Tous les êtres vivants sont constitués de cellules; soit d’une cellule (les unicellulaires), soit formés de plusieurs cellules organisées avec des fonctions différentes.

 

 

 

Bien que ces cellules puissent avoir des fonctions et des formes différentes, elles ont toutes une organisation générale similaire. Les organites permettent d’effectuer plusieurs fonctions différentes en même temps au sein de la cellule. Il existe néanmoins des différences importantes entre les cellules animales et végétales. Les cellules animales ont des centrioles (formant un centrosome) et des lysosomes, alors que les cellules végétales n'en ont pas. Les cellules végétales ont une paroi cellulaire, des chloroplastes, des plasmodesmes et des plastes (utilisés pour le stockage), et une grande vacuole centrale, alors que les cellules animales n'en ont pas. A l’aide du modèle de cellule, identifie les différents organites.

 La membrane plasmique et le cytoplasme 

0017Les cellules eucaryotes sont entourées d’une membrane plasmique constituée d'une bicouche de phospholipides (contenant différentes protéines) séparant le contenu interne de la cellule de son environnement externe. La membrane plasmique contrôle le passage de certaines substances, telles que les molécules organiques, les ions et l'eau, empêchant le passage de certaines d'entre elles pour maintenir les conditions internes, tout en en apportant ou en éliminant activement d'autres. D'autres composés se déplacent passivement à travers la membrane.

Le cytoplasme est le contenu de la cellule. Il est composé d'organites en suspension dans le cytosol gélifié, du cytosquelette et est riche en divers composés chimiques. Même si le cytoplasme est composé de 70 à 80 % d'eau, il a une consistance semi-solide qui provient des protéines qu'il contient. De nombreuses réactions métaboliques, y compris la synthèse des protéines, ont lieu dans le cytoplasme.

On y trouve également un réseau de fibres protéiques, le cytosquelette, qui aide à maintenir la forme de la cellule, permet de positionner certains organites dans le cytoplasme, ou le déplacement des vésicules dans la cellule. Ce cytosquelette permet à la cellule de bouger, ou par exemple, aux cellules musculaires de se contracter.

Les cellules peuvent également communiquer entre elles par contact direct, appelé jonctions serrées (tight junctions en anglais).

Les jonctions serrées se trouvent généralement dans le tissu épithélial qui tapisse les organes internes et les cavités, et qui compose la majeure partie de la peau. Par exemple, les jonctions serrées des cellules épithéliales qui tapissent la vessie empêchent l'urine de s'écouler dans l'espace extracellulaire. On ne trouve également les desmosomes uniquement dans les cellules animales qui agissent comme des soudures. Ils maintiennent les cellules ensemble dans les organes et les tissus qui s'étirent, comme la peau, le cœur et les muscles.

Les ribosomes sont de très petites structures responsables de la synthèse des protéines et flottent librement dans le cytoplasme. Les ribosomes peuvent se fixer à la membrane plasmique ou au côté cytoplasmique du réticulum endoplasmique. Ils sont présents dans pratiquement toutes les cellules.

 Les centrioles 

0016Les centrioles sont regroupées en une paire de deux structures perpendiculaires l'une à l'autre et forment le centrosome. Chaque centriole à une forme de cylindre de neuf triplets de microtubules. Le centrosome est une région proche du noyau des cellules animales qui fonctionne comme un centre qui organise le cytosquelette dans la cellule.


Le centrosome se réplique avant qu'une cellule ne se divise, et les centrioles jouent un rôle en tirant les chromosomes dupliqués vers les extrémités opposées de la cellule en division. Cependant, la fonction exacte des centrioles dans la division cellulaire n'est pas claire, puisque les cellules dont les centrioles ont été retirées peuvent encore se diviser, et les cellules végétales, qui manquent de centrioles, sont capables de division cellulaire également.

 Le noyau 


0015Le noyau est sans doute l'organite le plus important d'une cellule. Il contient l'ADN de la cellule et des protéines sous forme de chromatine baignant dans un « liquide » (le nucléoplasme, similaire au cytoplasme) et dirige la synthèse des ribosomes et des protéines.
Le noyau est entouré par une enveloppe nucléaire externe constitué d’une double membrane. Les membranes interne et externe de l'enveloppe nucléaire sont toutes deux des bicouches phospholipidiques comme dans la membrane plasmique. L'enveloppe nucléaire est percée de pores nucléaires qui permettent le passage des ions, des molécules et des ARN entre le nucléoplasme et le cytoplasme.
Au centre du noyau il existe une zone de coloration plus foncée, appelée nucléole, qui regroupe l'ARN ribosomique avec les protéines associées qui sont ensuite transportés dans le cytoplasme par les pores nucléaires pour former les ribosomes.

 Le réticulum endoplasmique 

0014Le réticulum endoplasmique (RE) est un réseau de tubes constitués de membranes interconnectées entre elles et qui prend deux formes : le réticulum endoplasmique rugueux (RER) qui a un rôle dans la modification des protéines et le réticulum endoplasmique lisse (REL) qui synthétise des lipides.


La membrane du RER, qui est une bicouche de phospholipides enrobée de protéines, est la continuité de l’enveloppe nucléaire. Il est nommé ainsi à cause des ribosomes fixés à sa surface cytoplasmique qui lui donnent un aspect rugueux au microscope électronique. Les ribosomes synthétisent les protéines lorsqu'ils sont attachés au RE, ce qui entraîne le transfert de leurs protéines nouvellement synthétisées à l’intérieur du RER où elles subissent des modifications.


Si les phospholipides ou les protéines modifiées ne sont pas destinés à rester dans le RER, ils seront conditionnés dans des vésicules et transportés depuis le RER par bourgeonnement de la membrane. Le RER est très abondant dans les cellules qui secretent des protéines, comme les cellules du foie.
Le réticulum endoplasmique lisse (REL) est continu avec le RER mais a peu ou pas de ribosomes sur sa surface cytoplasmique (c’est pur cette raison qu’il apparaît lisse). Les fonctions du REL comprennent par exemple la synthèse des glucides, des lipides (y compris les phospholipides) et des hormones stéroïdes. Il joue également un rôle dans la désintoxication des médicaments.

 Lysosomes, vésicules et peroxysomes 


0013Les lysosomes ont le rôle "d’éboueurs" de la cellule. Les enzymes digestives contenues dans les lysosomes favorisent la dégradation des protéines, des polysaccharides, des lipides, des acides nucléiques et même des organites usés. Par exemple chez les protozoaires, les lysosomes sont importants pour la digestion des aliments qu'ils ingèrent et le recyclage des organites. Ils contiennent un pH plus acide que le cytoplasme, ce qui favorise l’activité des enzymes. Ils participent, par exemple, à la destruction des organismes pathogènes lorsque des globules blanc appelés macrophages dévorent des organismes pathogènes par phagocytose.


Les vésicules et les vacuoles sont des sacs à membrane qui fonctionnent pendant le stockage et le transport. Les vacuoles sont un peu plus grandes que les vésicules, et la membrane d'une vacuole ne fusionne pas avec les membranes des autres composants cellulaires. Les vésicules peuvent fusionner avec d'autres membranes du système cellulaire. De plus, les enzymes des vacuoles végétales peuvent décomposer les macromolécules.


Les peroxysomes sont de petits organites ronds entourés d'une seule membrane. Ils effectuent des réactions chimiques qui décomposent les acides gras et les acides aminés. Ils ont aussi un rôle de détoxification, comme celui de l'alcool dans les cellules du foie. Le sous-produit de ces réactions chimiques est le peroxyde d'hydrogène (H2O2) qui est maintenu dans le peroxysomes pour éviter de causer des dommages au reste de la cellule (il sera ensuite dégradé en eau et en oxygène par des enzymes).

 L'appareil de Golgi 

0012Avant d'atteindre leur destination finale, les lipides ou protéines contenus dans les vésicules de transport doivent être triés, emballés et étiquetés afin qu'ils se retrouvent au bon endroit. Le tri, le marquage, le conditionnement et la distribution des lipides et des protéines ont lieu dans l'appareil de Golgi (aussi appelé corps de Golgi), une série de sacs membranaires aplatis empilés les uns sur les autres.


L'appareil de Golgi a une face près du réticulum endoplasmique pour réceptionner les vésicules et une face vers la membrane cellulaire pour libérer les vésicules vers l’extérieur. Les vésicules de transport qui se forment à partir de l'urgence se déplacent vers la face réceptrice, fusionnent avec celle-ci et vident leur contenu dans la lumière de l'appareil de Golgi. Au fur et à mesure que les protéines et les lipides voyagent dans le Golgi, ils subissent d'autres modifications et sont marqués.


Enfin, les protéines modifiées et étiquetées sont conditionnées dans des vésicules qui bourgeonnent de la face opposée du Golgi. Tandis que certaines de ces vésicules, vésicules de transport, déposent leur contenu dans d'autres parties de la cellule où elles seront utilisées, d'autres, vésicules sécrétoires, fusionnent avec la membrane plasmique et libèrent leur contenu hors de la cellule.
La taille et la quantité de l’appareil de Golgi dépend du type de cellule. Il est abondant dans les cellules des glandes salivaires de la bouche qui secrètent des enzymes digestives et les cellules du système immunitaire qui secrètent beaucoup d’anticorps.

Dans les cellules végétales, le Golgi a un rôle supplémentaire de synthèse de polysaccharides, dont certains sont incorporés dans la paroi cellulaire et d'autres sont utilisés dans d'autres parties de la cellule.

 Les mitochondries 

0011Les mitochondries sont les « piles » de la cellule et fournissent l’énergie nécessaire sous forme d’une molécule appelée ATP (adénosine triphosphate). La formation d'ATP à partir de la dégradation du glucose est connue sous le nom de respiration cellulaire et permet la production d’énergie. Les mitochondries sont des organites ovales à double membrane qui ont leurs propres ribosomes et ADN. La matrice mitochondriale, qui contient les ribosomes et l’ADN, est entourée par la membrane interne. La membrane interne est séparée de la membrane externe par un espace intermembranaire. Par exemple, les cellules musculaires ont beaucoup de mitochondries car elles ont besoin de beaucoup d'énergie pour se contracter.

La cellule en vidéo

 

 

Référence

 • Adaptation et traduction des documents OpenStax « Concept Biology »: https://openstax.org/books/concepts-biology/pages/3-3-eukaryotic-cells
• Modèle « Animal and Plant Cell Construction Kit » by mfritz remixé « Tiny cell key chain » by ATGstart sur thingiverse.com.