File - Philippe Cournoyer Évolution et diversité du vivant
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Évolution et Diversité du Vivant (101-NYA-05) Cours 2 Chapitres 4, 5 et 6 Campbell, 3 e édition LE VIVANT EST FAIT DE CARBONE LES MACROMOLÉCULES LA CELLULE Bernadette Féry Automne 2008 Glucose Partie 1 : Introduction aux molécules organiques 1. Le vivant est fait essentiellement de carbone 2. Le vivant est fait de volumineuses molécules à base de carbone qui servent de support structural aux êtres vivants 3. Les propriétés des molécules organiques dépendent de leur squelette carboné et de leurs groupements fonctionnels 4. Les molécules organiques complexes du vivant s’édifient à partir de molécules plus simples 5. Les réactions de condensation et d’hydrolyse construisent et démantèlent les polymères 6. Le métabolisme 1. Le vivant est fait de volumineuses molécules à base de carbone qui servent de support structural aux êtres vivants Le carbone produit de grosses molécules parce qu’il établit quatre liaisons chimiques lorsqu'il réagit (4 électrons de valence). Il est comme un carrefour d'où une molécule peut se ramifier dans quatre directions. Cela produit de grandes chaînes carbonées, droites, ramifiées et ou cycliques, favorables à la structuration des êtres vivants. D’une certaine façon, les molécules du vivant sont constituées d’un squelette de carbone auquel se greffent d’autres atomes comme l’hydrogène, l’oxygène, l’azote, le phosphore … Campbell (3eéd.) — Figure 4.5 : 62 2. Les molécules du carbone sont les molécules du vivant mais les molécules minérales sont essentielles à la vie MOLÉCULES ORGANIQUES • • • • Molécules à base de carbone Étudiées par la chimie organique Unies par liaisons covalentes Les composés organiques peuvent être très petits ou gigantesques et servir alors de molécules structurantes pour le vivant. • Le méthane CH4 est minuscule alors que certaines protéines ont une masse moléculaire supérieure à 1 000 000 daltons. (1 dalton = la masse d'un proton ou d'un neutron c'est-à-dire 1, p. 33) • Les molécules du carbone proviennent généralement de l'activité métabolique des «vivants» sauf les composés du carbone qui sont abondants dans l'environnement (CO2 et carbonates CO32- ) ainsi que les composés du carbone synthétisés par les chimistes (fibres textiles synthétiques à base de polyester : Tergal, Dacron...). • Protéines, acides nucléiques (ADN et ARN), glucides, lipides et vitamines MOLÉCULES MINÉRALES • Molécules ne contenant pas de carbone sauf certains composés du carbone comme le CO2 (p. 61) et les carbonates CO32- qui sont abondants dans l'environnement. Ces composés sont considérés à la fois comme organiques et inorganiques. • Étudiées par la chimie inorganique • Unies par liaisons ioniques • De petite taille, ces molécules ne peuvent servir de support structural aux êtres vivants. • Eau, sels minéraux, acides et bases 3. Les propriétés des molécules organiques (et donc leur rôle biologique) dépendent de leur squelette carboné et de leurs groupements fonctionnels Leur squelette carboné Exemple des isomères Les isomères sont des molécules qui ont la même formule moléculaire mais un arrangement distinct de leurs atomes. Ils n’ont pas les mêmes propriétés. La cellule préfère le glucose. Glucose Sucre du pain, du riz, des patates… Campbell (3eéd.) — Figure 5.3 : 73 Galactose Sucre du lait Fructose Sucre des fruits Leurs groupements fonctionnels Un groupement fonctionnel est un regroupement d'atomes particulier que l'on retrouve fréquemment «accroché» aux squelettes carbonés des molécules en leur conférant une réactivité plus grande (la chaîne carbonée est peu réactive) et définie (même type de réaction d'une molécule à l'autre). Groupement hydroxyle Groupement amine Chaîne carbonée Groupement phosphate Groupement carbonyle Groupement carboxyle Groupement hydroxyle — OH 1. Caractérise les alcools 2. Groupement polaire capable de se dissoudre dans l’eau, également polaire Éthanol Campbell (3eéd.) — Figure 4.10 : 65 Groupement carbonyle — CO Caractérise les sucres Acétone Groupement carboxyle — COOH 1. Caractérise les acides aminés (dans les protéines). 2. Se comporte comme un acide car libère des protons (H+) dans la solution. (Rend les molécules acides) 3. La forme ionisée (en solution) est : —COOH — COO- + H+ H+ Acide acétique Groupement carboxyle dans sa «forme ionisée» Proton : atome d’hydrogène sans son électron Groupement amine — NH2 1. Caractérise les acides aminés (dans les protéines). 2. Se comporte comme une base car accepte des protons (H+) de la solution. (Rend les molécules basiques.) 3. La forme ionisée (en solution) est : —NH2 + H+ —NH3+ H+ Glycine « Forme Ionisée » du groupement amine Groupement phosphate (acide phosphorique) —OPO3H2 ou plus simplement : —PO4 1. Caractérise les acides du noyau : l'ADN et l'ARN 2. La forme ionisée (en solution) est : —OPO3H2 — OPO3 2- + 2H+ 3. Groupement acide car libère 2 protons dans la solution 4. Groupement capable de donner de l’énergie à d’autres molécules par transfert des deux charges négatives et instables Glycérophosphate Exemple de propriétés différentes à cause d’un groupement fonctionnel distinct Groupement hydroxyle Hormone femelle : oestradiol Lionne Lion Groupement carbonyle Hormone mâle : testostérone Campbell (3eéd.) — Figure 4.9 : 64 4. Les molécules organiques complexes du vivant s’édifient à partir de molécules plus simples Les molécules organiques complexes du vivant se forment dans les cellules à partir de molécules organiques simples. Les quatre principales classes de molécules organiques sont les glucides, les lipides, les protéines et les acides nucléiques. Les molécules organiques sont souvent énormes et sont désignées par le terme général de macromolécules. Macromolécule Molécule géante constituée de milliers d'atomes Les macromolécules, sauf les lipides, sont organisées en monomères et en polymères. Les polymères et les monomères Les polymères sont de grosses molécules formées d’un grand nombre d’unités structurales identiques ou semblables (les monomères) rattachées par des liaisons covalentes. Comme une chaîne de wagons, les wagons étant les monomères et le train, le polymère. Polymère Grosse molécule formée d’un grand nombre d’unités identiques ou semblables : les monomères Monomère Unité structurale d’un polymère. Trois exemples de polymères Le glycogène. Petit polymère de glucose, fortement ramifié, situé dans le foie et les muscles des animaux. Rôle du glycogène Réserve de sucre chez les animaux Glucose • Monomère du glycogène • Sucre à 6 carbones Campbell (3eéd.) — Figure 5.6 : 75 L’amidon. Gros polymère de glucose, formé de deux types de chaînes de glucose, situé dans les chloroplastes des plantes. Rôle de l’amidon Réserve de sucre chez les plantes Chloroplaste Amylose Chaîne droite Le glucose produit lors de la photosynthèse peut être transformé en amidon. C'est sous cette forme qu'il est stocké dans le chloroplaste. Dans certains cas, la quantité d'amidon stockée peut devenir tellement grande qu'elle occupe tout le volume du chloroplaste. Celui-ci perd toute la chlorophylle qu'il contient et devient "amyloplaste". Les amyloplastes se trouvent essentiellement dans les racines, les tubercules et les graines. Amylopectine Chaîne ramifiée Source La cellulose. Gros polymère de glucose, situé dans la paroi des cellules végétales. Rôle de la cellulose Non digestible par les enzymes animaux, elle maintient le volume des selles et empêche la constipation Une molécule de cellulose Une microfibrille de cellulose (environ 80 molécules de cellulose) 5. Les réactions de condensation et d’hydrolyse construisent et démantèlent les polymères Les polymères se construisent souvent par des réactions de condensation (déshydratation) Court polymère Monomère « libre » Polymère «allongé » Campbell (3eéd.) — Figure 5.2 : 72 Condensation • Réaction chimique par laquelle une molécule se lie à une autre en libérant une molécule d’eau. • Processus qui requiert de l’énergie et l’aide d’un enzyme (catalyseur) La fabrication des protéines se fait par condensation d’acides aminés. Les polymères se démantèlent souvent par des réactions d’hydrolyse (hydratation) Hydrolyse • Réaction chimique par laquelle une molécule est brisée par l’ajout d’une molécule d’eau. • Processus qui libère de l’énergie et requiert l’aide d’un enzyme (catalyseur) Polymère Polymère « raccourci » Monomère « libre » Campbell (3eéd.) — Figure 5.2 : 72 La digestion des aliments dans l’intestin se fait par hydrolyse. 6. Le métabolisme. Ensemble des réactions cellulaires permettant de construire et de dégrader les macromolécules. Métabolisme Via des enzymes Catabolisme • Voies métaboliques qui décomposent des molécules complexes en molécules simples (souvent par hydrolyse mais pas toujours). • Le bris des liaisons chimiques libère de l'énergie. La respiration cellulaire est le processus catabolique qui dégrade le glucose dans les cellules. Anabolisme • Voies métaboliques qui synthétisent des molécules complexes en réunissant des molécules simples (souvent par condensation mais pas toujours). • La formation des liaisons chimiques consomme de l'énergie. La synthèse des protéines et la synthèse de l'ADN sont deux processus anaboliques importants. Partie 2 : Les molécules organiques 7. Les protéines 8. Les acides nucléiques : ADN (acide désoxyribonucléique ARN (acide ribonucléique) 7. Les protéines Les protéines ont des rôles très importants Soutien (Protéines de structure) Catalyse Transport Mouvement Immunité Régulation Les protéines structurales représentent 50% de la masse sèche des cellules. Protéines des membranes cellulaires, des tendons, des muscles, de la peau (collagène, élastine), des ongles et des cheveux (kératine). Les milliers d'enzymes activent les réactions chimiques. Sans eux, le métabolisme serait d'une lenteur qui le rendrait inexistant. L’hémoglobine transporte l’oxygène et le gaz carbonique dans le sang. De nombreuses protéines membranaires font traverser les substances vers ou en dehors des cellules. L’actine et la myosine des muscles sont responsables des mouvements du corps. Les anticorps dans le sang sont des protéines qui combattent les agents pathogènes. Les hormones sont souvent des protéines. Elles contrôlent de nombreuses substances et processus dans le corps. Par exemple les protéines insuline et glucagon contrôlent le sucre sanguin. Une protéine est un polymère d’acides aminés (les monomères) acide aminé La structure de base de l’acide aminé est toujours la même Un carbone central sur lequel se greffe : un atome H, deux groupements, et une chaîne latérale qui varie selon l’acide aminés. Chaîne latérale «variable» selon l’a.a. ( R1 …R20) H R H — N — C — C — OH Groupement amine Groupement carboxyle H O (basique) (acide) Vingt types d’acides aminés entrent dans la composition des protéines mais il existe aussi d’autres types d’acides aminés dans la cellule qui ont des fonctions particulières. Quelques acides aminés Campbell (3eéd.) — Figure 5.17 : 83 • Observez les groupements amine et carboxyle de ces acides aminés. Ils sont dans leur forme ionisée : NH3+ et COO• Voyez les chaînes latérales. Elles varient d’un acide aminé à l’autre. Les acides aminés sont désignés par des abréviations Alanine (Ala) Arginine (Arg) Acide asparagique (Asp) Asparagine (Asn) Cystéine (Cys) Acide glutamique (Glu) Glutamine (Gln) Glycine (Gly) Histidine (His) Isoleucine (Ile) À titre consultatif ! Leucine (Leu) Lysine (Lys) Méthionine (Met) Phénylalanine (Phe) Proline (Pro) Sérine (Ser) Thréonine (Thr) Tryptophane (Trp) Tyrosine (Tyr) Valine (Val) Les polymères d'acides aminés 2 a.a.reliés = dipeptide 3 a.a.reliés = tripeptide plusieurs a.a. reliés = polypeptide • Par réaction de condensation • Requiert enzyme / énergie • Les acides aminés se disposent côte à côte, avant leur liaison, en respectant une certaine polarité ; par convention : amine à gauche et carboxyle à droite. • Le carboxyle de l'acide aminé de gauche perd — OH et l'amine de l'acide aminé de droite perd — H. Un lien se forme et une molécule d'eau est libérée. • Le lien covalent qui est formé est appelé « peptidique ». Le groupement carboxyle perd OH Le groupement amine perd H Liaison peptidique Campbell (3eéd.) — Figure 5.18 : 84 La répétition du processus forme la séquence répétitive du polypeptide : CCNCCNCCNCCN... à laquelle se greffe les chaînes latérales des acides aminés. Une chaîne polypeptidique possède une polarité : N-terminale et Cterminale. Une protéine Chaque chaîne polypeptidique spécifique possède une séquence unique d'acides aminés. La longueur de cette chaîne peut aller de quelques monomères (hormone ADH) à plus d'un millier de monomères. La plupart des protéines sont formées d’une seule chaîne polypeptidique mais plusieurs en contiennent, deux, voire trois ou quatre. La conformation native d'une protéine détermine sa fonction biologique Repli de la La chaîne polypeptidique d'une protéine, en tant que séquence d'acides aminés linéaire, n'est pas fonctionnelle. Elle doit d'abord se replier. Ce faisant, elle prend une forme tridimensionnelle ou conformation native qui recèle un «site actif», c'està-dire un espace de forme spécifique capable de se lier à une autre molécule dont la forme est complémentaire. La réaction, conforme à la fonction de la protéine, se produit ensuite. protéine saccharose (sucre de table) Insertion du saccharose dans le site actif de l’enzyme glucose Une protéine enzymatique : la saccharase fructose Hydrolyse du saccharose Campbell (3eéd.) — Figure 5.16 : 82 La conformation native de la protéine est dictée par la séquence de ses acides aminés. Comme chaque type de protéine contient une séquence unique d’acides aminés, chaque type possède également une forme tridimentionnelle unique et une fonction spécifique. Les protéines présentent un maximum de quatre niveaux d’organisation structurale La conformation native des protéines formées d’une seule chaîne polypeptidique est une structure tertiaire. Structure primaire Séquence primaire des a.a. Source Structure secondaire Premier repliement par des liaisons H à intervalle régulier Structure tertiaire Deuxième repliement par des liaisons diverses à intervalle irrégulier. La molécule prend la forme d’une boule. La conformation native des protéines formées de plusieurs chaînes polypeptidiques est une structure quaternaire. Structure quaternaire Interaction de diverses chaînes déjà en structure tertiaire. Par diverses liaisons à intervalle irrégulier. Détail du type de liaison de la structure secondaire La structure secondaire est due au repliement de la structure primaire (la chaîne d’acides aminés) à cause de liaisons H à intervalle régulier. + Hélice alpha Campbell (3eéd.) — Figure 5.20 : 86 Interactions hydrophobes Détail du type de liaison de la structure tertiaire La structure tertiaire est due au repliement de la structure secondaire à cause de liaisons de diverses natures : liaisons H , interaction hydrophobes, liaisons ioniques… Liaison H Pont disulfure Liaison ionique Campbell (3eéd.) — Figure 5.20 : 87 Exemples de structures tertiaire et quaternaire Le lysosyme est formé d’1 seule chaîne d’acides aminés. Il atteint la structure tertiaire. Le collagène et l’hémoglobine sont formées, respectivement, de 3 et de 4 chaînes d’acides aminés. Ils atteignent la structure quaternaire. Hémoglobine Lysosyme Collagène Campbell (3eéd.) — Figure 5.19 : 84 Campbell (3eéd.) — Figure 5.20 : 87 Les protéines peuvent se dénaturer (perdre leur conformation native) sous l’effet de la chaleur, d’un pH inadéquat ou d’une mauvaise concentration en sels. p. 85 • Une protéine dénaturée ne fonctionne pas car elle ne présente pas de site actif. • Si elle reste dissoute, elle peut reprendre sa forme si le milieu redevient normal. Protéine normale Campbell (3eéd. ) — Figure 5.22 : 88 Protéine dénaturée C’est la séquence d'acides aminés qui détermine la façon dont une protéine se replie et par conséquent, sa forme. Si un changement survient dans cette séquence (structure primaire), le repliement est modifié et par conséquent la conformation native aussi. Lorsque le changement de forme altère le site actif, la protéine devient généralement non fonctionnelle. Plus rarement elle peut être plus efficace ou acquérir une nouvelle fonction. Exemple de la maladie génétique : anémie falciforme L’hémoglobine (Hb) est formée de 4 chaînes polypeptidiques : 2 alpha et 2 bêta. Il arrive que le sixième acide aminé de la chaîne bêta, la glutamine, soit remplacé par la valine. Ce changement modifie la conformation native de la chaîne bêta. L’hémoglobine a tendance alors à cristalliser ce qui déforme les globules «en faucille». La capacité de transport de l’oxygène est réduite et les globules déformés bouchent les petits vaisseaux en causant la mort. 2 chaînes alpha 2 chaînes bêta Campbell (3eéd. ) — Figure 5.21 : 88 Globule rouge contenant Hb normale Globule rouge déformé par Hb anormale La séquence des acides aminés d’une protéine est dictée par un « gène » de l’ADN (acide désoxyribonucléique) Si une mutation génétique survient (changement dans un gène), la protéine qui découle de ce gène sera modifiée également. Gène normal Protéine normale Gène muté Protéine mutée 8. Les acides nucléiques sont les acides du noyau Deux types d'acides nucléiques ADN : acide désoxyribonucléique et ARN : acide ribonucléique Dépositaire du matériel héréditaire ADN = matériel héréditaire transmis par les parents 3 rôles Produire de l’ADN avant la division cellulaire. (Nos 46 molécules ADN se répliquent «avec leurs protéines associées» puis se répartissent dans 2 cellules Campbell (3eéd. ) «filles».) — Figure 12.4 : 237 Produire de l’ARN quand la cellule a besoin de protéines. (Un gène est copié en ARN m et celui-ci est traduit en polypeptide.) Campbell (3eéd. ) — Figure 5.25 : 90 = ensemble Structure des acides nucléiques Polymères = nucléotides (monomères) Polynucléotides ADN (2 chaînes) ARN (1 chaîne) Structure d’un nucléotide 1 pentose 1 groupement phosphate 1 base azotée Un groupement phosphate Une base azotée B 5’ 4’ 3’ S 1’ 2’ Un sucre à 5 C : un pentose Campbell (3eéd. ) — Figure 5.26 : 91 Observez l’endroit précis où se lient la base et le phosphate ! Base azotée Groupement phosphate au carbone 1’ du sucre au carbone 5’ du sucre B 5’ 4’ 1’ S 3’ 2’ OH Observez également le groupement hydroxyle lié au carbone 3’ du sucre. Ce groupement est impliqué lors de la liaison des nucléotides entre eux. Un peu de terminologie essentielle ! Nucléoside Nucléoside di-P Nucléoside mono-P NUCLÉOTIDE Nucléoside tri-P Détail des nucléotides (monomères de l'ADN ou de l'ARN) Il y a 4 types de nucléotides d’ADN mais aussi 4 types de nucléotides d’ARN car il existe 4 types de bases azotées dans les deux cas. Bases azotées des nucléotides Cytosine C Thymine T Uracile U Bases azotées à un cycle carboné : les pyrimidines Adénine A Guanine G Bases azotées à 2 cycles carbonés : les purines Les sucres des nucléotides Campbell (3eéd. ) — Figure 5.26 : 91 Désoxyribose D Ribose R Les nucléotides sont liés par des liaisons phosphodiester (liens covalents) . Nucléotide S P Extrémité 5’ de la chaîne. Se termine par un groupe phosphate. S P S P S P Lien phosphodiester (Entre P d’un nucléotide et S du nucléotide voisin.) Campbell (3eéd. ) — Figure 5.26 : 91 Extrémité 3’ de la chaîne. Se termine par un sucre La double hélice d’ADN • 2 chaînes de nucléotides ADN retenues face à face par des liaisons hydrogène • Alternance des sucre / phosphate = squelette S-P de l’ADN (Partie identique d'un ADN à l'autre, non spécifique et structural.) • Les paires de bases azotées «appariées par liens H» sont au centre des 2 chaînes. (La séquence des bases est spécifique à chaque gène.) liaison hydrogène Les 2 chaînes s’enroulent à cause des liaisons H. Campbell (3eéd. ) — Figure 16.7 : 324 Règles d'appariement des bases dans l’ADN Adénine établit 2 liens H avec Thymine (A = T ) A T G C Guanine établit 3 liens H avec cytosine (G = C) Les règles de Chargaff selon lesquelles il y a autant de "A" que de "T" et de "G" que de "C" dans l'ADN, peu importe l'espèce, correspondent à ces données. Les règles de complémentarité des bases découlent de leur structure physique. Campbell (3eéd. ) — Figure 16.8 : 324 Les 2 chaînes ADN sont antiparallèles (inversées). 5’ 1’ 4’ 3’ 2’ Les 2 chaînes ADN sont recopiées —servent de matrice— quand une cellule s’apprête à se diviser. (Comme les 2 brins sont complémentaires, si on en connaît un, on déduit l'autre.) 3’— ATCGAA—5’ 5’— TAGCTT—3’ 2’ 1’ 3’— ATCGAA—5’ 5’— TAGCTT—3’ Campbell (3eéd. ) — Figure 5.27 : 92 5’ 5’ 3’ Campbell (3eéd. ) — Figure 16.7 : 324 3’— ATCGAA—5’ 5’— TAGCTT—3’ 4’ 3’ La molécule d’ARN • 1 chaîne de nucléotides ARN • Par copie d’un des deux brins d’un gène à l’aide de nucléotides complémentaires (un gène est une petite partie sur une molécule d’ADN) • Règles d’appariement des bases dans l’ARN : (A = Uracile U ) (G = C) «Pas de thymine dans l’ARN.» 3’— ATCGAA—5’ ADN 5’— TAGCTT—3’ 5’— UAGCUU—3’ ARN Partie 3 : Exploration de la cellule 9. 10. 11. 12. 13. L’intervalle «viable » de la taille des cellules La découverte de la cellule La théorie cellulaire Les constituants de la cellule eucaryote Importance des membranes internes et réseau intracellulaire de membranes 14. Différences entre les cellules végétales et animales 15. Le revêtement cellulaire 16. Les jonctions cellulaires 9. L’intervalle «viable » de la taille des cellules La taille des cellules ne doit pas être trop petite ni trop grosse. Taille d’une cellule Limite inférieure : Déterminée par la quantité minimale d’ADN et de protéines que la cellule doit posséder pour assurer sa survie. Limite supérieure : Déterminée par la vitesse des échanges avec le monde extérieur en lien avec le rapport surfacevolume de la cellule. • Le volume d’un objet augmente plus rapidement que sa surface. • Une cellule qui grossirait un peu trop verrait son volume augmenter trop vite par rapport à sa surface. • La diffusion au travers de la membrane ne suffirait plus à la demande cellulaire. 10. La découverte de la cellule Robert Hooke (1665) a inventé le mot cellule mais Antonie Van Leeuwenhoek a été le premier à observer réellement des cellules. Robert Hooke observe des petits trous dans l’écorce du chêne (liège) qui lui font penser aux cellules d'une prison. Il les nomme « cellules » et croit que seul le liège présente ces structures. Microscope rudimentaire de Hooke Antonie Van Leeuwenhoek a été le premier à décrire des unicellulaires qu’il voyait dans des gouttes d’eau, mais aussi, des globules rouges sanguins et des spermatozoïdes. Cellules dans l’écorce du liège Source 11. La théorie cellulaire En 1838, Matthias Schleiden, un botaniste, suggère que tous les tissus végétaux sont faits de cellules. En 1855, Rudolf Virchow suggère que toute cellule provient d'une autre cellule, préexistante. Source Un an plus tard, le zoologiste Théodore Schwann en arrive à la même hypothèse au sujet des animaux. Ces scientifiques ont mené à la théorie cellulaire : 1. La cellule est la plus petite entité vivante. 2. Tout être vivant est composé de cellules. 3. Toute cellule provient d'une autre cellule. 12. Les constituants de la cellule eucaryote I- Le noyau (à peu près au centre de la cellule) II- Le cytoplasme (entre le noyau et la membrane plasmique) III- La membrane plasmique ou cytoplasmique Le contour de la cellule Campbell (3eéd.) — Figure 6.9 : 104 I- Le noyau Le plus gros des organites de la cellule Rôle général : Contrôle général de la cellule via l’ADN Contient : Enveloppe 1. Le nucléoplasme (milieu nucléaire semi- liquide « semivisqueux » contenant sels, protéines solubles, sucres... et qui fournit un milieu favorable à l'activité nucléaire) 2. Le matériel génétique (ADN et protéines associées) 3. Le ou les nucléole(s) 4. L’enveloppe nucléaire : Matériel double, percée de pores et recouverte de petits organites génétique non membraneux «les ribosomes» Pores nucléaires Ribosomes Nucléole Noyaux de cellules d’oignon et leurs nucléoles Noyau avec 3 nucléoles Son noyau avec ses deux nucléoles Une cellule d’oignon Coupe d’une racine d’oignon vue au microscope optique Le matériel génétique (ADN associé à des protéines) se présente de deux façons, selon le moment cellulaire : chromatine ou chromosomes CHROMATINE • • • État filamenteux (condensation légère du matériel génétique) Granulations peu distinctes au microscope optique Quand la cellule ne se divise pas. Protéines ADN Chromatine Rôle : Être accessible aux enzymes cellulaires qui recopient l’ADN en ADN ou en ARN — selon les besoins cellulaires. Campbell (3eéd.) — Figure 19.2 : 393 La chromatine est placée en position définie à l’intérieur du noyau grâce à la lamina nucléaire, des fibres de protéines qui forment une sorte de cage à l’intérieur du noyau, près de son enveloppe. CHROMOSOMES • État de petits bâtonnets (condensation poussée du matériel génétique) • Granulations distinctes au microscope optique • Quand la cellule se divise 700 nm 1 400 nm Campbell (3eéd.) — Figure 19.2 : 393 Rôle : Faciliter la séparation du matériel génétique vers les deux cellules qui seront issues de la division d’une cellule. Le noyau vu au microscope électronique (la cellule n’est pas en division) Chromatine (+ condensée : hétérochromatine Hc) (- condensée = euchromatine Ec) Membrane nucléaire Rôle : Contrôle les échanges noyau/cytoplasme Hc Ec Hc Ec Source Hc Nucléole (1 à 3 par noyau) Essentiellement de l’ADN nucléolaire L’ADN nucléolaire fabrique l’ARN ribosomique puis cet ARNr s’associe «sur place» à des protéines venues du cytoplasme. Ceci produit un petit organite : le ribosome. Rôle : Fabrique les ribosomes Pores nucléaires Hc II- Le cytoplasme • Les organites membraneux REG, REL, AG, lysosomes (animaux seulement), vacuoles et vésicules, mitochondries, chloroplastes (végétaux seulement) et peroxysomes • Les organites non membraneux Ribosomes Cytosquelette (microtubules et dérivés, microfilaments et filaments intermédiaires) • Les inclusions (amas de substances de réserve) • Le cytosol (ou hyaloplasme) II- Le cytoplasme. Les organites membraneux Cellule animale 1. Le réticulum endoplasmique : granuleux (REG) et lisse (REL) 2. L’appareil de Golgi (AG) 3. Les lysosomes (cellules animales) 4. Les vacuoles nutritives, les vésicules de pinocytose (cellules animales) et, la grande vacuole centrale (cellules végétales) 5. Les mitochondries 6. Les chloroplastes Chloroplaste (cellules végétales) 7. Les peroxysomes Cellule végétale REL REG AG Mitochondrie Grande vacuole centrale (cellules végétales) Campbell (3eéd.) — Figure 6.9 : 104 Le réticulum endoplasmique « RE » Description REL • Réseau de tubules et de sacs membraneux — les citernes. • En continuité avec la membrane nucléaire. • Se divise en deux régions qui Citernes présentent des différences moléculaires et fonctionnelles : • le RE lisse (REL) «paraît lisse au MET» REL • le RE granuleux (REG) «paraît rugueux au MET car il est recouvert de ribosomes» Campbell (3eéd.) — Figure 6.12 : 108 Ribosomes (petits points) Noyau REG Vésicule de transition REG RE vu au microscope électronique MET Rôles du réticulum endoplasmique lisse 1. Le REL synthétise des lipides. 2. Le REL, dans le foie, détoxique les médicaments et les autres drogues. Le REL dans le foie des personnes prenant des médicaments, des drogues ou de l’alcool est très abondant. 3. Le REL, dans les cellules hépatiques, libère le glucose vers le sang durant les périodes de jeûne (entre les repas). 4. Le REL dans les cellules musculaires accumule les ions Ca+ nécessaires à la contraction des muscles. Rôles du réticulum endoplasmique granuleux 1. La protéine fabriquée par le ribosome pénètre dans la citerne du REG, est sucrée, puis, elle est emballée dans une vésicule de transition (un petit sac de membrane) destinée à l’appareil de Golgi. 2. La protéine fabriquée par le ribosome s’incorpore à la membrane du REG qui a déjà préalablement fabriqué ses propres lipides membranaires. Le REG fabrique donc ses propres membranes. Ceci compense la perte de membrane causée par les émissions de vésicules. La protéine fabriquée par le ribosome s’incorpore à une vésicule de transition «vésicule de membrane » destinée à d’autres organites membraneux. L’appareil de Golgi « AG » Description • Essentiellement, un empilement de petits sacs membraneux aplatis et ronds (les saccules) — le dictyosome. • Il peut y avoir plusieurs centaines de dictyosomes dans une cellule. • Les substances passent d’un saccule à l’autre dans une direction déterminée et subissent des transformations. • AG dérive de la fusion des vésicules de transition venant de REG. • AG émet divers vésicules. Les dictyosomes de l'appareil de Golgi Vésicule de transition en provenance de REG et fusionnant avec AG Un dictyosome de AG « une pile de saccules » Campbell (3eéd.) — Figure 6.13 : 109 MET d’un dictyosome de AG Saccules Émission de vésicules de sécrétion et de lysosomes REG Rôles de l’appareil de Golgi 1. Modifie les protéines reçues via les vésicules de transition en leur apposant une «étiquette moléculaire». (Les protéines et les lipides de la membrane de ces vésicules peuvent subir aussi une transformation.) 2. Trie ces protéines selon leur destination et les emballe dans : • des vésicules de sécrétion : protéines destinées à être sécrétées par la cellule. • dans les lysosomes : protéines hydrolytiques qui demeurent dans la cellule. 3. Fabrique certains polysaccharides devant être sécrétés à l'extérieur de la cellule via des vésicules de sécrétion (pectine…). Vésicule de transition Lysosome AG Vésicule de sécrétion Campbell (3eéd.) — Figure 6.16 : 112 Sécrétion cellulaire : Libération d’un produit utile par la cellule ; ne pas confondre avec l’excrétion, un processus qui libère des déchets. La vésicule de sécrétion fusionne avec la membrane plasmique et déverse son contenu à l’extérieur de la cellule. Ex : hormones, enzymes digestifs, acide hyaluronique, collagène. Les lysosomes des animaux Noyau Description 1. Sac membraneux contenant une cinquantaine d’enzymes hydrolytiques actifs en milieu acide (pH 5). Si le lysosome se répand dans la cellule, ses enzymes deviennent inactifs dans le milieu neutre du cytosol (liquide du cytoplasme). 2. Dérivent principalement de AG mais plusieurs sortent directement de REG. Enzymes hydrolytiques = enzymes digestifs Lysosomes Mitochondrie Peroxysome MET d’un lysosome contenant des organites défectueux. Campbell (3eéd.) — Figure 6.14 : 111 Rôles des lysosomes 1. Digèrent le contenu des vacuoles nutritives. Les vacuoles digestives sont issues de la phagocytose, un processus par lequel une cellule ingère de grosses particules. 2. Recyclent les vieux organites cellulaires. Un organite endommagé ou un peu de cytosol s'entoure d'une membrane et forme une vésicule qui fusionne avec un lysosome. L'autophagie recycle la moitié des macromolécules d'une cellule du foie chaque semaine. Particules «mangées» par la cellule via le processus appelé «phagocytose» Lysosome Digestion Vacuole digestive Dans les deux cas, les enzymes digèrent les macromolécules en monomères récupérables par la cellule. Fusion du lysosome avec la vacuole Campbell (3eéd.) — Figure 6.14 : 111 Animation sur les lysosomes Les vacuoles a) Les petites vacuoles digestives des animaux Description Sacs membraneux de 1 à 2 m contenant des particules absorbées par phagocytose. La cellule projette sa membrane vers l’extérieur (évagination membranaire) afin d'entourer complètement un corps étranger comme une bactérie mais aussi des grosses molécules incapables de traverser la membrane. Pseudopode Vacuole digestive Nourriture particulaire Extérieur Cytoplasme Campbell (3eéd.) — Figure 7.20 : 144 Rôles des petites vacuoles digestives Bactérie déjà absorbée Permettent l’absorption de grosses particules par la cellule qui ne pourraient traverser la membrane autrement. Les particules qui traversent la membrane peuvent être : une source de nourriture, un autre produit utile pour la cellule ou, elles peuvent être un corps étranger à éliminer. Une bactérie en train de se faire phagocyter par un globule blanc. Une amibe en train de se nourrir. b) La vacuole pulsatile des protozoaires d’eau douce (règne des Protistes) LIRE Description Sac membraneux renfermant du liquide et communiquant avec : • l’intérieur de la cellule via des canaux • l’extérieur de la cellue via un pore excréteur Rôles des vacuoles pulsatiles Permettre l’équilibre hydrique des Protozoaires d’eau douce. Source Les protozoaires d’eau douce comme l’amibe et la paramécie absorbent continuellement un excès d’eau par osmose au travers de leur membrane . La vacuole pulatile évacue régulièrement cet excès . c) La grande vacuole centrale des végétaux Description Noyau Compartiment membraneux, empli de liquide et pouvant occuper occuper plus de 80% du volume cellulaire ce qui repousse le cytoplasme en périphérie. Grande vacuole centrale Chloroplaste Campbell (3eéd.) — Figure 6.15 : 112 Rôles de la grande vacuole 1. Emmagasine divers composés organiques : des protéines dans les graines, des sous-produits toxiques du métabolisme, des pigments qui attirent les insectes pollinisateurs, des composés au goût désagréable qui éloignent les prédateurs... 2. Exécute l'hydrolyse et remplace ainsi les lysosomes, absents chez les cellules végétales (en général). 3. Permet la croissance de la cellule végétale . En effet, le liquide hypertonique contenu dans la vacuole attire l'eau qui pénètre par osmose et provoque un allongement rapide de la cellule. Invagination de la membrane d) Les vésicules de pinocytose Description Vésicule de pinocytose Gros ions Sacs membraneux d’environ 0,1 m contenant des gouttelettes d’électrolytes absorbées par pinocytose. La cellule projette sa membrane vers l’intérieur (invagination membranaire) afin d’absorber de gros ions avec un peu d’eau. Rôle des vésicules de pinocytose Permettre l’absorption de gros ions fortement chargés qui ne pourraient traverser autrement. Extérieur Cytoplasme Vésicules en formation dans une cellule épithéliale d’un capillaire Campbell (3eéd.) — Figure 7.20 : 144 La mitochondrie Description 1. Organite ovale délimité par une membrane externe qui est lisse et une membrane interne qui forme des crêtes et des cloisons. Les deux membranes sont séparées par un espace. Membrane externe Espace Biodidac Membrane interne Cloison Crête 2. Des centaines par cellule, selon l’intensité de l’activité métabolique. MET d’une mitochondrie Rôle de la mitochondrie Elle extrait l'énergie des glucides, des lipides et d'autres substances (via la respiration cellulaire, un processus métabolique) et la met en réserve dans des molécules d’ATP, une forme d’énergie utilisable par la cellule. Le lieu ultime de la respiration cellulaire est la membrane interne, fortement repliée, de la mitochondrie. Fabrique l’ATP (3) groupes phosphate Adénine Ribose Adénosine triphosphate (ATP) Campbell (3eéd.) — Figure 8.9 : 156 Le chloroplaste (Végétaux et Algues seulement) Description 1. Organite ovale délimité par deux membranes séparées par un mince espace. 2. Un réseau de membrane interne forme des sacs aplatis, les thylakoïdes. La chlorophylle contenue dans leur membrane capte la lumière rouge et bleue. Campbell (3eéd.) — Figure 6.18 : 114 Thylakoïdes Grana MET d’un chloroplaste Rôle du chloroplaste Il capte l'énergie de la lumière (via la photosynthèse, un processus métabolique) et l'emmagasine dans les liens chimiques du glucose, la nourriture première utilisable par la cellule. Fabrique le glucose, la nourriture première de la plante H2O CO2 O2 Glucose Campbell (3eéd.) — Figure 10.5 : 197 Les peroxysomes Description 1. Organites sphériques délimités par une membrane simple. 2. Contiennent des enzymes. LIRE Peroxysome Mitochondrie Enzymes du peroxysome Chloroplaste Campbell (3eéd.) — Figure 6.19 : 115 Rôle du peroxysome «un organite oxydatif» LIRE 1. Certains peroxysomes utilisent le dioxygène pour décomposer les graisses en de petites molécules capables de rejoindre la voie métabolique de la respiration cellulaire. 2. Les peroxysomes des cellules hépatiques détoxiquent l’alcool et d’autres composés nocifs en transférant l’hydrogène de ces substances à du dioxygène ce qui produit du peroxyde d’hydrogène H2O2 . D’autres enzymes convertissent ce composé nocif en eau. 3. Dans les graines, des peroxysomes déclenchent la conversion des gras en glucides, une source de carbone et d’énergie pour le jeune plant. Attention Les mitochondries, les chloroplastes et les peroxysomes ont leur propre ADN et leurs ribosomes avec lesquels ils se reproduisent, indépendamment de la division cellulaire — par scissiparité. On croît que ces organites sont des anciennes bactéries qui ont appris à vivre en symbiose dans une cellule de plus grande taille. Cellule animale II- Le cytoplasme. Les organites non membraneux 1. Ribosomes 2. Cytosquelette • Microtubules et structures Flagelle associées «centrosome, centrioles, cils et flagelle» • Microfilaments Cils • Filaments intermédiaires Centrosome (pas de centrioles) Centrosome et deux centrioles Filaments du cytosquelette : de (3) types Pas de cils ni de flagelle Cellule végétale Campbell (3eéd.) — Figure 6.9 : 104 Les ribosomes Ribosome Description 1. Deux sous-unités formées, chacune, d’ARN ribosomique et de protéines. Polyribosome 2. Assemblés par le nucléole 3. Deux populations de eéd.) — Figure 17.20 : 354 Campbell (3 ribosomes : • Libres, en suspension dans le cytosol : sont inactifs sauf s'ils sont regroupés en polyribosome. • Liés à la membrane du REG ou de l'enveloppe nucléaire. Rôle des ribosomes Synthétiser des protéines Campbell (3eéd.) — Figure 6.11 : 107 Cytosquelette Description 1. Organite non membraneux formé essentiellement de molécules fibreuses qui parcourent tout le cytoplasme. 2. Trois types de fibres : • microtubules (>) • microfilaments (<) • filaments intermédiaires (de taille intermédiaire) Les microtubules constituent un réseau émanant du centrosome. Les filaments intermédiaires occupent tout le cytoplasme. Sous la membrane nucléaire interne ils constituent la lamina. Source Les microfilaments sont principalement localisés sous la surface cellulaire Rôles généraux des filaments du cytosquelette Ancrage des organites dans la cellule, soutien de sa forme et mouvements cellulaires. Membrane plasmique REG Ribosome Source Microtubule Mitochondrie Microfilaments Filaments intermédiaires Un système osseux et musculaire au niveau cellulaire ! a) Les microtubules du cytoplasme et les structures associées «centrosome, centrioles, cils et flagelle» 1) Description d’un microtubule 1. Cylindre creux d'environ 25 nm de diamètre et de longueur variable — 200 nm à 25 µm. 2. Sa paroi se compose de tubuline : une protéine globuleuse formée de deux sous-unités. 3. S'allonge et se rétracte, au besoin, par ajout ou retrait de tubuline. Campbell (3eéd.) — Tableau 6.1 : 117 Un microtubule Colonne de dimères de tubuline Dimère de tubuline Rôle des microtubules du cytoplasme 1. Maintien de la forme cellulaire (charpente résistant à la compression donc qui résiste à l'écrasement). 2. Mouvement des organites (servent de rails sur lesquels les organites associés à des protéines motrices peuvent se déplacer). Mouvement de l’organite ATP Organite Récepteur Protéine motrice : kinésine alimentée par l’ATP Microtubule Campbell (3eéd.) — Figure 6.21 : 116 Vésicules MET d’un microtubule transportant une vésicule Campbell (3eéd.) — Figure 6.21 : 116 Microtubule 2) Description du centrosome (centre organisateur des microtubules) 1. Masse finement granulaire près du noyau dans laquelle se forment les microtubules. 2. Contient une paire de centrioles en son centre (cellule animale seulement). Centrioles Centrosome MET du centrosome et de ses centrioles Campbell (3eéd.) — Figure 6.22 : 118 Rôle du centrosome Cellule en interphase (pas en division) + Microtubules + Noyau + - -- + --+ + Organise le réseau de microtubules dans la cellule. Centrosome + + + Les molécules motrices «kinésines» se déplacent vers l'extrémité + des microtubules (les allongent). Les molécules motrices «dynéines» se déplacent vers l'extrémité - des microtubules (les raccourcissent). Source Migration des pigments le long des microtubules à partir du centrosome dans une cellule cutanée de poisson. Campbell (1e éd. ) — Figure 7.27 : 139 3) Description des centrioles 1. Deux cylindres de microtubules, perpendiculaires l’un à l’autre. 2. Chaque cylindre (centriole) est formé de neuf triplets de microtubules. 3. Situés au cœur du centrosome animal. Un triplet de microtubules Un microtubule Coupe transversale Coupe longitudinale Campbell (3eéd.) — Figure 6.22 : 118 Rôle des centrioles S’insérer à la base de chaque cil et de chaque flagelle. Le centriole prend alors le nom de «corpuscule basal». MET des centrioles Cil Corpuscule basal Corpuscules basaux à la base de cils 4) Description des cils et du flagelle 1. Projections de microtubules à la surface cellulaire et recouvertes par la membrane plasmique. 2. Ancrés à la cellule, chacun, par un corpuscule basal, (identique au centriole). De fait, chez les Animaux, le corpuscule basal du flagelle du spermatozoïde pénètre l'ovule et devient un centriole. 3. Formés de neuf doublets de microtubules plus deux au centre. 4. Associés à la dynéine, une protéine motrice qui permet leur mouvement. 5. Différences entre cils et flagelle Les cils sont courts et nombreux tandis que le flagelle est long et unique. Le type de mouvement qu'ils exécutent n'est pas le même. Arrangement : 9 doublets + 2 au centre Arrangement : 9 triplets Cil / flagelle Corpuscule basal Campbell (3eéd. ) — Figure 6.24 : 119 Protéine motrice « dynéine » Rôles des cils et du flagelle 1. Propulsion de la cellule dans son milieu Spermatozoïdes dans les voies génitales, paramécie dans son milieu. 2. Déplacement du milieu autour de la cellule Cils de la trachée- artère qui font remonter vers la gorge le mucus chargé de débris venant des voies respiratoires. La toux matinale du fumeur s'explique par le fait que leurs cils ont travaillé durant la nuit car ils n'étaient pas inhibés par la nicotine (sauf si le fumeur se lève la nuit pour fumer). b) Les microfilaments LIRE 1) Description d’un microfilament 1. Les plus petits des filaments du cytosquelette. 2. Deux chaînes torsadées et «rigides» d'actine (une protéine globulaire). 3. Surtout localisés sous la surface cellulaire. Campbell (3eéd. ) — Tableau 6.1 : 117 Actine Rôles des microfilaments LIRE 1. Les microfilaments aident la cellule à supporter la tension (l'étirement). 2. Les microfilaments d'actine, en association avec des filaments plus épais de myosine, permettent des contractions généralisées au niveau des cellules musculaires. 3. Les microfilaments d'actine, en association avec des filaments plus épais de myosine, permettent des contractions localisées dans une cellule : 4. Anneau contractile qui étrangle une cellule en deux lors de la division. 5. Mouvement amiboïde des globules blancs. 6. Déplacement continuel du cytoplasme de la cellule végétale autour de la grande vacuole (cyclose). c) Les filaments intermédiaires LIRE 1) Description d’un filament intermédiaire 1. Formés d'un assemblage de sousunités protéiques qui varient d'un type de cellule à l'autre. 2. Plus gros que les microfilaments mais, plus petits que les microtubules. 3. Sillonnent généralement tout le cytoplasme, mais aussi se regroupent en faisceaux ou bien restent isolés, selon la cellule. 4. Plusieurs espèces biochimiques de filaments intermédiaires : les kératines épithéliales, les neurofilaments de la plupart des neurones, les filaments gliaux des Campbell (3egliales, éd. ) —etc. Tableau 6.1 : 117 cellules Protéines fibreuses Sous-unités Rôles des filaments intermédiaires 1. Filaments robustes et stables qui perdurent après la mort de la cellule — résistent à la tension, aux détergents et insolubles. 2. Renforcent la structure interne des cellules. 3. Maintiennent en place les organites — le noyau siège dans une cage formée de filaments intermédiaires : la lamina. 4. Forment les ongles, les cheveux, la couche cornée de la peau, les neurofilaments des neurones et les filaments des cellules gliales (autour des neurones). LIRE II- Le cytoplasme. Les inclusions Des granules contenant les produits d’accumulation de la cellule. Des granules de glycogène Des gouttelettes lipidiques II- Le cytoplasme. Le cytosol ou hyaloplasme Le cytosol (hyaloplasme) est un liquide semi- visqueux formé d’eau, de sels, de protéines solubles, de sucres, etc. Il fournit un milieu favorable à l'activité cellulaire. III- La membrane plasmique (ou cytoplasmique) Description 1. Membrane simple délimitant la cellule. 2. Non percée de pores contrairement à la membrane nucléaire. 3. Formée essentiellement de deux couches de lipides. 4. Traversée de protéines. 5. Recouverte de quelques sucres. Extérieur de la cellule Molécule de protéine Molécule de sucre Protéine Canal Bicouche de lipides protéique Intérieur de la cellule Structure de la membrane plasmique Rôles de la membrane plasmique 1. Grâce aux protéines, la membrane contrôle les échanges cellulaires (perméabilité sélective). Elle choisit les substances qui traversent dans un sens ou l’autre. 2. Grâce aux lipides insolubles, la membrane permet l’intégrité du compartiment cellulaire. La cellule ne se défait pas dans son milieu liquide. 3. Grâce aux sucres de surface (antigènes spécifiques à chaque individu), la membrane permet aux cellules de se reconnaître entre elles et de s'agréger en tissus et aussi de rejeter les cellules étrangères (immunité). 13. Importance des membranes internes et réseau intracellulaire de membranes Enzymes Cellule Importance des membranes internes La cellule eucaryote possède un réseau étendu et élaboré de membranes internes sous la forme d’organites membraneux (petits organes) . Ces membranes sont très importantes car : Organite membraneux 1. Elles enchâssent beaucoup d'enzymes qui participent activement au métabolisme cellulaire. 2. Elles procurent divers micro-environnements favorisant diverses réactions métaboliques, incompatibles dans un même environnement. Par exemple, dans le lysosome, le pH est de 5 et dans le reste de la cellule il est quasi neutre. Réseau intracellulaire de membranes Ensemble des membranes de la cellule qui sont interreliées directement ou indirectement par le biais de sacs membraneux. Les organites appartenant au réseau intracellulaire de membranes sont : 1. 2. 3. 4. 5. 6. L'enveloppe nucléaire Le réticulum endoplasmique L'appareil de Golgi Les lysosomes Divers types de vacuoles La membrane plasmique. 14. Différences entre les cellules végétales et animales Cellule végétale Donc pas de cils ni de flagelle chez les cellules végétales. Impose une forme rigide à la cellule qui est toujours rectangulaire. Campbell (3eéd.) — Figure 6.9 : 104 Centrosome mais pas de centrioles 4 1 Grande vacuole centrale. Remplace les lysosomes. 3 Paroi cellulaire 2 Chloroplastes Pour la photosynthèse 5 La forme Les cellules végétales sont toujours rectangulaires à cause de la paroi cellulaire « rigide». Les cellules animales ont des formes variables. Les cellules qui recouvrent l’intérieur de la bouche sont plates. Une cellule musculaire est aussi longue que son muscle. Les neurones émettent de longs prolongements. Cellules d’Élodée 6 La cytocinèse Division du cytoplasme à la fin de la division cellulaire. La cytocynèse des cellules animales se fait du pourtour vers le centre. La cytocynèse des cellules végétales se fait du centre vers le pourtour. 15. Le revêtement cellulaire Paroi primaire Cellule a) La paroi cellulaire de la cellule végétale 1. Enveloppe épaisse et rigide. 2. Formée minimalement de deux couches : la lamelle moyenne riche en pectines (polysaccharides) et la paroi primaire à base de cellulose. 3. Parfois une paroi secondaire rigide et épaisse à base de cellulose et de lignine s'ajoute chez les plantes formant du bois. Paroi secondaire Cellule Lamelle moyenne Campbell (3eéd.) — Figure 6.28 : 122 Rôles de la paroi végétale 1. Empêche l’éclatement de la cellule en prévenant une absorption excessive d'eau. En effet, la cellule végétale baigne naturellement dans un milieu hypotonique — eau de pluie. Étant plus salée que son milieu, la cellule absorbe l’eau par osmose et éclaterait si ce n’était de la résistance offerte par la paroi cellulaire. 2. Sert de squelette aux plantes herbacées lorsque la cellule, bien gonflée d’eau, s'appuie contre la paroi (comme une chambre à air dans un pneu). b) La matrice extracellulaire de la cellule animale Enveloppe de protéines «sucrées» sécrétée par la cellule et restant tout près. Plus de 50% de ces protéines sont du collagène. Protéines Sucres Collagène Protéines Microfilaments Cytoplasme Campbell (3eéd.) — Figure 6.29 : 123 1. Favorise la coordination des cellules d’un tissu. Des changements dans la matrice, via les protéines qui traversent la membrane et via le cytosquelette, peuvent modifier l'activité des gènes du noyau. 2. Rôle important dans la reconnaissance des cellules du «SOI» et le rejet des cellules «étrangères». (Immunité cellulaire) 15. Les jonctions cellulaires Dans les cellules végétales Plasmodesmes Canaux qui laissent passer les molécules d'une cellule à l'autre. Cellule Plasmodesmes Cellule Campbell (3eéd.) — Figure 6.30: 123 15. Les jonctions cellulaires Dans les cellules animales 1. Jonctions serrées Jonctions étanches entre les cellules. Rien ne passe. 2. Desmosomes Retiennent les cellules solidement les unes aux autres. Ancrage. 3. Jonctions ouvertes Canaux qui laissent passer les molécules d'une cellule à l'autre. Campbell (3eéd.) — Figure 6.31: 124 FIN Chapitre 4 Chapitre 5 Chapitre 6 Révision du chapitre : p. 67 Autoévaluations : 1 à 6, 8, 9 et 10 Révision du chapitre : p. 93 sauf les concept 5.2 et 5.3 Autoévaluations : 2, 4, 6, 8, 11 et 12 Retour sur les concepts 5.1, 5.4 : 1 et 3 et 5.5 Révision du chapitre : pp. 125 et 126 Autoévaluations : 2 à 8, 10 à 12 Retour sur les concepts : 6.2 à 6.6
