Les cellules comme unité de base des organismes vivants - Séance 3

Les organites sont des structures spécialisées au sein des cellules qui remplissent des fonctions spécifiques nécessaires à la survie et au fonctionnement global de la cellule. Chaque organite est généralement enfermé dans une membrane qui sépare son contenu du reste de la cellule et possède une structure et un ensemble de fonctions distincts. Quelques exemples d' organelles incluent le noyau, qui contient le matériel génétique de la cellule, et les mitochondries, qui produisent de l'énergie pour la cellule.

Le noyau est un organite hautement spécialisé que l’on trouve dans la plupart des cellules eucaryotes. Il est responsable de contenir et de protéger le matériel génétique de la cellule. Le matériel génétique du noyau est composé d’ DNA et de protéines associées. La structure du noyau comprend une enveloppe nucléaire, qui est une double membrane qui enferme le contenu du noyau. L'enveloppe nucléaire est perforée par des pores nucléaires. Ces pores permettent aux molécules d’entrer et de sortir du noyau.

Le nucléole est une région distincte du noyau qui est responsable de la production de ribosomes, qui participent à la synthèse des protéines. L' DNA dans le noyau est organisé en unités distinctes appelées gènes, qui codent pour la production de protéines spécifiques. Des anomalies dans la structure ou la fonction du noyau peuvent entraîner diverses maladies, notamment le cancer, des troubles du développement et des troubles génétiques.

Les mitochondries sont des organelles présents dans la plupart des cellules eucaryotes. Ils sont responsables de la production d’énergie sous forme d’ATP. ATP signifie adénosine triphosphate. Les mitochondries ont une structure unique, avec une membrane interne et externe et leur propre DNA. Le dysfonctionnement des mitochondries a été associé à une série de maladies, notamment des troubles métaboliques et des maladies neurodégénératives.

Les ribosomes sont de minuscules structures complexes présentes dans toutes les cellules vivantes et responsables de la fabrication des protéines. Ils sont constitués de deux parties, la grande sous-unité et la petite sous-unité, qui s'assemblent pour créer un ribosome fonctionnel. Les ribosomes peuvent être trouvés dans le cytoplasm de la cellule, ainsi que sur le réticulum endoplasmique rugueux, où ils sont impliqués dans la synthèse et le transport des protéines. Les ribosomes sont essentiels au fonctionnement de toutes les cellules vivantes et se trouvent aussi bien chez les procaryotes que chez les eucaryotes. Les ribosomes fonctionnent en décodant les informations contenues dans les molécules d’ARN messager. Ils utilisent ensuite ces informations pour assembler les acides aminés dans une séquence spécifique qui formera finalement une protéine.

Le réticulum endoplasmique est un réseau complexe de tubes entourés d'une membrane et de sacs aplatis. On le trouve dans les cellules eucaryotes. Il existe deux types de réticulum endoplasmique. Le réticulum endoplasmique rugueux et le réticulum endoplasmique lisse. Le réticulum endoplasmique rugueux est parsemé de ribosomes, qui synthétisent des protéines. Les protéines nouvellement synthétisées sont transportées dans la lumière du réticulum endoplasmique rugueux pour être repliées, modifiées et transportées vers d'autres parties de la cellule. Le réticulum endoplasmique lisse est dépourvu de ribosomes et est impliqué dans le métabolisme des lipides, la détoxification et le stockage et la libération des ions calcium.

L'appareil de Golgi est une partie importante des cellules eucaryotes qui agit comme un centre d'emballage et de distribution. Il absorbe des protéines et des lipides, les modifie et les envoie vers leur destination finale. L'appareil de Golgi est constitué d'un empilement de membranes aplaties appelées citernes. Chaque citerne a une tâche spécifique dans le traitement et la modification des molécules qui la traversent. L'appareil de Golgi est responsable du tri et du conditionnement des protéines et des lipides dans des vésicules, qui agissent comme des camions de livraison pour la cellule. L'appareil de Golgi aide à fabriquer certains des glucides complexes présents dans la matrice extracellulaire. Sans l'appareil de Golgi, la cellule ne pourrait pas fonctionner correctement.

Le cytosquelette est un réseau complexe de filaments protéiques présents dans les cellules eucaryotes. Il fournit un soutien structurel et une forme à la cellule. Il existe trois principaux types de filaments dans le cytosquelette. Ce sont des microfilaments, des filaments intermédiaires et des microtubules. Les microfilaments sont les filaments les plus fins et sont constitués de protéine d'actine. Ils aident la cellule à maintenir sa forme et participent au mouvement et à la division cellulaire. Les filaments intermédiaires sont plus résistants et fournissent un support mécanique à la cellule. Ils sont constitués de différentes protéines selon le type de cellule.

Les microtubules sont les filaments les plus épais et sont constitués de protéine tubuline. Ils sont impliqués dans de nombreux processus cellulaires, notamment la division cellulaire et le transport intracellulaire. Le cytosquelette est une structure dynamique qui peut être remodelée en réponse à divers stimuli.

Les vacuoles sont des organelles liés à la membrane présents dans les cellules de nombreux organismes. Ils sont principalement responsables du stockage et du maintien de diverses substances dans la cellule. Les vacuoles sont courantes dans les cellules végétales, où elles participent au maintien de la pression de turgescence et à la régulation du pH d'une cellule. Les vacuoles peuvent également agir comme des lysosomes, qui décomposent et recyclent les déchets cellulaires. Les cellules animales possèdent également des vacuoles, mais elles sont plus petites et remplissent des fonctions différentes.

Chez certains organismes, comme les amibes, les vacuoles sont utilisées pour l’excrétion et l’élimination des déchets. Certaines vacuoles contiennent des pigments qui donnent de la couleur aux fleurs, aux fruits et à d’autres parties des plantes. Enfin, chez certaines espèces, les vacuoles peuvent servir de mécanisme de défense en stockant des toxines ou d’autres composés nocifs.

Les peroxysomes sont de petits organelles entourés d'une membrane que l'on trouve dans les cellules eucaryotes. Ils participent au métabolisme cellulaire, notamment à la dégradation des acides gras et à la détoxification des substances nocives. Les peroxysomes contiennent des enzymes impliquées dans l’oxydation de diverses substances, ce qui produit du peroxyde d’hydrogène comme sous-produit. Les enzymes sont des molécules protéiques qui accélèrent la vitesse d’une réaction.

Cependant, les peroxysomes contiennent également une enzyme appelée catalase, qui décompose le peroxyde d'hydrogène en eau et en oxygène. Cela permet d’éviter d’endommager la cellule en raison de l’accumulation de peroxyde d’hydrogène. Les peroxysomes sont particulièrement abondants dans les cellules du foie et des reins. Ils participent à la désintoxication des drogues et autres substances nocives. Chez certaines plantes, les peroxysomes participent également à la photorespiration, un processus qui aide à réduire les niveaux de composés toxiques produits lors de la photosynthèse.

Les cils et les flagelles sont des structures fines ressemblant à des cheveux que l'on trouve à la surface de nombreux types de cellules. Ils sont impliqués dans le mouvement et la détection des cellules. Les deux ont une structure similaireLes cils sont généralement plus courts et plus nombreux, tandis que les flagelles sont plus longs et n'apparaissent généralement qu'en un ou quelques exemplaires. Les cils se trouvent à la surface des cellules tapissant les voies respiratoires, le système reproducteur et la surface apicale de certaines cellules épithéliales.

Les cils aident à déplacer les fluides et les particules sur une surface. Les flagelles se trouvent généralement sur les cellules qui doivent se déplacer, comme les spermatozoïdes ou certains types de bactéries. Les cils et les flagelles jouent tous deux des rôles importants dans l’organisme, contribuant à maintenir une fonction physiologique normale.

L'ATP est l'adénosine triphosphate. Il participe au métabolisme énergétique des cellules. On l’appelle souvent la monnaie énergétique de la cellule. L'ATP est composé d'une base azotée qui est l'adénine, d'un sucre qui est le ribose et de trois groupes phosphates. Les liaisons entre les groupes phosphate stockent de l’énergie qui peut être utilisée pour le travail cellulaire. Lorsqu'un groupe phosphate est retiré de l'ATP, de l'énergie est libérée, qui peut être utilisée par la cellule pour divers processus.

Le processus d’élimination d’un groupe phosphate de l’ATP est appelé hydrolyse. L'ATP est constamment synthétisé et décomposé dans les cellules, en fonction des besoins énergétiques de la cellule. La production d’ATP est un processus complexe qui implique plusieurs voies métaboliques dans les cellules. La dégradation du glucose pendant la respiration cellulaire est l’un des principaux moyens par lesquels les cellules génèrent de l’ATP. En résumé, l’ATP est une molécule clé de la cellule qui fournit de l’énergie pour une grande variété de processus cellulaires. Nous discuterons davantage de l’ATP dans les prochaines leçons.