Évolution et Diversité du Vivant

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1 Évolution et Diversité du Vivant
(101-NYA-05) Cours 2 Chapitres 4, 5 et 6 Campbell, 3 e édition LE VIVANT EST FAIT DE CARBONE LES MACROMOLÉCULES LA CELLULE Bernadette Féry Automne 2008 Glucose

2 Partie 1 : Introduction aux molécules organiques
Le vivant est fait essentiellement de carbone Le vivant est fait de volumineuses molécules à base de carbone qui servent de support structural aux êtres vivants Les propriétés des molécules organiques dépendent de leur squelette carboné et de leurs groupements fonctionnels Les molécules organiques complexes du vivant s’édifient à partir de molécules plus simples Les réactions de condensation et d’hydrolyse construisent et démantèlent les polymères Le métabolisme

3 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

4 2. Les molécules du carbone sont les molécules du vivant mais les molécules minérales sont essentielles à la vie MOLÉCULES MINÉRALES MOLÉCULES ORGANIQUES Molécules ne contenant pas de carbone sauf certains composés du carbone comme le CO2 (p. 61) et les carbonates CO32- 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 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 CO32- ) 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

5 Leur squelette carboné La cellule préfère le glucose.
3. Les propriétés des molécules organiques (et donc leur rôle biologique) dépendent de leur squelette carboné et de leurs groupements fonctionnels Leur squelette carboné La cellule préfère le glucose. Campbell (3eéd.) — Figure 5.3 : 73 Exemple des isomères Glucose Sucre du pain, du riz, des patates… Galactose Sucre du lait Fructose Sucre des fruits 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.

6 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). Groupement hydroxyle Groupement amine Groupement phosphate Chaîne carbonée Groupement carbonyle Groupement carboxyle

7 Groupement hydroxyle — OH Groupement carbonyle — CO
Caractérise les sucres Acétone Caractérise les alcools Groupement polaire capable de se dissoudre dans l’eau, également polaire Éthanol Campbell (3eéd.) — Figure 4.10 : 65

8 Groupement carboxyle — COOH
Caractérise les acides aminés (dans les protéines). Se comporte comme un acide car libère des protons (H+) dans la solution. (Rend les molécules acides) La forme ionisée (en solution) est : —COOH  — COO- + H+ H+ Groupement carboxyle dans sa «forme ionisée» Acide acétique Proton : atome d’hydrogène sans son électron

9 Caractérise les acides aminés (dans les protéines).
Groupement amine — NH2 Caractérise les acides aminés (dans les protéines). Se comporte comme une base car accepte des protons (H+) de la solution. (Rend les molécules basiques.) La forme ionisée (en solution) est : —NH2 + H+  —NH3+ H+ Glycine « Forme Ionisée » du groupement amine

10 Groupement phosphate (acide phosphorique)
—OPO3H2 ou plus simplement : —PO4 Caractérise les acides du noyau : l'ADN et l'ARN La forme ionisée (en solution) est : —OPO3H2  —OPO H+ Groupement acide car libère 2 protons dans la solution Groupement capable de donner de l’énergie à d’autres molécules par transfert des deux charges négatives et instables Glycérophosphate

11 Exemple de propriétés différentes à cause d’un groupement fonctionnel distinct
Groupement hydroxyle Hormone femelle : oestradiol Lionne Hormone mâle : testostérone Lion Groupement carbonyle Campbell (3eéd.) — Figure 4.9 : 64

12 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. 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. Macromolécule Molécule géante constituée de milliers d'atomes Les macromolécules, sauf les lipides, sont organisées en monomères et en polymères.

13 Les polymères et les monomères
Les 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. Monomère Unité structurale d’un polymère. Polymère Grosse molécule formée d’un grand nombre d’unités identiques ou semblables : les monomères

14 Trois exemples de polymères
Le glycogène. Petit polymère de glucose, fortement ramifié, situé dans le foie et les muscles des animaux. Rôle du glycogène Réserve de sucre chez les animaux Glucose Monomère du glycogène Sucre à 6 carbones Campbell (3eéd.) — Figure 5.6 : 75

15 Réserve de sucre chez les plantes
L’amidon. Gros polymère de glucose, formé de deux types de chaînes de glucose, situé dans les chloroplastes des plantes. Chloroplaste Rôle de l’amidon Réserve de sucre chez les 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. Amylose Chaîne droite Amylopectine Chaîne ramifiée Source

16 La cellulose. Gros polymère de glucose, situé dans la paroi des cellules végétales.
Rôle de la cellulose Non digestible par les enzymes animaux, elle maintient le volume des selles et empêche la constipation Une molécule de cellulose Une microfibrille de cellulose (environ 80 molécules de cellulose)

17 5. Les réactions de condensation et d’hydrolyse construisent et démantèlent les polymères
Les polymères se construisent souvent par des réactions de condensation (déshydratation) 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) Monomère « libre » Court polymère Polymère «allongé » La fabrication des protéines se fait par condensation d’acides aminés. Campbell (3eéd.) — Figure 5.2 : 72

18 La digestion des aliments dans l’intestin se fait par hydrolyse.
Les polymères se démantèlent souvent par des réactions d’hydrolyse (hydratation) 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) Polymère Monomère « libre » Polymère « raccourci » La digestion des aliments dans l’intestin se fait par hydrolyse. Campbell (3eéd.) — Figure 5.2 : 72

19 6. Le métabolisme. Ensemble des réactions cellulaires permettant de construire et de dégrader les macromolécules. Métabolisme Via des enzymes 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.

20 Les acides nucléiques : ADN (acide désoxyribonucléique
Partie 2 : Les molécules organiques Les protéines Les acides nucléiques : ADN (acide désoxyribonucléique ARN (acide ribonucléique)

21 Les protéines ont des rôles très importants
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.

22 Une protéine est un polymère d’acides aminés (les monomères)
acide aminé La structure de base de l’acide aminé est toujours la même Un carbone central sur lequel se greffe : un atome H, deux groupements, et une chaîne latérale qui varie selon l’acide aminés. Chaîne latérale «variable» selon l’a.a. ( R1 …R20) Groupement amine (basique) H R   H — N — C — C — OH    H O Groupement carboxyle (acide)

23 Quelques acides aminés
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. Quelques acides aminés 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.

24 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 !

25 Les polymères d'acides aminés
2 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 ». Le groupement carboxyle perd OH Le groupement amine perd H Liaison peptidique Campbell (3eéd.) — Figure 5.18 : 84

26 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 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 plupart des protéines sont formées d’une seule chaîne polypeptidique mais plusieurs en contiennent, deux, voire trois ou quatre.

27 La conformation native d'une protéine détermine sa fonction biologique
Repli de la protéine 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) Insertion du saccharose dans le site actif de l’enzyme 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. glucose fructose Une protéine enzymatique : la saccharase Hydrolyse du saccharose Campbell (3eéd.) — Figure 5.16 : 82

28 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.

29 Les protéines présentent un maximum de quatre niveaux d’organisation structurale
La conformation native des protéines formées d’une seule chaîne polypeptidique est une structure tertiaire. La conformation native des protéines formées de plusieurs chaînes polypeptidiques est une structure quaternaire. Structure secondaire Premier repliement par des liaisons H à intervalle régulier Structure tertiaire Deuxième repliement par des liaisons diverses à intervalle irrégulier. La molécule prend la forme d’une boule. Structure quaternaire Interaction de diverses chaînes déjà en structure tertiaire. Par diverses liaisons à intervalle irrégulier. Structure primaire Séquence primaire des a.a. Source

30 Détail du type de liaison de la structure secondaire
La 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 : 86

31 Détail du type de liaison de la structure tertiaire
Interactions hydrophobes 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… Liaison H Pont disulfure Liaison ionique Campbell (3eéd.) — Figure 5.20 : 87

32 Exemples de structures tertiaire et quaternaire
Le collagène et l’hémoglobine sont formées, respectivement, de 3 et de 4 chaînes d’acides aminés. Ils atteignent la structure quaternaire. Collagène Hémoglobine Le lysosyme est formé d’1 seule chaîne d’acides aminés. Il atteint la structure tertiaire. Lysosyme Campbell (3eéd.) — Figure 5.19 : 84 Campbell (3eéd.) — Figure 5.20 : 87

33 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

34 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.

35 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.      2 chaînes alpha 2 chaînes bêta     Campbell (3eéd. ) — Figure 5.21 : 88 Globule rouge contenant Hb normale Globule rouge déformé par Hb anormale

36 La séquence des acides aminés d’une protéine est dictée par un « gène » de l’ADN (acide désoxyribonucléique) Si une mutation génétique survient (changement dans un gène), la protéine qui découle de ce gène sera modifiée également. Gène normal Gène muté Protéine normale Protéine mutée

37 ADN Les acides nucléiques sont les acides du noyau
Deux types d'acides nucléiques ADN : acide désoxyribonucléique et ARN : acide ribonucléique ADN Dépositaire du matériel héréditaire = matériel héréditaire transmis par les parents 3 rôles Produire de l’ARN quand la cellule a besoin de protéines. (Un gène est copié en ARN m et celui-ci est traduit en polypeptide.) 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».) Campbell (3eéd. ) — Figure 12.4 : 237 Campbell (3eéd. ) — Figure 5.25 : 90

38 Structure des acides nucléiques Polymères =  nucléotides (monomères)
 = ensemble Structure des acides nucléiques Polymères =  nucléotides (monomères) Polynucléotides ADN (2 chaînes) ARN (1 chaîne) Une base azotée Un groupement phosphate S B 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ 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

39 B S Observez l’endroit précis où se lient la base et le phosphate !
Base azotée au carbone 1’ du sucre Groupement phosphate au carbone 5’ du sucre B 5’ 4’ S 1’ 3’ 2’ OH Observez également le groupement hydroxyle lié au carbone 3’ du sucre. Ce groupement est impliqué lors de la liaison des nucléotides entre eux.

40 Un peu de terminologie essentielle !
Nucléoside mono-P NUCLÉOTIDE Nucléoside Nucléoside tri-P Nucléoside di-P

41 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.

42 Bases azotées des nucléotides Cytosine C Thymine T Uracile U
Bases azotées à un cycle carboné : les pyrimidines Adénine A Guanine G Bases azotées à 2 cycles carbonés : les purines Désoxyribose D Ribose R Les sucres des nucléotides Campbell (3eéd. ) — Figure 5.26 : 91

43 Les nucléotides sont liés par des liaisons phosphodiester (liens covalents) .
Extrémité 5’ de la chaîne. Se termine par un groupe phosphate. Lien phosphodiester (Entre P d’un nucléotide et S du nucléotide voisin.) Extrémité 3’ de la chaîne. Se termine par un sucre Campbell (3eéd. ) — Figure 5.26 : 91

44 La double hélice d’ADN 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.) liaison hydrogène Les 2 chaînes s’enroulent à cause des liaisons H. Campbell (3eéd. ) — Figure 16.7 : 324

45 A T G C Règles d'appariement des bases dans l’ADN
Adénine établit 2 liens H avec Thymine (A = T ) Guanine établit 3 liens H avec cytosine (G = C) G C 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 règles de complémentarité des bases découlent de leur structure physique. Campbell (3eéd. ) — Figure 16.8 : 324

46 Les 2 chaînes ADN sont antiparallèles (inversées).
1’ 3’ Campbell (3eéd. ) — Figure 16.7 : 324 5’ 2’ 4’ 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’ 3’— ATCGAA—5’ 5’— TAGCTT—3’ Campbell (3eéd. ) — Figure 5.27 : 92

47 3’— ATCGAA—5’ 5’— TAGCTT—3’ ADN 5’— UAGCUU—3’ ARN 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’ ADN 5’— UAGCUU—3’ ARN

48 L’intervalle «viable » de la taille des cellules
Partie 3 : Exploration de la cellule L’intervalle «viable » de la taille des cellules La découverte de la cellule La théorie cellulaire Les constituants de la cellule eucaryote Importance des membranes internes et réseau intracellulaire de membranes Différences entre les cellules végétales et animales Le revêtement cellulaire Les jonctions cellulaires

49 9. L’intervalle «viable » de la taille des cellules
La taille des cellules ne doit pas être trop petite ni trop grosse. Taille d’une cellule Limite supérieure : Déterminée par la vitesse des échanges avec le monde extérieur en lien avec le rapport surface-volume de la cellule. Limite inférieure : Déterminée par la quantité minimale d’ADN et de protéines que la cellule doit posséder pour assurer sa survie. 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.

50 10. La découverte de la cellule
Robert Hooke (1665) a inventé le mot cellule mais Antonie Van Leeuwenhoek a été le premier à observer réellement des cellules. 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. Microscope rudimentaire de Hooke Cellules dans l’écorce du liège 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. Source

51 11. La théorie cellulaire En 1838, Matthias Schleiden, un botaniste, suggère que tous les tissus végétaux sont faits de cellules. Un an plus tard, le zoologiste Théodore Schwann en arrive à la même hypothèse au sujet des animaux. En 1855, Rudolf Virchow suggère que toute cellule provient d'une autre cellule, préexistante. 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. Source

52 12. Les constituants de la cellule eucaryote
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 cytoplasmique Le contour de la cellule Campbell (3eéd.) — Figure 6.9 : 104

53 I- Le noyau Le plus gros des organites de la cellule
Rôle général : Contrôle général de la cellule via l’ADN Pores nucléaires Contient : Le nucléoplasme (milieu semi- liquide « semi- visqueux » contenant sels, protéines solubles, sucres... et qui fournit un milieu favorable à l'activité nucléaire) Le matériel génétique (ADN et protéines associées) Le ou les nucléole(s) L’enveloppe nucléaire : double, percée de pores et recouverte de petits organites non membraneux «les ribosomes» Ribosomes Enveloppe nucléaire Matériel génétique Nucléole

54 Noyaux de cellules d’oignon et leurs nucléoles
Noyau avec 3 nucléoles Une cellule d’oignon Son noyau avec ses deux nucléoles Coupe d’une racine d’oignon vue au microscope optique

55 Le matériel génétique (ADN associé à des protéines) se présente de deux façons, selon le moment cellulaire : chromatine ou chromosomes CHROMATINE État filamenteux (condensation légère du matériel génétique) Granulations peu distinctes au microscope optique Quand la cellule ne se divise pas. Protéines ADN Chromatine Rôle : Être accessible aux enzymes cellulaires qui recopient l’ADN en ADN ou en ARN — selon les besoins cellulaires. Campbell (3eéd.) — Figure 19.2 : 393

56 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.

57 État de petits bâtonnets (condensation poussée du matériel génétique)
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 Rôle : Faciliter la séparation du matériel génétique vers les deux cellules qui seront issues de la division d’une cellule.

58 Le noyau vu au microscope électronique (la cellule n’est pas en division)
Chromatine (+ condensée : hétérochromatine Hc) (- condensée = euchromatine Ec) Membrane nucléaire Rôle : Contrôle les échanges noyau/cytoplasme Hc Ec Hc Hc Ec Source Hc Pores nucléaires 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

59 II- Le cytoplasme Les organites membraneux REG, REL, AG, lysosomes (animaux seulement), vacuoles et vésicules, mitochondries, chloroplastes (végétaux seulement) et peroxysomes Les organites non membraneux Ribosomes Cytosquelette (microtubules et dérivés, microfilaments et filaments intermédiaires) Les inclusions (amas de substances de réserve) Le cytosol (ou hyaloplasme)

60 Les organites membraneux
II- Le cytoplasme. Les organites membraneux Cellule animale REL Le réticulum endoplasmique : granuleux (REG) et lisse (REL) L’appareil de Golgi (AG) Les lysosomes (cellules animales) Les vacuoles nutritives, les vésicules de pinocytose (cellules animales) et, la grande vacuole centrale (cellules végétales) Les mitochondries Les chloroplastes (cellules végétales) Les peroxysomes REG AG Mitochondrie Grande vacuole centrale (cellules végétales) Chloroplaste Campbell (3eéd.) — Figure 6.9 : 104 Cellule végétale

61 Le réticulum endoplasmique « RE »
Ribosomes (petits points) Description REL Noyau 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» REG Citernes Vésicule de transition REL REG Campbell (3eéd.) — Figure 6.12 : 108 RE vu au microscope électronique MET

62 Rôles du réticulum endoplasmique lisse
Le REL synthétise des lipides. 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. Le REL, dans les cellules hépatiques, libère le glucose vers le sang durant les périodes de jeûne (entre les repas). Le REL dans les cellules musculaires accumule les ions Ca+ nécessaires à la contraction des muscles.

63 Rôles du réticulum endoplasmique granuleux
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. 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. La protéine fabriquée par le ribosome s’incorpore à une vésicule de transition «vésicule de membrane » destinée à d’autres organites membraneux.

64 L’appareil de Golgi « AG »
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. Les dictyosomes de l'appareil de Golgi

65 Vésicule de transition en provenance de REG et fusionnant avec AG
Saccules Émission de vésicules de sécrétion et de lysosomes Un dictyosome de AG « une pile de saccules » Campbell (3eéd.) — Figure 6.13 : 109 MET d’un dictyosome de AG

66 Rôles de l’appareil de Golgi
REG 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.) 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 transition AG Lysosome Vésicule de sécrétion Campbell (3eéd.) — Figure 6.16 : 112 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.

67 Les lysosomes des animaux
Noyau Description 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. Lysosomes Mitochondrie Peroxysome MET d’un lysosome contenant des organites défectueux. Campbell (3eéd.) — Figure 6.14 : 111 Enzymes hydrolytiques = enzymes digestifs

68 Rôles des lysosomes Particules «mangées» par la cellule via le processus appelé «phagocytose» Digèrent le contenu des vacuoles nutritives. Les vacuoles digestives sont issues de la phagocytose, un processus par lequel une cellule ingère de grosses particules. 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. Lysosome Digestion Vacuole digestive Fusion du lysosome avec la vacuole Campbell (3eéd.) — Figure 6.14 : 111 Dans les deux cas, les enzymes digèrent les macromolécules en monomères récupérables par la cellule. Animation sur les lysosomes

69 a) Les petites vacuoles digestives des animaux
Les vacuoles a) Les petites vacuoles digestives des animaux Vacuole digestive Pseudopode 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. Nourriture particulaire Extérieur Cytoplasme Campbell (3eéd.) — Figure 7.20 : 144

70 Rôles des petites vacuoles digestives
Bactérie déjà absorbée 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. Une bactérie en train de se faire phagocyter par un globule blanc. Une amibe en train de se nourrir.

71 b) La vacuole pulsatile des protozoaires d’eau douce (règne des Protistes)
LIRE Description 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 Source 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 . Rôles des vacuoles pulsatiles Permettre l’équilibre hydrique des Protozoaires d’eau douce.

72 c) La grande vacuole centrale des végétaux
Description Noyau Compartiment membraneux, empli de liquide et pouvant occuper occuper plus de 80% du volume cellulaire ce qui repousse le cytoplasme en périphérie. Grande vacuole centrale Chloroplaste Campbell (3eéd.) — Figure 6.15 : 112

73 Rôles de la grande vacuole
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... Exécute l'hydrolyse et remplace ainsi les lysosomes, absents chez les cellules végétales (en général). 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.

74 d) Les vésicules de pinocytose
Invagination de la membrane Vésicule de pinocytose Description Gros ions 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. Extérieur Cytoplasme Vésicules en formation dans une cellule épithéliale d’un capillaire Rôle des vésicules de pinocytose Permettre l’absorption de gros ions fortement chargés qui ne pourraient traverser autrement. Campbell (3eéd.) — Figure 7.20 : 144

75 La mitochondrie Description
Membrane externe Membrane interne Espace Description 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. Des centaines par cellule, selon l’intensité de l’activité métabolique. Crête Biodidac Cloison MET d’une mitochondrie

76 Rôle de la mitochondrie
Fabrique l’ATP 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. (3) groupes phosphate Adénine Ribose Le lieu ultime de la respiration cellulaire est la membrane interne, fortement repliée, de la mitochondrie. Adénosine triphosphate (ATP) Campbell (3eéd.) — Figure 8.9 : 156

77 Le chloroplaste (Végétaux et Algues seulement)
Thylakoïdes Description Organite ovale délimité par deux membranes séparées par un mince espace. Un réseau de membrane interne forme des sacs aplatis, les thylakoïdes. La chlorophylle contenue dans leur membrane capte la lumière rouge et bleue. Grana Campbell (3eéd.) — Figure 6.18 : 114 MET d’un chloroplaste

78 Rôle du chloroplaste Fabrique le glucose, la nourriture première de la plante 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. H2O CO2 O2 Glucose Campbell (3eéd.) — Figure 10.5 : 197

79 LIRE Les peroxysomes Description
Organites sphériques délimités par une membrane simple. Contiennent des enzymes. Mitochondrie Enzymes du peroxysome Chloroplaste Campbell (3eéd.) — Figure 6.19 : 115

80 Rôle du peroxysome «un organite oxydatif» LIRE
Certains peroxysomes utilisent le dioxygène pour décomposer les graisses en de petites molécules capables de rejoindre la voie métabolique de la respiration cellulaire. 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. Dans les graines, des peroxysomes déclenchent la conversion des gras en glucides, une source de carbone et d’énergie pour le jeune plant.

81 Attention 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.

82 II- Le cytoplasme. Les organites non membraneux
Cellule animale Ribosomes Cytosquelette Microtubules et structures associées «centrosome, centrioles, cils et flagelle» Microfilaments Filaments intermédiaires Flagelle Centrosome et deux centrioles Cils Centrosome (pas de centrioles) Filaments du cytosquelette : de (3) types Pas de cils ni de flagelle Campbell (3eéd.) — Figure 6.9 : 104 Cellule végétale

83 Deux sous-unités formées, chacune, d’ARN ribosomique et de protéines.
Les ribosomes Ribosome Description Deux sous-unités formées, chacune, d’ARN ribosomique et de protéines. Assemblés par le nucléole 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. Polyribosome Campbell (3eéd.) — Figure : 354 Rôle des ribosomes Synthétiser des protéines Campbell (3eéd.) — Figure 6.11 : 107

84 microfilaments (<)
Cytosquelette Les microtubules constituent un réseau émanant du centrosome. Les filaments intermédiaires occupent tout le cytoplasme. Sous la membrane nucléaire interne ils constituent la lamina. Description Organite non membraneux formé essentiellement de molécules fibreuses qui parcourent tout le cytoplasme. Trois types de fibres : microtubules (>) microfilaments (<) filaments intermédiaires (de taille intermédiaire) Les microfilaments sont principalement localisés sous la surface cellulaire Source

85 Rôles généraux des filaments du cytosquelette
Ancrage des organites dans la cellule, soutien de sa forme et mouvements cellulaires. Membrane plasmique Microtubule REG Mitochondrie Ribosome Microfilaments Source Filaments intermédiaires Un système osseux et musculaire au niveau cellulaire !

86 1) Description d’un microtubule
a) Les microtubules du cytoplasme et les structures associées «centrosome, centrioles, cils et flagelle» 1) Description d’un microtubule Cylindre creux d'environ 25 nm de diamètre et de longueur variable — 200 nm à 25 µm. Sa paroi se compose de tubuline : une protéine globuleuse formée de deux sous-unités. S'allonge et se rétracte, au besoin, par ajout ou retrait de tubuline. Un microtubule Colonne de dimères de tubuline Dimère de tubuline Campbell (3eéd.) — Tableau 6.1 : 117

87 Rôle des microtubules du cytoplasme
Maintien de la forme cellulaire (charpente résistant à la compression donc qui résiste à l'écrasement). Mouvement des organites (servent de rails sur lesquels les organites associés à des protéines motrices peuvent se déplacer). Mouvement de l’organite ATP Protéine motrice : kinésine alimentée par l’ATP Microtubule Organite Récepteur Campbell (3eéd.) — Figure 6.21 : 116

88 MET d’un microtubule transportant une vésicule
Vésicules Microtubule MET d’un microtubule transportant une vésicule Campbell (3eéd.) — Figure 6.21 : 116

89 2) Description du centrosome (centre organisateur des microtubules)
Masse finement granulaire près du noyau dans laquelle se forment les microtubules. Contient une paire de centrioles en son centre (cellule animale seulement). Centrioles Centrosome Campbell (3eéd.) — Figure 6.22 : 118 MET du centrosome et de ses centrioles

90 Organise le réseau de microtubules dans la cellule.
Rôle du centrosome Organise le réseau de microtubules dans la cellule. Noyau + - Microtubules Centrosome Cellule en interphase (pas en division) 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). Migration des pigments le long des microtubules à partir du centrosome dans une cellule cutanée de poisson. Source Campbell (1e éd. ) — Figure 7.27 : 139

91 3) Description des centrioles
Deux cylindres de microtubules, perpendiculaires l’un à l’autre. Chaque cylindre (centriole) est formé de neuf triplets de microtubules. Situés au cœur du centrosome animal. Un microtubule Coupe transversale Un triplet de microtubules Coupe longitudinale MET des centrioles Campbell (3eéd.) — Figure 6.22 : 118 Cil Rôle des centrioles Corpuscule basal S’insérer à la base de chaque cil et de chaque flagelle. Le centriole prend alors le nom de «corpuscule basal». Corpuscules basaux à la base de cils

92 4) Description des cils et du flagelle
Projections de microtubules à la surface cellulaire et recouvertes par la membrane plasmique. 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. Formés de neuf doublets de microtubules plus deux au centre. Associés à la dynéine, une protéine motrice qui permet leur mouvement. Différences entre cils et flagelle Les 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.

93 Arrangement : 9 doublets + 2 au centre Protéine motrice « dynéine »
Cil / flagelle Arrangement : 9 triplets Corpuscule basal Campbell (3eéd. ) — Figure 6.24 : 119

94 Rôles des cils et du flagelle
Propulsion de la cellule dans son milieu Spermatozoïdes dans les voies génitales, paramécie dans son milieu. Déplacement du milieu autour de la cellule Cils 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).

95 LIRE b) Les microfilaments 1) Description d’un microfilament
Les plus petits des filaments du cytosquelette. Deux chaînes torsadées et «rigides» d'actine (une protéine globulaire). Surtout localisés sous la surface cellulaire. Actine Campbell (3eéd. ) — Tableau 6.1 : 117

96 LIRE Rôles des microfilaments
Les microfilaments aident la cellule à supporter la tension (l'étirement). Les microfilaments d'actine, en association avec des filaments plus épais de myosine, permettent des contractions généralisées au niveau des cellules musculaires. Les microfilaments d'actine, en association avec des filaments plus épais de myosine, permettent des contractions localisées dans une cellule : Anneau contractile qui étrangle une cellule en deux lors de la division. Mouvement amiboïde des globules blancs. Déplacement continuel du cytoplasme de la cellule végétale autour de la grande vacuole (cyclose).

97 LIRE c) Les filaments intermédiaires
1) Description d’un filament intermédiaire Formés d'un assemblage de sous-unités protéiques qui varient d'un type de cellule à l'autre. Plus gros que les microfilaments mais, plus petits que les microtubules. Sillonnent généralement tout le cytoplasme, mais aussi se regroupent en faisceaux ou bien restent isolés, selon la cellule. Plusieurs espèces biochimiques de filaments intermédiaires : les kératines épithéliales, les neurofilaments de la plupart des neurones, les filaments gliaux des cellules gliales, etc. Protéines fibreuses Sous-unités Campbell (3eéd. ) — Tableau 6.1 : 117

98 LIRE Rôles des filaments intermédiaires
Filaments robustes et stables qui perdurent après la mort de la cellule — résistent à la tension, aux détergents et insolubles. Renforcent la structure interne des cellules. Maintiennent en place les organites — le noyau siège dans une cage formée de filaments intermédiaires : la lamina. Forment les ongles, les cheveux, la couche cornée de la peau, les neurofilaments des neurones et les filaments des cellules gliales (autour des neurones).

99 II- Le cytoplasme. Les inclusions
Des granules de glycogène Des granules contenant les produits d’accumulation de la cellule. Des 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.

100 III- La membrane plasmique (ou cytoplasmique)
Extérieur de la cellule Description Molécule de protéine Molécule de sucre Bicouche de lipides Canal protéique Protéine Membrane simple délimitant la cellule. Non percée de pores contrairement à la membrane nucléaire. Formée essentiellement de deux couches de lipides. Traversée de protéines. Recouverte de quelques sucres. Intérieur de la cellule Structure de la membrane plasmique

101 Rôles de la membrane plasmique
Grâce aux protéines, la membrane contrôle les échanges cellulaires (perméabilité sélective). Elle choisit les substances qui traversent dans un sens ou l’autre. Grâce aux lipides insolubles, la membrane permet l’intégrité du compartiment cellulaire. La cellule ne se défait pas dans son milieu liquide. 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).

102 Importance des membranes internes
13. Importance des membranes internes et réseau intracellulaire de membranes Cellule Enzymes Organite membraneux Importance des membranes internes La cellule eucaryote possède un réseau étendu et élaboré de membranes internes sous la forme d’organites membraneux (petits organes) . Ces membranes sont très importantes car : Elles enchâssent beaucoup d'enzymes qui participent activement au métabolisme cellulaire. 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.

103 Réseau intracellulaire de membranes
Ensemble des membranes de la cellule qui sont interreliées directement ou indirectement par le biais de sacs membraneux. Les organites appartenant au réseau intracellulaire de membranes sont : L'enveloppe nucléaire Le réticulum endoplasmique L'appareil de Golgi Les lysosomes Divers types de vacuoles La membrane plasmique.

104 14. Différences entre les cellules végétales et animales
Cellule végétale Centrosome mais pas de centrioles Donc pas de cils ni de flagelle chez les cellules végétales. 4 Grande vacuole centrale. Remplace les lysosomes. 1 Impose une forme rigide à la cellule qui est toujours rectangulaire. 3 Paroi cellulaire 2 Chloroplastes Pour la photosynthèse Campbell (3eéd.) — Figure 6.9 : 104

105 Les cellules animales ont des formes variables.
5 La forme Les cellules animales ont des formes variables. Les cellules végétales sont toujours rectangulaires à cause de la paroi cellulaire « rigide». Les cellules qui recouvrent l’intérieur de la bouche sont plates. Une cellule musculaire est aussi longue que son muscle. Les neurones émettent de longs prolongements. Cellules d’Élodée

106 Division du cytoplasme à la fin de la division cellulaire.
6 La cytocinèse Division du cytoplasme à la fin de la division cellulaire. La cytocynèse des cellules animales se fait du pourtour vers le centre. La cytocynèse des cellules végétales se fait du centre vers le pourtour.

107 15. Le revêtement cellulaire
Paroi primaire a) La paroi cellulaire de la cellule végétale Cellule Paroi secondaire Enveloppe épaisse et rigide. Formée minimalement de deux couches : la lamelle moyenne riche en pectines (polysaccharides) et la paroi primaire à base de cellulose. Parfois une paroi secondaire rigide et épaisse à base de cellulose et de lignine s'ajoute chez les plantes formant du bois. Cellule Lamelle moyenne Campbell (3eéd.) — Figure 6.28 : 122

108 Rôles de la paroi végétale
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. 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).

109 La matrice extracellulaire de la cellule animale
Protéines Sucres Enveloppe de protéines «sucrées» sécrétée par la cellule et restant tout près. Plus de 50% de ces protéines sont du collagène. Collagène Protéines Cytoplasme Microfilaments Campbell (3eéd.) — Figure 6.29 : 123 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. Rôle important dans la reconnaissance des cellules du «SOI» et le rejet des cellules «étrangères». (Immunité cellulaire)

110 15. Les jonctions cellulaires
Dans les cellules végétales Plasmodesmes Canaux qui laissent passer les molécules d'une cellule à l'autre. Cellule Plasmodesmes Cellule Campbell (3eéd.) — Figure 6.30: 123

111 15. Les jonctions cellulaires
Dans les cellules animales Jonctions serrées Jonctions étanches entre les cellules. Rien ne passe. Desmosomes Retiennent les cellules solidement les unes aux autres. Ancrage. Jonctions ouvertes Canaux qui laissent passer les molécules d'une cellule à l'autre. Campbell (3eéd.) — Figure 6.31: 124

112 FIN Chapitre 4 Chapitre 5 Chapitre 6 Révision du chapitre : p. 67
Autoévaluations : 1 à 6, 8, 9 et 10 Révision du chapitre : p. 93 sauf les concept 5.2 et 5.3 Autoévaluations : 2, 4, 6, 8, 11 et 12 Retour sur les concepts 5.1, 5.4 : 1 et 3 et 5.5 Révision du chapitre : pp. 125 et 126 Autoévaluations : 2 à 8, 10 à 12 Retour sur les concepts : 6.2 à 6.6