles du noyau ? Le noyau assure la commande du fonctionnement cellulaire. Il contient informations concernant la morphologie et la différenciation de la cellule. toutes les 2 C’est donc un organite très spécialisé, riche en ADN qui contient l’information génétique de la cellule, sans lequel elle ne peut vivre. (Transmission de l’information de façon équivalente entre les deux cellules filles). De quelle façon s’effectuent les rôles du noyau ? Par la division cellulaire : La division cellulaire est le mode de multiplication de toute cellule. Elle lui permet de se diviser en plusieurs cellules-filles (deux le plus souvent). C'est donc un processus fondamental dans le monde vivant, puisqu'il est nécessaire à la régénération de tout organisme. Chez les eucaryotes -Ils sont caractérisés principalement par des cellules qui possèdent un noyau- il y a deux types de division cellulaire : o La mitose qui n'autorise qu'une multiplication asexuée; elle permet la régénération d'un organe, et aussi la croissance. o La méiose qui permet la reproduction sexuée. Quels sont les principaux organites cytoplasmiques ? 1. L’axe réticulum endoplasmique avec également l’appareil de golgi , les lysosomes et les vésicules : ces organistes sont impliqués dans la synthèse, la sécrétion des principales molécules organiques (protéines lipides) ainsi que dans les fonctions d’absorption, de digestion et d’excrétions intracellulaires. 2. La mitochondrie 3. Cils, centrosomes et cytosquelette Activité 3 : Qu’est ce que le réticulum endoplasmique ? Le réticulum endoplasmique (RE) est un organite présent dans les cellules eucaryotes. Le RE modifie les protéines, produit des macromolécules et transfère des substances vers l'appareil de Golgi. Dans les neurones, le réticulum endoplasmique se nomme « corps de Nissl », et dans les hépatocytes, « corps de Berg ». Il peut être de deux types : - RE lisse (REL) : réticulum sans ribosome, impliqué dans la synthèse des lipides RE rugueux ou granuleux (RER ou REG) : Région du réticulum associée à des ribosomes ; impliqué dans la synthèse des protéines sécrétrices membranaires. Qu’est ce que l’appareil de golgi ? L'appareil de Golgi ou dictyosome : est un organite des cellules biologiques. Il joue un rôle majeur dans le processus d'exocytose, puisqu'il fait l'intermédiaire entre le réticulum endoplasmique et la membrane plasmique. Il est unique dans une cellule et régule le transport vésiculaire et se charge de modifier les protéines par glycosylation, sulfatation… Il est composé de deux faces : le site cis, face d'entrée des protéines sécrétées par le réticulum et le site trans, face de sortie des vésicules. 3 Il se compose également d’un empilement régulier de saccules aplatis à bords renflés et de vésicules associées les deux limités par une membrane. Ces vésicules golgienne se forment par bourgeonnement de la membrane des saccules. Que sont les lysosomes et les vésicules ? Les vésicules sont de petits organites sphériques délimités par une membrane. On en trouve plusieurs types : - De transport et de sécrétion : dérivées de l’appareil de golgi De transfert : issues du réticulum endoplasmique Provenant de l’endocytose à la surface des cellules Les lysosomes : vésicules dont le contenu est riche en enzymes spécifiques : les hydrolases acides*. Constituent un système de digestion intracellulaire. Les peroxysomes : contiennent des enzymes impliquées dans l’oxydation de plusieurs substrats. (par exemple certains lipides). Il y ‘a également d’autres vésicules qui transportent ou stockent des substances D’autres encore qui permettent les échanges de membranes cellulaires entre les différents compartiments de la cellule. Quelles sont les rôles et relations entre le RER, l’appareil de Golgi et les diverses vésicules cellulaires ? De ce schémas résumant les relations entre le RER, l’appareil de Golgi et les diverses vésicules cellulaires on peut en déduire le cheminement de la protéine dans la cellule : fabriquée dans le REG (ou RER), cette protéine se déplace dans les cavités pour se retrouver au bout de quelques temps dans l’appareil de golgi, puis elle passe dans les vésicules golgiennes qui libèrent leur contenu dans la lumière de la glande. 4 Qu’est ce que la mitochondrie ? C’est un organite à part qui contient de l’ADN circulaire (ADN mitochondrial). Elle possède ses propres systèmes de synthèse protéique, indépendamment de ceux du noyau de la cellule. Elle est généralement ovoïde possédant une double membrane. Les membranes externe et interne (plissée, formant des crêtes plus ou moins nombreuses qui augmentent sa surface) sont séparées par un espace intermembranaire. L’intérieur de la mitochondrie, appelée matrice, contient de grandes quantités d’enzymes dissoutes, des ribosomes et des granules diverses. Quelle est la fonction principale (rôle) de la mitochondrie ? (activité sécrétrice) La mitochondrie est le lieu de la production d’ATP (énergie). Elles sont le siège d’oxydations de molécules organiques permettant la production d’énergie. En résumé : les mitochondries permettent aux cellules de réaliser l’oxydation des nutriments ce qui leur fournit l’énergie nécessaire à leur fonctionnement (ATP). Ces processus ont lieu au niveau des crêtes mitochondriales. Il existe une relation entre le nombre de mitochondries, l’importance des crêtes et les capacités oxydatives de la cellule. Quel effet ont les exercices d’endurance (musculaire) sur les mitochondries ? Les exercices d’endurance comme la course de fond par exemple améliorent les capacités aérobies (= nécessitant l’apport de dioxygène) de la cellule musculaire. La dégradation des acides gras et du glucose en présence d’oxygène est favorisée par une augmentation du nombre et de la taille des mitochondries. Les crêtes mitochondriales sont également plus nombreuses. Qu’est ce que le cytosquelette ? C’est un assemblage de microtubules et de microfilaments permettant d’établir et de maintenir l’architecture de la cellule. Que sont les microtubules ? Ce sont des tubules fins formés de tubuline, d’un diamètre de 20 nm, de longueur variable, participant à la constitution des centrioles, cils, flagelles, fuseau mitotique. Important dans la mobilité cellulaire ; ils sont responsables des mécanismes de transport intracellulaire : migration des vésicules, des protéines, ou même d’organites. Les microtubules se rejoignent en un point de la cellule appelé centrosome. 5 Que sont les microfilaments ? Ce sont des filaments fins de 6 nm de diamètre intracytoplasmique, soit sous la membrane, soit entre deux points de la membrane. Formé de protéines contractiles comme l’actine, la troponine ; ils sont fixés à la membrane plasmique et à certains organites qu’ils maintiennent en place. NB : Microtubules et microfilaments sont deux types de filaments associés à d’autres filaments intermédiaires : les centrosomes et les centrioles. Que sont les centrosomes ? Organite localisé au centre des cellules animales. C’est le centre organisateur des microtubules et il agit comme un pôle du fuseau mitotique. Ils se composent de deux centrioles perpendiculaires l’un à l’autre. Que sont les centrioles ? Chaque centriole est un cylindre creux formé par l’association de 9 triplets de microtubules accolés disposés de façon circulaire. On en trouve habituellement deux au centre d’un centrosome dont la définition suit (deux centrioles = diplosome). Les microtubules irradient dans la cellule à partir des centrioles. Quel est le rôle des centrioles ? - - Ils organisent le réseau cytoplasmique de microtubules dans les cellules au repos, forment le fuseau le long duquel sont disposés les chromosomes dans les cellules en division. Ils représentent la structure de base des cils vibratiles (constituants mobiles spécialisés de la cellule) Que sont les cils ? Et leur rôle ? Constituants mobiles extrêmement spécialisées du cytosquelette de la cellule contenant 9 doublets de microtubules accolés plus une paire de tubules centraux séparés. Ils sont limités par la membrane plasmique de la cellule contrairement aux centrioles. Ils jouent un rôle dans les mouvements de fluide à la surface de la cellule. (Par exemple les cellules des trompes de Fallope) ou dans la mobilité cellulaire (spermatozoïde : il y a un seul cil, très long, appelé flagelle) Résumé - Une cellule est constituée d’un noyau et d’un cytoplasme limité par une membrane plasmique. - Dans le cytoplasme se trouvent de nombreux organites : 6 o Le RER : Lieu de synthèse des protéines (cette synthèse peut également avoir lieu au niveau des ribosomes à l’état libre o Le REL o L’appareil de Golgi : chargé de la modification des protéines et de leur emballage dans des vésicules avant leur libération par exocytose ou leur intégration dans les membranes cellulaires o Les mitochondries : assurent l’essentiel de la production de l’énergie nécessaire à son activité - - Les organites sont maintenus en place grâce à un réseau de microtubules et microfilaments formant le cytosquelette organisé à partir des centrioles. Les microtubules assurent également le transport de différents composants (protéines, organites) dans la cellule. Le noyau contient sous forme d’ADN l’information génétique de la cellule. Il commande la morphologie et le fonctionnement de celle-ci, intervient dans la mitose pour répartir de façon équivalente cette information dans les deux cellules filles. 7
