résultats D’apprentissage
- identifier les organites clés présents uniquement dans les cellules végétales, y compris les chloroplastes et les vacuoles centrales
- identifier les organites clés présents uniquement dans les cellules animales, y compris les centrosomes et les lysosomes
à ce stade, il devrait être clair que les cellules eucaryotes ont une structure plus complexe que les cellules procaryotes. Les organites permettent à diverses fonctions de se produire dans la cellule en même temps., Malgré leurs similitudes fondamentales, il existe des différences frappantes entre les cellules animales et végétales (voir Figure 1).
Les cellules animales ont des centrosomes (ou une paire de centrioles) et des lysosomes, contrairement aux cellules végétales. Les cellules végétales ont une paroi cellulaire, des chloroplastes, des plasmodesmes et des plastides utilisés pour le stockage, et une grande vacuole centrale, contrairement aux cellules animales.
Pratique de la Question
la Figure 1. (a) une cellule animale typique et (b) une cellule végétale typique.,
quelles structures une cellule végétale a-t-elle qu’une cellule animale n’a pas? Quelles structures une cellule animale a-t-elle qu’une cellule végétale n’a pas?
les Cellules Végétales
La Paroi Cellulaire
Dans la Figure 1b, le schéma d’une cellule végétale, on voit une structure externe à la membrane plasmique appelé la paroi cellulaire., La paroi cellulaire est un revêtement rigide qui protège la cellule, fournit un soutien structurel et donne forme à la cellule. Les cellules fongiques et certaines cellules protistes ont également des parois cellulaires.
alors que le composant principal des parois cellulaires procaryotes est le peptidoglycane, la principale molécule organique de la paroi cellulaire végétale est la cellulose (Figure 2), un polysaccharide constitué de longues chaînes droites d’unités de glucose. Lorsque l’information nutritionnelle se réfère aux fibres alimentaires, elle se réfère à la teneur en cellulose des aliments.
la Figure 2., La Cellulose est une longue chaîne de molécules de β-glucose reliées par une liaison 1-4. Les lignes pointillées à chaque extrémité de la figure indiquent une série de beaucoup plus d’unités de glucose. La taille de la page rend impossible la représentation d’une molécule de cellulose entière.
les Chloroplastes
la Figure 3. Ce schéma simplifié d’un chloroplaste montre la membrane externe, la membrane interne, les thylakoïdes, le grana et le stroma.
comme les mitochondries, les chloroplastes ont également leur propre ADN et leurs ribosomes., Les chloroplastes fonctionnent dans la photosynthèse et peuvent être trouvés dans les cellules eucaryotes photoautotrophes telles que les plantes et les algues. Dans la photosynthèse, le dioxyde de carbone, l’eau et l’énergie lumineuse sont utilisés pour fabriquer du glucose et de l’oxygène. C’est la différence majeure entre les plantes et les animaux: les plantes (autotrophes) sont capables de fabriquer leur propre nourriture, comme le glucose, alors que les animaux (hétérotrophes) doivent compter sur d’autres organismes pour leurs composés organiques ou leur source de nourriture.,
comme les mitochondries, les chloroplastes ont des membranes externe et interne, mais dans l’espace clos par la membrane interne d’un chloroplaste se trouve un ensemble de sacs membranaires interconnectés et empilés, remplis de liquide, appelés thylakoïdes (Figure 3). Chaque pile de thylakoïdes est appelée un granum (pluriel = grana). Le fluide enfermé par la membrane interne et entourant le grana s’appelle le stroma.
Les chloroplastes contiennent un pigment vert, appelé chlorophylle, qui capte l’énergie du soleil pour la photosynthèse. Comme les cellules végétales, les protistes photosynthétiques ont également des chloroplastes., Certaines bactéries effectuent également la photosynthèse, mais elles n’ont pas de chloroplastes. Leurs pigments photosynthétiques sont situés dans la membrane thylakoïde à l’intérieur de la cellule elle-même.
endosymbiose
Nous avons mentionné que les mitochondries et les chloroplastes contiennent de l’ADN et des ribosomes. Avez-vous demandé pourquoi? Des preuves solides indiquent l’endosymbiose comme explication.
la symbiose est une relation dans laquelle les organismes de deux espèces distinctes vivent en étroite association et présentent généralement des adaptations spécifiques les uns aux autres., L’endosymbiose (endo – = within) est une relation dans laquelle un organisme vit à l’intérieur de l’autre. Les relations endosymbiotiques abondent dans la nature. Les Microbes qui produisent de la vitamine K vivent à l’intérieur de l’intestin humain. Cette relation est bénéfique pour nous car nous sommes incapables de synthétiser la vitamine K. Elle est également bénéfique pour les microbes car ils sont protégés des autres organismes et bénéficient d’un habitat stable et d’une nourriture abondante en vivant dans le gros intestin.
les Scientifiques ont remarqué depuis longtemps que les bactéries, les mitochondries et les chloroplastes sont de taille similaire., Nous savons également que les mitochondries et les chloroplastes ont de l’ADN et des ribosomes, tout comme les bactéries. Les scientifiques croient que les cellules hôtes et les bactéries ont formé une relation endosymbiotique mutuellement bénéfique lorsque les cellules hôtes ont ingéré des bactéries aérobies et des cyanobactéries mais ne les ont pas détruites. Au cours de l’évolution, ces bactéries ingérées sont devenues plus spécialisées dans leurs fonctions, les bactéries aérobies devenant des mitochondries et les bactéries photosynthétiques devenant des chloroplastes.,
Essayer
La Vacuole Centrale
Précédemment, nous avons mentionné les vacuoles des composants essentiels des cellules végétales. Si vous regardez la Figure 1b, vous verrez que les cellules végétales ont chacune une grande vacuole centrale qui occupe la majeure partie de la cellule. La vacuole centrale joue un rôle clé dans la régulation de la concentration d’eau de la cellule dans des conditions environnementales changeantes. Dans les cellules végétales, le liquide à l’intérieur de la vacuole centrale fournit une pression de turgescence, qui est la pression extérieure causée par le fluide à l’intérieur de la cellule., Avez-vous déjà remarqué que si vous oubliez d’arroser une plante pendant quelques jours, elle se flétrit? En effet, lorsque la concentration d’eau dans le sol devient inférieure à la concentration d’eau dans la plante, l’eau sort des vacuoles centrales et du cytoplasme et pénètre dans le sol. Lorsque la vacuole centrale se rétrécit, elle laisse la paroi cellulaire sans support. Cette perte de soutien aux parois cellulaires d’une plante entraîne l’aspect flétri. Lorsque la vacuole centrale est remplie d’eau, elle fournit un moyen de faible énergie pour que la cellule végétale se dilate (par opposition à dépenser de l’énergie pour augmenter réellement en taille)., De plus, ce liquide peut décourager l’herbivorie car le goût amer des déchets qu’il contient décourage la consommation par les insectes et les animaux. La vacuole centrale sert également à stocker les protéines dans les cellules de la graine en développement.
les Cellules Animales
les Lysosomes
la Figure 4. Un macrophage a phagocyté une bactérie potentiellement pathogène dans une vésicule, qui fusionne ensuite avec un lysosome dans la cellule afin que l’agent pathogène puisse être détruit. D’autres organites sont présents dans la cellule, mais pour des raisons de simplicité, ne sont pas affichés.,
dans les cellules animales, les lysosomes sont « l’élimination des ordures » de la cellule. »Les enzymes digestives dans les lysosomes aident à la dégradation des protéines, des polysaccharides, des lipides, des acides nucléiques et même des organites usés. Chez les eucaryotes unicellulaires, les lysosomes sont importants pour la digestion des aliments qu’ils ingèrent et le recyclage des organites. Ces enzymes sont actives à un pH beaucoup plus faible (plus acide) que celles situées dans le cytoplasme., De nombreuses réactions qui ont lieu dans le cytoplasme ne peuvent pas se produire à un pH bas, donc l’avantage de compartimenter la cellule eucaryote en organites est apparent.
les Lysosomes utilisent également leurs enzymes hydrolytiques pour détruire les organismes pathogènes qui pourraient pénétrer dans la cellule. Un bon exemple de cela se produit dans un groupe de globules blancs appelés macrophages, qui font partie du système immunitaire de votre corps. Dans un processus connu sous le nom de phagocytose, une section de la membrane plasmique du macrophage invagine (se replie) et engloutit un agent pathogène., La section invaginée, avec l’agent pathogène à l’intérieur, se pince alors de la membrane plasmique et devient une vésicule. La vésicule fusionne avec un lysosome. Les enzymes hydrolytiques du lysosome détruisent alors l’agent pathogène (Figure 4).
de la Matrice Extracellulaire des Cellules Animales
la Figure 5. La matrice extracellulaire est constituée d’un réseau de substances sécrétées par les cellules.
la Plupart des cellules animales libération des matériaux dans l’espace extracellulaire. Les principaux composants de ces matériaux sont les glycoprotéines et la protéine collagène., Collectivement, ces matériaux sont appelés la matrice extracellulaire (Figure 5). Non seulement la matrice extracellulaire maintient les cellules ensemble pour former un tissu, mais elle permet également aux cellules dans le tissu de communiquer entre elles.
la coagulation sanguine fournit un exemple du rôle de la matrice extracellulaire dans la communication cellulaire. Lorsque les cellules qui tapissent un vaisseau sanguin sont endommagées, elles présentent un récepteur protéique appelé facteur tissulaire., Lorsque le facteur tissulaire se lie à un autre facteur de la matrice extracellulaire, il fait adhérer les plaquettes à la paroi du vaisseau sanguin endommagé, stimule les cellules musculaires lisses adjacentes dans le vaisseau sanguin à se contracter (rétrécissant ainsi le vaisseau sanguin) et initie une série d’étapes qui stimulent les plaquettes à produire des facteurs de coagulation.
jonctions intercellulaires
Les cellules peuvent également communiquer entre elles par contact direct, appelées jonctions intercellulaires. Il y a quelques différences dans les façons dont les cellules végétales et animales le font., Les plasmodesmes (singulier = plasmodesma) sont des jonctions entre les cellules végétales, tandis que les contacts de cellules animales comprennent des jonctions serrées et lacunaires, et des desmosomes.
en général, de longues étendues des membranes plasmiques des cellules végétales voisines ne peuvent pas se toucher car elles sont séparées par les parois cellulaires entourant chaque cellule. Les plasmodesmes sont de nombreux canaux qui passent entre les parois cellulaires des cellules végétales adjacentes, reliant leur cytoplasme et permettant aux molécules de signal et aux nutriments d’être transportés de cellule en cellule (Figure 6a).,
une jonction étanche est un joint étanche entre deux cellules animales adjacentes (Figure 6b). Les protéines maintiennent les cellules fermement les unes contre les autres. Cette adhérence serrée empêche les matériaux de fuir entre les cellules. Les jonctions serrées se trouvent généralement dans le tissu épithélial qui tapisse les organes internes et les cavités et compose la majeure partie de la peau. Par exemple, les jonctions serrées des cellules épithéliales qui tapissent la vessie empêchent l’urine de fuir dans l’espace extracellulaire.,
on trouve également uniquement dans les cellules animales des desmosomes, qui agissent comme des soudures par points entre les cellules épithéliales adjacentes (Figure 6c). Ils maintiennent les cellules ensemble dans une formation en forme de feuille dans les organes et les tissus qui s’étirent, comme la peau, le cœur et les muscles.
Les jonctions interstitielles dans les cellules animales sont comme les plasmodesmes dans les cellules végétales en ce sens qu’elles sont des canaux entre les cellules adjacentes qui permettent le transport d’ions, de nutriments et d’autres substances qui permettent aux cellules de communiquer (Figure 6d). Structurellement, cependant, les jonctions interstitielles et les plasmodesmes diffèrent.,
la Figure 6. Il existe quatre types de connexions entre les cellules. (a) un plasmodesma est un canal entre les parois cellulaires de deux cellules végétales adjacentes. b) des jonctions serrées rejoignent des cellules animales adjacentes. c)Les Desmosomes joignent deux cellules animales. d) les jonctions interstitielles servent de canaux entre les cellules animales. (crédit b, c, d: modification de L’œuvre de Mariana Ruiz Villareal)
contribuez!
améliorer cette pageapprendre plus