Biologie 11e

Les structures cellulaires

M. Jorge Saldaña

La membrane plasmique• Sa fonction principale est de

séparer la cellule de son milieu ambiant ou, en d'autres termes, de maintenir ensemble le contenu cellulaire. Cette membrane contrôle également l'entrée de certains matériaux dans la cellule, ainsi que leur sortie, de façon à la garder en vie.

Le cytoplasmeEst une substance granuleuse et gélatineuse. Il est le principal constituant de la cellule. Il est fait d'environ 70% d'eau, mais sa composition varie d'un organisme à un autre et d'une cellule à une autre dans un même organisme. Les autres 30% sont constitués de glucides, de lipides, de protéines et de quelques traces d'éléments et de composés.

Le noyau

Presque toutes les cellules contiennent un noyau C'est le centre de contrôle de tous les processus de la cellule. Le noyau est un corps de forme sphérique ou ovale souvent situé près du centre de la cellule, mais parfois en périphérie.

La cromatineOn sait déjà depuis un certain temps que le noyau contient des chromosomes. Ils s'y trouvent dans un état quasi invisible appelé chromatine. Les filaments de chromatine épaississent et forment des chromosomes visibles lorsque vient le temps de la division de la cellule.

Le nucléoleLa membrane nucléaire renferme un liquide épaisse (comme du gel) appelée nucléoplasme. Dans la plupart des cellules, il y a plusieurs nucléoles en suspension dans ce nucléoplasme. Ils sont surtout constitués d'acides nucléiques (ADN et ARN) et de protéines. Les nucléoles produisent les protéines et l'ARN qu'utilisent les organites appelés ribosomes dans le cytoplasme.

Le centrioleLa plupart des cellules animales contiennent une paire d'organites appelés centrioles. Ce sont deux ensembles de structure en forme de bâtonnets placés à angle droit l'un par rapport à l'autre, près du noyau. Chaque centriole est constitué de neuf bâtonnets disposés en forme de cylindre. Chaque structure est faite à son tour de trois structures plus petites en forme de bâtonnets. Les centrioles jouent un rôle important dans la division cellulaire.

Le Réticulum endoplasmiqueLe réticulum endoplasmique semble être constitué de membranes doubles qui sont parallèles. Le réticulum endoplasmique rencontre à la fois la membrane nucléaire et la membrane plasmique.La plupart des biologistes croient que ce réseau tubulaire agit comme transporteur des matériaux dans la cellule puisqu'il semble possible que des substances le traversent et passent de la membrane plasmique à la membrane nucléaire.

Le ribosomeLes ribosomes sont de petits organites en forme de grains qu'on retrouve soit à la surface du réticulum endoplasmique, soit flottant librement dans le cytoplasme. Ils sont surtout composés d'acide nucléique, l'ARN, et contiennent des enzymes, un composé essentiel dans la synthèse des protéines. Les biologistes croient que les ribosomes sont le site de la synthèse des protéines dans la cellule.

Le lysosomeLa plupart des cellules semblent contenir des organites sphériques qu'on appelle des lysosomes. Ils sont entourés d'une membrane simple et petite. Ils semblent agir comme réservoirs de plusieurs enzymes digestives très puissantes. La membrane d'un lysosome résiste à l'action digestive des enzymes. Elles accélèrent aussi la digestion des parties usées de la cellule. La digestion des glucides, des lipides et des protéines situés dans la cellule se fait aussi dans les lysosomes.

La vacuoleChaque vacuole contient un liquide composé de molécules de protéines, de molécules de sucre, de molécules organiques et d'ions inorganiques tous en suspension dans l'eau. Ce mélange s'appelle la sève cellulaire. Chaque vacuole est entourée d'une membrane vacuolaire. Elle est produite par le cytoplasme et on la croit semblable à la membrane plasmique. Elle contrôle ainsi le mouvement des matériaux qui pénètrent dans la vacuole et ceux qui en sortent.

L’appareil de GolgiIl ressemble généralement à un ensemble de plusieurs tubes membraneux aplatis dont les extrémités portent des petits sacs. La fonction exacte des corps de Golgi n'est pas encore connue, mais il semble qu'ils exercent un rôle dans le processus de transformation des matériaux qui sont sécrétés hors de la cellule ou qui sont transportés d'un endroit à un autre dans la cellule. Ils peuvent aussi servir de lieux d'entreposage pour de tels matériaux. Certains biologistes croient que les protéines voyagent des ribosomes vers les corps de Golgi en traversant le réticulum endoplasmique.

Les microtubulesLes microtubules forment des voies que des organites comme les mitochondries vont utiliser pour se déplacer; de plus, ils stabilisent la forme des cellules irrégulières, comme les neurones. Enfin, les microtubules sont les principaux éléments structuraux des centrioles, cils et flagelles.

Les microfilaments

Ce sont de longs fils, minces et souples, qui forment un réseau dense sous la membrane cellulaire; c’est ce réseau qui rend la membrane mobile

Les cils et les flagelles

Les cils sont des structures semblables à un poil à la surface de la membrane cellulaire. Les cils bougent selon un rythme coordonné pour déplacer la cellule. Les flagelles sont des longs prolongements de la membrane cellulaire dont le mouvement ondulatoire propulse la cellule.

La paroi cellulaireLa plupart des cellules végétales sont entourées d'une paroi cellulaire qui les supporte et les protège. Cette paroi est surtout faite de cellulose. Elle peut être mince dans le cas des structures végétales molles comme les feuilles, mais elle est plus épaisse dans le cas des structures dures et épaisses comme les tiges.

La mitochondrieElles sont remplies de liquide et elles sont ou sphériques ou en forme de saucisse. Une mitochondrie est entourée de deux membranes consistant chacune en une couche de molécules de lipides et une couche de molécules de protéines, ressemblant ainsi à la membrane nucléaire et à la membrane plasmique. La membrane interne se replie vers l'intérieur en plusieurs endroits Ces replis, appelés crêtes mitochondriales, donnent une plus grande surface aux réactions chimiques qui peuvent se produire.

Les mitochondries sont le centre de la respiration de la cellule et elles contiennent des enzymes qui provoquent la scission de composés organiques riches en énergie. Il se produit alors une libération d'énergie qui peut être transférée à d'autres composés de même qu'à toute la cellule. Les mitochondries libèrent l'énergie qui active les cellules.

Le chloroplaste

Le plaste le plus commun est le chloroplaste. Il contient la chlorophylle nécessaire à la photosynthèse. Sa fonction primordiale est de produire des glucides.

Un chloroplaste contient des corps appelés grana Ils sont constitués de différentes couches de lipides et de protéines entre lesquelles on trouve les molécules de chlorophylle. Les grana emprisonnent l'énergie lumineuse que réclame le phénomène de photosynthèse.

Certains chloroplastes contiennent d'autres pigments que la chlorophylle; c'est ainsi qu'ils peuvent contenir des carotènes, des pigments jaunes et orangés, ou de la xanthophylle, des pigments jaune pâle.

Le magnifique coloris des feuilles des arbres à l'automne n'est pas causé par le gel comme on le prétend souvent. Les feuilles paraissent vertes l'été parce que le vert de la chlorophylle dans les feuilles cache le jaune et l'orangé des carotènes. La chlorophylle perd de sa force à l'automne parce que la journée est plus courte et que les températures sont plus basses. Les carotènes ne sont pas affectés par cette baisse de la lumière et des températures, ce qui fait paraître les feuilles jaunes et orangées.