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Les organites des cellules des Eucaryotes

 
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MessagePosté le: Mer 12 Déc - 09:05 (2007)    Sujet du message: Les organites des cellules des Eucaryotes Répondre en citant

Les organites des cellules des Eucaryotes 
Citation:
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1. La membrane plasmique
2. Le noyau, le nucléole et les ribosomes
3. Le réticulum endoplasmique
4. L'appareil de Golgi
5. Le cytosquelette
6. La mitochondrie
7. Les chloroplastes
8. Liens Internet et références bibliographiques







1. La membrane plasmique
La frontière extérieure de la cellule est la membrane plasmique d'une épaisseur de 5 - 6 nm.
Selon le modèle de la "mosaïque fluide" (Singer et Nicholson, 1972), la membrane plasmique est constituée d'une bicouche lipidique, de protéines et de glucides associées de diverses manières à la bicouche.
Membrane 
plasmique d'érythrocyte 
myélinique 
microsome 
interne de mitochondrie 
Protéines 
50 
18 
62 
76 
Lipides 
42 
79 
32 
24 
Glucides 
8 
3 
6 
0 
Les protéines membranaires intrinsèques débordent sur chacune des faces de la membrane.
Les protéines membranaires adventices sont attachées de manière lâche à la surface de l'un des feuillets de la membrane.
Les protéines liées à un lipide sont attachées par une liaison covalente à la membrane via une ancre glycosyl - phosphatidyinositol.

 
Source : "Principes de Biochimie" Horton et al. (1994)  
 
Exemples de fonctions de certaines protéines membranaires :
  • échange de biomolécules (transporteurs membranaires, canaux ioniques)
  • adhésion à la matrice extracellulaire (intégrines)
  • réception des signaux extracellulaires (récepteurs)
  • transduction du signal (protéines G)
  • activités enzymatiques (complexes protéiques de la chaîne respiratoire)
La structure en double couche de la membrane plasmique est due aux propriétés amphiphiles (ou amphipathiques) des multiples types de lipides qui la constituent.
Il existe 3 classes principales de lipides membranaires :
  • les phospholipides
  • les glycolipides
  • les stérols

 
 
 
Parmi les les phospholipides, les glycérophospholipides sont les plus abondants.
Leur structure est la suivante :
  • une tête qui contient une molécule de glycérol, une molécule d'acide phosphorique chargé négativement donc hydrophile. Ce groupement est orienté vers l'extérieur de la membrane.
  • deux chaînes hydrocarbonés hydrophobes orientées vers l'intérieur de la membrane.
  • une molécule supplémentaire liée à l'acide phosphorique qui confère son identité au lipide.
La bicouche lipidique est fluide car les lipides sont mobiles : mouvement latéral et de rotation.
Cependant il y a peu d'échange des lipides d'une couche à l'autre de la membrane.
La membrane est une barrière très efficace.
La figure ci-contre en bas indique la perméabilité ou non d'une double couche lipidique sans protéine à différents types de biomolécules.
 
Il existe 3 catégories de transfert à travers la membrane :
  • la diffusion de composés directement à travers la bicouche lipidique
  • la diffusion facilitée : transport de composés à travers la bicouche lipidique grâce à une protéine -transporteur
  • le transport actif : transport de composés à travers la bicouche lipidique grâce à une protéine-transporteur et une consommation d'énergie sous forme d'ATP


2. Le noyau, le nucléole et les ribosomes
Le noyau est séparé du cytoplasme par une double membrane.
Le contenu du noyau communique avec le cytosol via des pores nucléaires.
Tout l'ADN chromosomique est contenu dans le noyau. L'ADN est super-enroulé et enveloppé dans des fibres de chromatine associées à des protéines appelées histones.
  • la synthèse des ARN messagers et des ARN de transfert a lieu dans le noyau.
  • la synthèse des ARN ribosomaux a lieu dans le nucléole (structure nucléaire distincte).
 
 
Source : "Biologie moléculaire de la cellule" Alberts et al. (1983)  
 
Source : "Molecular Cell Biology" 
(2nd Ed.) Darnell et al. (1990)  


Le nucléole est un élément du noyau, dépourvu de membrane, et on peut en trouver plusieurs dans un même noyau.
Le nucléole est le lieu où sont la transcrits les ARN ribosomiques. Ces derniers s'associent à des protéines (importées) et ces ensembles forment les deux types de sous unités des ribosomes (petite et grande).
Les 2 types de sous unités quittent séparément le nucléole et ensuite le noyau via les pores nucléaires. Les ribosomes sont assemblés dans le cytoplasme.
Les ribosomes ne peuvent pas revenir dans le noyau évitant ainsi toute synthèse protéique dans celui-ci.
Plusieurs ribosomes peuvent être associés à un même ARN messager et chacun de ces ribosomes synthètise une chaîne polypeptidique (photographie ci-contre).
Ces groupes de ribosomes sont appelés polyribosomes.
Ils peuvent être à l'état libre dans le cytoplasme ou liès au réticulum endoplasmique rugueux.
Source : "Role of the Ribosome" - University of Texas Medical Branch 

 


3. Le réticulum endoplasmique
Le réticulum endoplasmique (RE) est une extension de la membrane du noyau. Le RE est divisé en RE lisse et RE rugueux, en fonction de son apparence au microscope.
La surface du RE rugueux est couverte de ribosomes.
La synthèse des protéines a lieu dans le RE rugueux et celle des lipides dans le RE lisse.
Le stockage du calcium intracellulaire est une autre fonction assurée par le RE des muscles striés.
 
 
Un tiers des protéines totales de la cellule transite par le RE. En voici quelques exemples :
  • les composants de la membrane externe : les canaux ioniques, les transporteurs et les molécules d'adhérence, les récepteurs membranaires (impliqués dans la signalisation cellulaire)
  • les composants de la matrice extracellulaire : les protéoglycanes, les collagènes, les fibronectines et la laminine, des protéases (élastase), des hormones (insuline), les protéines du plasma sanguin (albumine, immunoglobulines, facteurs de coagulation, ...), des facteurs de croissance
  • les composants des lysosomes : protéases (cathepsines), lipases, phospholipases, glycosidases et nucléases.

D'autres protéines comme :
  • les chaperonnes (aide au repliement des protéines nouvellement synthétisées)
  • les enzymes impliquées dans les modifications post traductionnelles
  • les récepteurs nécessaires au tri des protéines destinées aux différents compartiments cellulaires

Certaines de ces protéines opèrent uniquement dans le RE et y demeurent. D'autres vont dans le Golgi.



 
4. L'appareil de Golgi
C'est une extension du réticulum endoplasmique et il fonctionne en étroite relation avec lui. C'est un ensemble membranaire composé de sacs aplatis remplis de liquide. La cellule contient de nombreuses vésicules bordées de membrane qui bourgeonnent sur le RE et fusionnent avec l'appareil de Golgi.
La maturation des protéines et la formation des vésicules de sécrétion a lieu dans l'appareil de Golgi. Il sélectionne les molécules constitutives des vésicules d'exocytose ou intracellulaires.
Source : "L'organisation structurale de la cellule" - M. Forest


Le transport des macromolécules biologiques est effectué par des vésicules membranaires et selon deux processus :
  • l'exocytose (sortie des macromolécules) : le réticulum endoplasmique et l'appareil de Golgi échangent en permanence du matériel biologique. Ces molécules sont triées au niveau de l'appareil de Golgi puis exportées par des vésicules membranaires. Certaines vésicules fusionnent avec la membrane plasmique et leur contenu est liberé dans le milieu extérieur.
Dans la figure ci-contre, la structure polarisée du dictyosome Golgien apparaît au travers de la distinction entre saccules cis, medium et trans qui n'ont ni la même forme, ni la même composition chimique.
Les vésicules périphériques permettent aux saccules de communiquer entre eux.
Les vésicules de transition assurent le passage entre le réticulum endoplasmique rugueux et l'appareil de Golgi.
Dans les cellules sécrétrices la face trans est marquée par de volumineux grains de sécrétion.
Source : J.-C. CALLEN - "Biologie Cellulaire" (1999) 
 
 
  • l'endocytose (entrée des macromolécules) : des parties de la membrane plasmique s'invaginent vers l'intérieur de la cellule. Elles forment des vésicules d'endocytose. La cellule peut ainsi faire entrer des molécules.

Les lysosomes sont des vésicules intracellulaires qui contiennent des enzymes de dégradation. Ces vésicules fusionnent avec les vésicules de phagocytose et leur contenu est dégradé. La cellule récupère ainsi les éléments de base constitutifs des macromolécules.


 
 
5. Le cytosquelette
Le cytosquelette a diverses fonctions :
  • forme de la cellule
  • division de la cellule
  • défense de la cellule
  • mouvements de la cellule et mouvements à l'intérieur de la cellule
  • système de transport intracellulaire

Il est constitué principalement de 3 types de protéines qui forment une sorte d'"échaffaudage" :
  • les filaments d'actine ou microfilaments
  • les filaments dits intermédiaires
  • les microtubules
 
Source : "Le cytosquelette" 
 
 
Source : "Principes de Biochimie" Horton et al. (1994)  

6. La mitochondrie
La mitochondrie joue un rôle important dans le métabolisme de la cellule. Dérivées des bactéries, elle contient son propre ADN (ADN mitochondrial). Certaines protéines mitochondriales sont synthétisées par la mitochondrie, mais la plupart d'entre elles sont codées par le génome nucléaire et importées dans la mitochondrie.
La mitochondrie est limitée par deux membranes de propriétés très différentes :
  • La membrane externe est pauvre en protéines et contient une protéine transmembranaire, la porine, qui permet le passage des ions et des métabolites hydrosolubles de masse molaire < 10.000 Da.
  • A l'inverse, la membrane interne est très riche en protéines mais elle est quasiment impérméable aux ions et aux métabolites hydrosolubles.
 
L'espace entre ces deux membranes s'appelle l'espace intermembranaire. La zone interne de la mitochondrie (bordée par la membrane interne) s'appelle la matrice. Elle contient les enzymes du cycle de Krebs et la plupart de celles qui catalysent l'oxydation des acides gras.
 
 
 
Source : "Principes de Biochimie" Horton et al. (1994)  
 


7. Les chloroplastes 
La photosynthèse a lieu dans les chloroplastes. Ce sont des organites spécialisés.
Deux membranes (interne et externe) bordent une zone aqueuse appelée stroma (siège de la réduction du CO2 en glucides).
Le stroma contient la membrane thylacoïde (siège des réactions lumineuses). 
La membrane thylacoïde est plissée en un réseau de nombresuses vésicules aplaties qui prend la forme soit :
  • d'empilements compacts appelés grana (granum)
  • soit isolées et libres dans le stroma et réunissant plusieurs grana

Les parties de membrane thylacoïde :
  • situées au sein des grana et sans contact avec le sont les lamelles des grana
  • baignent dans le stroma sont les lamelles du stroma

L'espace interne enclos par la membrane thylacoïde est le lumen.

 
Source figures : "Principes de Biochimie" Horton et al. (1994) - Ed. DeBoeck Université - Pearson Education, Inc. 


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MessagePosté le: Mer 12 Déc - 09:05 (2007)    Sujet du message: Publicité

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