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 

0040Les 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.

La paroi cellulaire est un revêtement rigide qui protège la cellule, lui fournit un support structurel et lui donne sa forme. Elle est principalement composée de cellulose, un polysaccharide composé de glucose. Lorsque l’on parle de fibre alimentaire sur l’emballage de nos aliments, c’est principalement de cette cellulose dont il est question. Certains unicellulaires comme des champignons microscopiques et des protistes ont aussi des parois cellulaires.


En général, les membranes plasmiques des cellules végétales voisines ne peuvent pas se toucher parce qu'elles sont séparées par les parois cellulaires qui entourent chaque cellule. Les plasmodesmes sont de nombreux canaux qui passent entre les parois cellulaires des cellules végétales adjacentes, connectant leur cytoplasme et permettant le transport des molécules signal et des nutriments d'une cellule à l'autre.

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.

 Le noyau 


0033Le 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 

0034Le 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.

 Les vésicules et peroxysomes 

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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 

0036Avant 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 

0037Les 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.

 Les Chloroplastes 


0038Comme les mitochondries, les chloroplastes ont aussi leur propre ADN et leurs propres ribosomes. Les chloroplastes effectuent la photosynthèse et se trouvent dans les plantes, les algues et certains protistes. Dans la photosynthèse, le dioxyde de carbone, l'eau et l'énergie lumineuse sont utilisés pour produire du glucose et de l'oxygène. C'est la principale différence entre les plantes et les animaux: Les plantes (autotrophes) sont capables de produire leur propre nourriture, comme le glucose, tandis que les animaux (hétérotrophes) doivent compter sur d'autres organismes pour leurs composés organiques ou leur source alimentaire.

Comme les mitochondries, les chloroplastes ont des membranes externe et interne, mais dans l'espace délimité par la membrane interne d'un chloroplaste se trouve un ensemble de sacs membranaires remplis de liquide, interconnectés et empilés, appelés thylakoïdes. Chaque tas de thylakoïdes est appelée granum (au pluriel, grana). Le fluide enfermé par la membrane interne et entourant la grana s'appelle le stroma.

Les chloroplastes contiennent un pigment vert appelé chlorophylle, qui capture l'énergie de la lumière solaire pour la photosynthèse.

 La grande vacuole centrale 

 

0039Les cellules végétales ont chacune une grande vacuole centrale qui occupe la majeure partie de la cellule. La grande vacuole joue un rôle clé dans la régulation de la concentration en eau de la cellule dans des conditions environnementales qui varient. Le liquide à l'intérieur de la vacuole fournit la pression nécessaire à la turgescence, qui est la pression extérieure causée par le liquide à l'intérieur de la cellule. Lorsque la grande vacuole rétrécit, elle laisse la paroi cellulaire sans support et la cellule se ramolli. Cette perte de support des parois cellulaires d'une plante a pour conséquence l'aspect flétri lorsque la plante n’est plus arrosée. Dans les graines, la grande vacuole a également pour fonction de stocker les protéines qui seront nécessaires à la germination.

 

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.