Évolution et Diversité du Vivant (101-NYA-05)

Bernadette Féry Automne 2008

Chapitres 4, 5 et 6Campbell, 3 e édition

Cours 2

Glucose

LE VIVANT EST FAIT DE CARBONELES MACROMOLÉCULES LA CELLULE

1. Le vivant est fait essentiellement de carbone2. Le vivant est fait de volumineuses molécules à base de

carbone qui servent de support structural aux êtres vivants3. Les propriétés des molécules organiques dépendent de leur

squelette carboné et de leurs groupements fonctionnels4. Les molécules organiques complexes du vivant s’édifient à

partir de molécules plus simples5. Les réactions de condensation et d’hydrolyse construisent et

démantèlent les polymères6. Le métabolisme

Partie 1 : Introduction aux molécules organiques

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 MINÉRALES

• Molécules ne contenant pas de carbone sauf certains composés du carbone comme le CO2 (p. 61) et les carbonates CO3

2- 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

• 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 CO3

2- ) 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

3. Les propriétés des molécules organiques (et donc leur rôle biologique) dépendent de leur squelette carboné et de leurs groupements fonctionnels

GlucoseSucre du pain, du riz, des patates…

GalactoseSucre du lait

Fructose Sucre des fruits

Leur squelette carboné Campbell (3eéd.)

— Figure 5.3 : 73Exemple 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.

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).

Chaîne carbonée

Groupement phosphate

Groupement hydroxyle

Groupement amine

Groupement carboxyle

Groupement carbonyle

Groupement hydroxyle — OH1. Caractérise les alcools2. Groupement polaire capable

de se dissoudre dans l’eau, également polaire

Campbell (3eéd.) — Figure 4.10 : 65

Éthanol

Groupement carbonyle — CO

Caractérise les sucres

Acétone

Groupement carboxyle — COOH

Groupement carboxyle dans sa «forme ionisée»

Proton : atome d’hydrogène sans son électron

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+

Acide acétique

H+

Glycine

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+

Groupement amine — NH2

« FormeIonisée » du groupement amine

H+

Glycérophosphate

Groupement phosphate (acide phosphorique)—OPO3H2 ou plus simplement : —PO4

1. Caractérise les acides du noyau : l'ADN et l'ARN2. La forme ionisée (en solution) est : —OPO3H2 —

OPO3 2- + 2H+

3. Groupement acide car libère 2 protons dans la solution4. Groupement capable de donner de l’énergie à d’autres

molécules par transfert des deux charges négatives et instables

Campbell (3eéd.) — Figure 4.9 : 64

Exemple de propriétés différentes à cause d’un groupement fonctionnel distinct

Lionne

LionHormone mâle : testostérone

Hormone femelle : oestradiol

Groupement carbonyle

Groupement hydroxyle

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.

MacromoléculeMolécule géante constituée de milliers d'atomes

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.

Les macromolécules, sauf les lipides, sont organisées en monomères et en polymères.

Les polymères et les monomèresLes 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.

PolymèreGrosse molécule formée d’un grand nombre d’unités identiques ou semblables : les monomères

MonomèreUnité structurale d’un polymère.

Trois exemples de polymères

Campbell (3eéd.) — Figure 5.6 : 75

Le glycogène. Petit polymère de glucose, fortement ramifié, situé dans le foie et les muscles des animaux.

Rôle du glycogèneRéserve de sucre chez les animaux

Glucose• Monomère du glycogène• Sucre à 6 carbones

L’amidon. Gros polymère de glucose, formé de deux types de chaînes de glucose, situé dans les chloroplastes des plantes.

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.

AmylopectineChaîne ramifiée

AmyloseChaîne droite

Source

Rôle de l’amidonRéserve de sucre chez les plantes

Chloroplaste

Une microfibrille de cellulose (environ 80 molécules de cellulose)

Une molécule de cellulose

La cellulose. Gros polymère de glucose, situé dans la paroi des cellules végétales.

Rôle de la celluloseNon digestible par les enzymes animaux, elle maintient le volume des selles et empêche la constipation

5. Les réactions de condensation et d’hydrolyse construisent et démantèlent les polymères

Les polymères se construisent souvent par des réactions de condensation (déshydratation)

Campbell (3eéd.) — Figure 5.2 : 72

Court polymère Monomère « libre »

Polymère «allongé »

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)

Campbell (3eéd.) — Figure 5.2 : 72

Polymère « raccourci » Monomère « libre »

Polymère

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)

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

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.

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 synthèse des protéines et la synthèse de l'ADN sont deux processus anaboliques importants.

La respiration cellulaire est le processus catabolique qui dégrade le glucose dans les cellules.

Via des enzymes

Partie 2 : Les molécules organiques

7. Les protéines8. Les acides nucléiques :

ADN (acide désoxyribonucléiqueARN (acide ribonucléique)

Soutien(Protéines de structure)

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).

Catalyse Les milliers d'enzymes activent les réactions chimiques. Sans eux, le métabolisme serait d'une lenteur qui le rendrait inexistant.

Transport 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.

Mouvement L’actine et la myosine des muscles sont responsables des mouvements du corps.

Immunité Les anticorps dans le sang sont des protéines qui combattent les agents pathogènes.

Régulation 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.

Les protéines ont des rôles très importants

7. Les protéines

Une protéine est un polymère d’acides aminés (les monomères)

acide aminé

La structure de base de l’acide aminé est toujours la mêmeUn carbone central sur lequel se greffe : un atome H, deux groupements, et une chaîne latérale qui varie selon l’acide aminés.

H R

H — N — C — C — OH H OGroupement amine

(basique)Groupement carboxyle (acide)

Chaîne latérale «variable» selon l’a.a.( R1 …R20)

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.

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.

Quelques acides aminés

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)

Leucine (Leu)Lysine (Lys) Méthionine (Met)Phénylalanine (Phe)Proline (Pro)Sérine (Ser) Thréonine (Thr)Tryptophane (Trp)Tyrosine (Tyr)Valine (Val)

À titre consultatif !

Les polymères d'acides aminés2 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 ». Campbell (3eéd.) — Figure 5.18 : 84

Liaisonpeptidique

Le groupement carboxyle perd OH Le groupement

amine perd H

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 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 C-terminale.

Une protéine

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

Ce faisant, elle prend une forme tridimensionnelle ou conformation native qui recèle un «site actif», c'est-à-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.

Campbell (3eéd.) — Figure 5.16 : 82

Insertion du saccharose dans le site actif de l’enzyme

La chaîne polypeptidique d'une protéine, en tant que séquence d'acides aminés linéaire, n'est pas fonctionnelle. Elle doit d'abord se replier. saccharose

(sucre de table)

glucose

fructose

Hydrolyse du saccharose

Repli de la protéine

Une protéine enzymatique : la saccharase

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

Source

Structure primaireSéquence primaire des a.a.

Structure secondairePremier repliement par des liaisons H à intervalle régulier

Structure tertiaireDeuxième repliement par des liaisons diverses à intervalle irrégulier.La molécule prend la forme d’une boule.

Structure quaternaireInteraction de diverses chaînes déjà en structure tertiaire.Par diverses liaisons à intervalle irrégulier.

La conformation native des protéines formées de plusieurs chaînes polypeptidiques est une structure quaternaire.

La conformation native des protéines formées d’une seule chaîne polypeptidique est une structure tertiaire.

Campbell (3eéd.) — Figure 5.20 : 86

Détail du type de liaison de la structure secondaireLa 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 : 87

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…

Interactions hydrophobes

Liaison H

Liaison ionique

Pont disulfure

Exemples de structures tertiaire et quaternaire

Le lysosyme est formé d’1 seule chaîne d’acides aminés. Il atteint la structure tertiaire.

Campbell (3eéd.) — Figure 5.19 : 84 Campbell (3eéd.) — Figure 5.20 : 87

Le collagène et l’hémoglobine sont formées, respectivement, de 3 et de 4 chaînes d’acides aminés. Ils atteignent la structure quaternaire.

Collagène

HémoglobineLysosyme

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 dénaturée

Protéine normale

Campbell (3eéd. ) — Figure 5.22 : 88

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.

Campbell (3eéd. ) — Figure 5.21 : 88

2 chaînes bêta

2 chaînes alpha

Globule rouge contenant Hb normale

Globule rouge déformé par Hb anormale

Si une mutation génétique survient (changement dans un gène), la protéine qui découle de ce gène sera modifiée également.

La séquence des acides aminés d’une protéine est dictée par un « gène » de l’ADN (acide désoxyribonucléique)

Protéine normale

Gène normal

Protéine mutée

Gène muté

Deux types d'acides nucléiques ADN : acide désoxyribonucléique et ARN : acide ribonucléique

8. Les acides nucléiques sont les acides du noyau

ADN = matériel héréditaire transmis par les parents

3 rôlesProduire 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 12.4 : 237

Campbell (3eéd. ) — Figure 5.25 : 90

Produire de l’ADN avant la division cellulaire. (Nos 46 molécules ADN se répliquent «avec leurs protéines associées» puis se répartissent dans 2 cellules «filles».)

Dépositaire du matériel héréditaire

Structure des acides nucléiquesPolymères = nucléotides (monomères) Polynucléotides

= ensemble

ADN (2 chaînes)ARN (1 chaîne)

Structure d’un nucléotide

1 pentose 1 groupement phosphate 1 base azotée Un sucre à 5 C :

un pentose

Campbell (3eéd. ) — Figure 5.26 : 91

Une base azotéeUn groupement phosphate

S

B

1’2’3’

4’

5’

OH

B

S2’3’

4’

5’

1’

Observez l’endroit précis où se lient la base et le phosphate !

Observez également le groupement hydroxyle lié au carbone 3’ du sucre. Ce groupement est impliqué lors de la liaison des nucléotides entre eux.

Base azotée au carbone 1’ du sucre Groupement phosphate au carbone 5’ du sucre

Un peu de terminologie essentielle !

Nucléoside tri-P

Nucléoside mono-P NUCLÉOTIDE

Nucléoside

Nucléoside di-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 à un cycle carboné : les pyrimidines

Bases azotées à 2 cycles carbonés : les purines

Cytosine C Thymine T Uracile U

Adénine A Guanine G

Campbell (3eéd. ) — Figure 5.26 : 91

Les sucres des nucléotides

Bases azotées des nucléotides

Désoxyribose D Ribose R

Les nucléotides sont liés par des liaisons phosphodiester (liens covalents) .

Lien phosphodiester (Entre P d’un nucléotide et S du nucléotide voisin.)

Nucléotide

Campbell (3eéd. ) — Figure 5.26 : 91

Extrémité 5’ de la chaîne.Se termine par un groupe phosphate.

Extrémité 3’ de la chaîne.Se termine par un sucre

S

PPPP

SS S

La double hélice d’ADN

Les 2 chaînes s’enroulent à cause des liaisons H.

Campbell (3eéd. ) — Figure 16.7 : 324

liaison hydrogène

• 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.)

Campbell (3eéd. ) — Figure 16.8 : 324

Adénine établit 2 liens H avec Thymine (A = T )

Guanine établit 3 liens H avec cytosine (G = C)

G C

A T

Les règles de complémentarité des bases découlent de leur structure physique.

Règles d'appariement des bases dans l’ADN

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 2 chaînes ADN sont antiparallèles (inversées).

Campbell (3eéd. ) — Figure 5.27 : 92

3’— ATCGAA—5’5’— TAGCTT—3’

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’

3’— ATCGAA—5’5’— TAGCTT—3’

1’

3’

Campbell (3eéd. ) — Figure 16.7 : 324

5’

2’4’ 1’

2’ 3’4’ 5’

3’ 5’

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—5’5’— TAGCTT—3’

5’— UAGCUU—3’

ADN

ARN

Partie 3 : Exploration de la cellule

9. L’intervalle «viable » de la taille des cellules10. La découverte de la cellule11. La théorie cellulaire12. Les constituants de la cellule eucaryote13. Importance des membranes internes et réseau

intracellulaire de membranes 14. Différences entre les cellules végétales et

animales15. Le revêtement cellulaire16. Les jonctions cellulaires

La taille des cellules ne doit pas être trop petite ni trop grosse.

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 surface-volume de la cellule.

Taille d’une 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.

9. L’intervalle «viable » de la taille des cellules

10. La découverte de la cellule

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.

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.

Robert Hooke (1665) a inventé le mot cellule mais Antonie Van Leeuwenhoek a été le premier à observer réellement des cellules.

Microscope rudimentaire de Hooke Cellules dans l’écorce du liège

Source

11. La théorie cellulaire

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.

Un an plus tard, le zoologiste Théodore Schwann en arrive à la même hypothèse au sujet des animaux.

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

12. Les constituants de la cellule eucaryote

Campbell (3eéd.) — Figure 6.9 : 104

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 cytoplasmiqueLe contour de la cellule

I- Le noyauLe plus gros des organites de la cellule Rôle général : Contrôle général de la cellule via l’ADN

Contient :1. Le nucléoplasme (milieu

semi- liquide « semi- visqueux » 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 :

double, percée de pores et recouverte de petits organites non membraneux «les ribosomes»

Nucléole

Matériel génétique

Pores nucléaires

RibosomesEnveloppe nucléaire

Coupe d’une racine d’oignon vue au microscope optique

Noyaux de cellules d’oignon et leurs nucléoles

Une cellule d’oignon

Son noyau avec ses deux nucléoles

Noyau avec 3 nucléoles

Le matériel génétique (ADN associé à des protéines) se présente de deux façons, selon le moment cellulaire : chromatine ou chromosomes

Rôle : Être accessible aux enzymes cellulaires qui recopient l’ADN en ADN ou en ARN — selon les besoins cellulaires.

CHROMATINE • État filamenteux (condensation légère du matériel

génétique)• Granulations peu distinctes au microscope optique • Quand la cellule ne se divise pas.

ADNProtéines

Campbell (3eéd.) — Figure 19.2 : 393

Chromatine

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.

Rôle : Faciliter la séparation du matériel génétique vers les deux cellules qui seront issues de la division d’une cellule.

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

Le noyau vu au microscope électronique (la cellule n’est pas en division)

Membrane nucléaire Rôle : Contrôle les échanges noyau/cytoplasme

Chromatine (+ condensée : hétérochromatine Hc)(- condensée = euchromatine Ec)

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

Source

Pores nucléaires

Hc

Hc

Ec

Ec

HcHc

• Les organites membraneux REG, REL, AG, lysosomes (animaux seulement), vacuoles et vésicules, mitochondries, chloroplastes (végétaux seulement) et peroxysomes

• Les organites non membraneux RibosomesCytosquelette (microtubules et dérivés, microfilaments et filaments intermédiaires)

• Les inclusions (amas de substances de réserve)

• Le cytosol (ou hyaloplasme)

II- Le cytoplasme

II- Le cytoplasme. Les organites membraneux

AG

Mitochondrie

REGREL

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 mitochondries6. Les chloroplastes

(cellules végétales)7. Les peroxysomes

Grande vacuole centrale (cellules végétales)

ChloroplasteCampbell (3eéd.) — Figure 6.9 : 104

Cellule animale

Cellule végétale

Le réticulum endoplasmique « RE »

• Réseau de tubules et de sacs membraneux — les citernes.

• En continuité avec la membrane nucléaire.

• Se divise en deux régions qui présentent des différences moléculaires et fonctionnelles : • le RE lisse (REL) «paraît lisse

au MET»• le RE granuleux (REG)

«paraît rugueux au MET car il est recouvert de ribosomes»

Description

REG

Noyau

Citernes

Ribosomes(petits points)

Vésicule de transition

RE vu au microscope électronique METCampbell (3eéd.) — Figure 6.12 : 108

REL

REGREL

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

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.

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.

La protéine fabriquée par le ribosome s’incorpore à une vésicule de transition «vésicule de membrane » destinée à d’autres organites membraneux.

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.

L’appareil de Golgi « AG »

Les dictyosomes de l'appareil de Golgi

MET d’un dictyosome de AG

Vésicule de transition en provenance de REG et fusionnant avec AG

Campbell (3eéd.) — Figure 6.13 : 109

Émission de vésicules de sécrétion et de lysosomes

Saccules

Un dictyosome de AG« une pile de saccules »

Rôles de l’appareil de Golgi

Vésicule de transition

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.

Lysosome

REG

Campbell (3eéd.) — Figure 6.16 : 112

AG

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 sécrétion

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.

Les lysosomes des animaux

Enzymes hydrolytiques = enzymes digestifsCampbell (3eéd.) — Figure 6.14 : 111

MET d’un lysosome contenant des organites défectueux.

Mitochondrie

Peroxysome

Lysosomes

Noyau

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.

Animation sur les lysosomes

Dans les deux cas, les enzymes digèrent les macromolécules en monomères récupérables par la cellule.

Campbell (3eéd.) — Figure 6.14 : 111

Digestion

Particules «mangées» par la cellule via le processus appelé «phagocytose»

Lysosome

Fusion du lysosome avec la vacuole

Vacuole digestive

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.

Les vacuoles

Campbell (3eéd.) — Figure 7.20 : 144

a) Les petites vacuoles digestives des animaux

Vacuole digestive

Nourriture particulaire

Extérieur Cytoplasme

Pseudopode

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.

Rôles des petites vacuoles digestives Bactérie déjà absorbée

Une amibe en train de se nourrir.

Une bactérie en train de se faire phagocyter par un globule blanc.

Description

Rôles des vacuoles pulsatiles

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

Permettre l’équilibre hydrique des Protozoaires d’eau douce.

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 .

Source

b) La vacuole pulsatile des protozoaires d’eau douce (règne des Protistes)

LIRE

Description

c) La grande vacuole centrale des végétaux

Compartiment membraneux, empli de liquide et pouvant occuper occuper plus de 80% du volume cellulaire ce qui repousse le cytoplasme en périphérie.

Campbell (3eéd.) — Figure 6.15 : 112

Noyau

Grande vacuole centrale

Chloroplaste

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.

Description

d) Les vésicules de pinocytose

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.

Permettre l’absorption de gros ions fortement chargés qui ne pourraient traverser autrement.

Vésicules en formation dans une cellule épithéliale d’un capillaire

Campbell (3eéd.) — Figure 7.20 : 144

Vésicule de pinocytose

Gros ions

Extérieur Cytoplasme

Invagination de la membrane

Rôle des vésicules de pinocytose

La mitochondrie

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.

2. Des centaines par cellule, selon l’intensité de l’activité métabolique.

Description

Membrane externeMembrane interne

Biodidac CrêteCloison

Espace

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.

Ribose

Adénine(3) groupes phosphate

Campbell (3eéd.) — Figure 8.9 : 156

Adénosine triphosphate (ATP)

Le lieu ultime de la respiration cellulaire est la membrane interne, fortement repliée, de la mitochondrie.

Fabrique l’ATP

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.

Grana

MET d’un chloroplasteCampbell (3eéd.) — Figure 6.18 : 114

Thylakoïdes

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

O2

CO2

Glucose

Campbell (3eéd.) — Figure 10.5 : 197

Les peroxysomes

1. Organites sphériques délimités par une membrane simple.

2. Contiennent des enzymes.

Enzymes du peroxysome

Campbell (3eéd.) — Figure 6.19 : 115

Chloroplaste

Mitochondrie

PeroxysomeDescription

LIRE

Rôle du peroxysome «un organite oxydatif»

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.

LIRE

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.

Attention

II- Le cytoplasme. Les organites non membraneux

Campbell (3eéd.) — Figure 6.9 : 104

Cellule animale

Cellule végétale

1. Ribosomes 2. Cytosquelette

• Microtubules et structures associées «centrosome, centrioles, cils et flagelle»

• Microfilaments• Filaments intermédiaires Cils

Flagelle

Centrosome et deux centrioles

Centrosome(pas de centrioles)

Pas de cils ni de flagelle

Filaments du cytosquelette : de (3) types

1. Deux sous-unités formées, chacune, d’ARN ribosomique et de protéines.

2. Assemblés par le nucléole3. Deux populations de

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.

Les ribosomes

Description

Polyribosome

Campbell (3eéd.) — Figure 17.20 : 354

Ribosome

Campbell (3eéd.) — Figure 6.11 : 107

Rôle des ribosomes

Synthétiser des protéines

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 microfilaments sont principalement localisés sous la surface cellulaire

Les filaments intermédiaires occupent tout le cytoplasme. Sous la membrane nucléaire interne ils constituent la lamina.

Source

Rôles généraux des filaments du cytosquelette

Ancrage des organites dans la cellule, soutien de sa forme et mouvements cellulaires.

Un système osseux et musculaire au niveau cellulaire !

Source

Membrane plasmique

REG

Ribosome

Filaments intermédiaires

Mitochondrie

Microtubule

Microfilaments

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.

1) Description d’un microtubule

Colonne de dimères de tubuline

Dimère de tubuline

Un microtubule

Campbell (3eéd.) — Tableau 6.1 : 117

a) Les microtubules du cytoplasme et les structures associées «centrosome, centrioles, cils et flagelle»

Mouvement de l’organite

ATP

Protéine motrice : kinésine alimentée par l’ATP

Microtubule

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).

OrganiteRécepteur

Campbell (3eéd.) — Figure 6.21 : 116

Campbell (3eéd.) — Figure 6.21 : 116

Vésicules Microtubule

MET d’un microtubule transportant une vésicule

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).

Campbell (3eéd.) — Figure 6.22 : 118MET du centrosome et de ses centrioles

Centrosome

Centrioles

Rôle du centrosome

Organise le réseau de microtubules dans la cellule.Cellule en interphase (pas en division)

Centrosome

Migration des pigments le long des microtubules à partir du centrosome dans une cellule cutanée de poisson.

Microtubules

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).

Noyau

+ +

+

++

++

++

- --- -

--

Campbell (1e éd. ) — Figure 7.27 : 139Source

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.

3) Description des centrioles

Campbell (3eéd.) — Figure 6.22 : 118

Un triplet de microtubules

Un microtubule Coupe transversale

Coupe longitudinale

S’insérer à la base de chaque cil et de chaque flagelle. Le centriole prend alors le nom de «corpuscule basal».

Rôle des centrioles

Corpuscules basaux à la base de cils

Corpuscule basal

Cil

MET des centrioles

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 flagelleLes 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.

Cil / flagelle Protéine motrice « dynéine »

Campbell (3eéd. ) — Figure 6.24 : 119

Corpuscule basal

Arrangement : 9 triplets

Arrangement : 9 doublets + 2 au centre

1. Propulsion de la cellule dans son milieuSpermatozoïdes dans les voies génitales, paramécie dans son milieu.

2. Déplacement du milieu autour de la celluleCils 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).

Rôles des cils et du flagelle

LIRE1) Description d’un microfilament

b) Les microfilaments

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

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).

Rôles des microfilaments LIRE

LIRE1) Description d’un filament

intermédiaire

c) Les filaments intermédiaires

Campbell (3eéd. ) — Tableau 6.1 : 117

Protéines fibreuses

1. Formés d'un assemblage de sous-unités 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 cellules gliales, etc.

Sous-unités

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).

Rôles des filaments intermédiaires LIRE

II- Le cytoplasme. Les inclusions

Des granules contenant les produits d’accumulation de la cellule.

Des granules de glycogèneDes 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)

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.

Structure de la membrane plasmique

Description

Molécule de protéine Molécule de sucre

Bicouche de lipidesCanal protéique

Protéine

Intérieur de la cellule

Extérieur de la cellule

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).

Rôles de la membrane plasmique

13. Importance des membranes internes et réseau intracellulaire de membranes

La cellule eucaryote possède un réseau étendu et élaboré de membranes internes sous la forme d’organites membraneux (petits organes) .

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.

Importance des membranes internesCelluleEnzymes

Organite membraneuxCes membranes sont très importantes car :

Ensemble des membranes de la cellule qui sont interreliées directement ou indirectement par le biais de sacs membraneux.

Réseau intracellulaire de membranes

Les organites appartenant au réseau intracellulaire de membranes sont :

1. L'enveloppe nucléaire2. Le réticulum endoplasmique3. L'appareil de Golgi4. Les lysosomes5. Divers types de vacuoles6. La membrane plasmique.

14. Différences entre les cellules végétales et animales

Campbell (3eéd.) — Figure 6.9 : 104

Grande vacuole centrale.Remplace les lysosomes.

1

Centrosome mais pas de centrioles

Donc pas de cils ni de flagelle chez les cellules végétales.

4

Impose une forme rigide à la cellule qui est toujours rectangulaire.

3

Paroi cellulaire

2 ChloroplastesPour la photosynthèse

Cellule végétale

Les cellules animales ont des formes variables.

5

Cellules d’Élodée

Les cellules végétales sont toujours rectangulaires à cause de la paroi cellulaire « rigide».

Les neurones émettent de longs prolongements.

La forme

Une cellule musculaire est aussi longue que son muscle.

Les cellules qui recouvrent l’intérieur de la bouche sont plates.

La cytocynèse des cellules animales se fait du pourtour vers le centre.

La cytocynèse des cellules végétales se fait du centre vers le pourtour.

La cytocinèseDivision du cytoplasme à la fin de la division cellulaire.

6

a) La paroi cellulaire de la cellule végétale

Campbell (3eéd.) — Figure 6.28 : 122

15. Le revêtement cellulaire

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.

Lamelle moyenne

Paroi primaire

Paroi secondaire

Cellule

Cellule

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).

Rôles de la paroi végétale

Enveloppe de protéines «sucrées» sécrétée par la cellule et restant tout près. Plus de 50% de ces protéines sont du collagène.

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)

b) La matrice extracellulaire de la cellule animale

Microfilaments

Collagène

Protéines

CytoplasmeCampbell (3eéd.) — Figure 6.29 : 123

Sucres

Protéines

15. Les jonctions cellulaires

PlasmodesmesCanaux qui laissent passer les molécules d'une cellule à l'autre.

Dans les cellules végétales

Campbell (3eéd.) — Figure 6.30: 123

Cellule

Cellule

Plasmodesmes

15. Les jonctions cellulaires

1. Jonctions serréesJonctions étanches entre les cellules. Rien ne passe.

2. DesmosomesRetiennent les cellules solidement les unes aux autres. Ancrage.

3. Jonctions ouvertesCanaux qui laissent passer les molécules d'une cellule à l'autre.

Dans les cellules animales

Campbell (3eéd.) — Figure 6.31: 124

FINChapitre 4 Chapitre 5 Chapitre 6

Révision du chapitre : p. 67Autoévaluations : 1 à 6, 8, 9 et 10

Révision du chapitre : p. 93 sauf les concept 5.2 et 5.3Autoévaluations : 2, 4, 6, 8, 11 et 12Retour sur les concepts 5.1, 5.4 : 1 et 3 et 5.5

Révision du chapitre : pp. 125 et 126Autoévaluations : 2 à 8, 10 à 12Retour sur les concepts : 6.2 à 6.6