Le métabolisme des cellules : parenté et diversité des êtres vivants

Le métabolisme des cellules : parenté et diversité des êtres vivants.
A. Métabolisme cellulaire : quelques généralités.
 Le métabolisme est défini comme l’ensemble des réactions chimiques se déroulant à l’intérieur d’une cellule.
Ces réactions, permanentes car indispensables, permettent à toute cellule de produire de l’énergie et de
transformer de la matière (principalement organique) pour synthétiser et renouveler ses propres constituants
moléculaires, condition nécessaire à sa survie, sa croissance et sa reproduction.
 Ces transformations peuvent consister en des dégradations de molécules carbonées (exemple de la
respiration et de la fermentation alcoolique) ou des synthèses de molécules carbonées (exemple de la
synthèse de la mélanine) : elles se traduisent souvent par la production ou l’utilisation de CO2, H2O et/ou de
O2.
 Le métabolisme implique des échanges entre le milieu extérieur et le cytoplasme de la cellule: ils se déroulent
au niveau de la membrane plasmique (qui n’est donc pas une barrière imperméable entre les milieux extra et
intracellulaire mais plutôt une interface d’échanges nombreux et diversifiés).
Ces échanges et ces transformations de matière et d’énergie communs à toutes les cellules montrent une
identité de fonctionnement et constituent un nouvel indice de leur parenté.
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B. Métabolisme et diversité du plan d’organisation cellulaire. (cf.doc)
Le métabolisme est intimement lié à la structure des cellules (relation structure/fonction).
Chez les procaryotes, il se réalise intégralement dans le cytoplasme.
Chez les eucaryotes, il est compartimenté et nécessite des échanges intracellulaires entre différents organites,
chaque organite étant spécialisé dans un type de réaction métabolique donné. Ainsi, la mitochondrie est le
siège de la respiration cellulaire.
Plus les cellules sont compartimentées, plus leur métabolisme est complexe. La cellule chlorophyllienne
réalise des réactions métaboliques qu’aucun autre type cellulaire n’est capable de faire : ainsi, le
chloroplaste est le siège de la photosynthèse.
C. Contrôle du métabolisme cellulaire.
2 types de facteurs contrôlent ce métabolisme:
 Facteurs externes :
- Le métabolisme impliquant des échanges « entrants » (échanges nutritifs liés à des besoins
alimentaires) avec le milieu extérieur, celui-ci conditionne donc sa réalisation en lui fournissant les
molécules carbonées (ou non) nécessaires.
Ex : respiration chez les eucaryotes :
C6H12O6 (glucose) + 6O2 > 6CO2 + 6H2O + Energie (dans mitochondrie)
Sans O2, la respiration ne se fait pas et c’est la fermentation alcoolique qui prend le relai
Soit: C6H12O6 (glucose) > 2 C2H5OH (éthanol) + 2CO2 + Energie (dans cytoplasme)
- La température du milieu en est un autre qui module l’intensité des réactions métaboliques.
 Facteurs internes :
- L’information génétique des cellules, en conditionnant les caractéristiques des cellules, a donc une
influence sur sa réalisation.
- Toute modification de cette information génétique peut entraîner des modifications métaboliques plus ou
moins importantes.