Vacuoles Lysosome 2BIDF05 10
Qu'est ce qu'une Vacuole?
On nomme vacuole, un organite (structures spécialisées contenues dans le cytoplasme et délimitées du reste de la cellule par une membrane lipidique) présent dans une cellule végétale.
Autrement dit, les vacuoles sont des "îlots", ou cavités, enveloppés d'une membrane, qui renferment des matériaux aqueux secrétés à l'intérieur de la cellule. Il s'agit de l'une des nombreuses structures que l'on trouve dans le cytoplasme d'une cellule.Elle représente 80% et 90% du volume cellulaire de la cellule végétale adulte. Elles sont crées par les molécules du réticulum endoplasmique lisse. Le réticulum endoplasmique lisse est un organite qui est délimité par une membrane.
La vacuole a une fonction homéostatique, à savoir "la capacité que peut avoir un système quelconque (ouvert ou fermé) à conserver son équilibre de fonctionnement en dépit des contraintes qui lui sont extérieures". La vacuole a un rôle essentiel dans la croissance de la cellule végétale. Elle va en effet agir en tant que protectrice de la cellule en faisant fuir d'éventuelles menaces à l'aide d'odeurs ou de couleurs repoussantes.
Les vacuoles possèdent également de nombreuses fonction; leur rôle est d'isoler par exemple des composants qui seraient éventuellement dangereux pour la cellule. Un second rôle de la vacuole serait de gestionner les déchêts grâce aux enzymes de digestion ou l'endocytose (mécanisme de transport servant à véhiculer des composants vers l'intérieur de la cellule. Cet élement sera plus amplement développé plus loin dans cette page.) des organites vieillies. Elles assumes ensuite un rôle de maintien de l'équilibre hydrique (relatif à l'eau). Elles vont ensuite se charger du stockage de l'eau et de molécule dans la cellule (pigments, molécules défensives, transits des glucides, lipides et protéines).
Il existe différents types de vacuoles:
Les vacuoles digestives:
Les vacuoles digestives sont constituées lors de la phagocytose (l'annexe Lysosome 1 illustre bien ce mouvement de formation).
Il s'agit donc comme l'indiquent leurs noms de vacuoles destinées à la digestion. Au fur et à mesure de la digestion, la vacuole digestive, qui était à l'origine à double membrane, se transforme en une vacuole à simple membrane permettant ainsi la diffusion des produits nutritifs dans le cytoplasme.
Les vacuoles pulsatiles:
Les vacuoles pulsatiles sont des organites qui permettent l'osmorégulation (processus qui intervient dans la régulation des sels), chez la paramécie par exemple.
- Voir Annexe Vacuole 2.
Les vacuoles centrales:
La vacuole centrale d'une cellule végétale a plusieurs usages. Elle ingère les nutriments organiques essentiels. Un exemple de cette fonction est par exemple son aptitude à enfermer les protéines dans la réserve nutritive d'une graine. Elle isole les les produits nocifs qui pourraient abimer le fonctionnement du métabolisme s'ils s'accumulaient. Finalement, elle fouzrniessent à une plante des moyens de défense face à d'éventuels prédateurs en dégageant des vapeurs nauséabondes ou/et toxiques.
- Voir Annexe Vacuole 1.
Qu'est ce qu'un Lysosome?
Les lysosomes sont des compartiments cellulaires (sacs membraneux) contenant des enzymes hydrolytiques destinés à la digestion. Ceux-ci, contraierement à la vacuole sont produits par le réticulum endoplasmique rugeux (caractérisé par un grand nombre de ribosomes, d'où son aspect rugueux). Leur rôle est de digérer les protéines, les glucides, les lipides et les acides nucléiques, (à savoir des macromolécules) consommés par un organisme animal. Ils possèdent une membrane simple et sont présents dans toutes les cellules. Ce sont des organites impliqués dans le catabolisme des macromolécules.
La digestion se déroulera ensuite selon un procédé bien précis. Certaines cellules vont se nourrir par endocytose. Les vacuoles (voir rubrique précédente) sont formées par l'intermédiaire de la membrane plasmique qui laisse passer des particules nutritives, évoluant dans le cytosol (milieu neutre qui va recueillir et neutraliser des éventuelles enzymes digestives, échappées des lysosomes par une fuite). Ces vacuoles se détachent de la membrane et fusionnent avec le lysosome en produisant la digestion. Les produits de la digestion (cités précédemment) vont fournir à la cellule une nouvelle énergie qui va lui permettre de recommencer le processus. Ils agissent donc comme "recycleur" des déchets intra-cellulaires produits par la digestion.
Certaines cellules vont se nourrir par endocytose. La cellule peut aussi détruire les virus et autres bactéries par phagocytes.
Les lysosomes contiennent des enzymes digestives pour digérer les macromolécules. Les enzymes digestives ont besoin pour survivre de l'environnement acide du lysosome. Toutes ces enzymes sont produites par le réticulum endoplasmique, et transportées et traitées par l'appareil de Golgi.
La formation du lysosome se fait par "bougonnement" par l'intermédiaire de l'appareil de Golgi. Ils auront ensuite différentes fonctions; une fonction hétérophagique (décomposition des nutriments); une fonction autophagique (recyclage des éléments cellulaires abîmés, retraitement des substances toxiques produites par la cellule); une fonction ayant une rôle de remaniement tissulaire; une fonction de détoxication (ils stockent des selles biliaires, à savoir des sels facilitant la digestion, nocives d'un point de vue cellulaire); une fonction de régulation de la sécrétion des hormones de la cellule.
(Exemple FIg 6.14 du Campbell)
- Voir annexe Lysosome 1.
Endocytose
L'endocytose est un processus par lequel une cellule va ingérer des nutriments.
Il existe trois types d'endocytose:
La pinocytose (du grec pinein: boire) est l'entrée non spécifique de petites gouttelettes de liquide contenant du matériel dissous dans la vésicule d'endocytose.
L'endocytose d'absorption est l'entrée spécifique de macromolécules qui se fixent à des protéines récepteurs spécifiques intégrées dans la membrane.
La phagocytose (du grec phagein: manger) est un mécanisme d'incorporation de grosses particules comme des bactéries ou des débris cellulaires. Ce procédé dépend à la fois de la capacité de la membrane cytoplasmique de se déformer mais aussi de la participation de "protéines récepteurs" présentes à la surface de la membrane. Ces "protéines récepteurs" ont pour fonction de se lier à des molécules présentes à la surface d'un objet volumineux comme une bactérie.
Phagocytose
(voir rubrique précédente "Endocytose")
Les molécules ingérées
Voici une courte définition de chaque molécules ingérées afin de mieux en cerner le contenu:
Les Protéines:
Composée par plusieurs chaînes d'acides aminés (molécules organique), les protéines sont des macromolécules (grandes molécules). On part du principe qu'une protéine sera formée à partir d'une chaîne de plus de 50 acides aminés. C'est le génome qui déterminera l'ordre dans lequel les acides aminés s'enchaîneront. La protéine se replie afin de créer des structures secondaires. Ces structures allient biophysique et biologie cellulaire. Les cellules sont déterminées par les protéines. Ces dernières ont plusieurs rôles; elles ont un rôle structurel et catalytique, elles ont un rôle de régulation de la compaction de l'ADN ou de l'expression des gênes. Elles détermines donc la plupart du fonctionnement de la cellule.
Les Glucides:
Les glucides appartiennent à la classe des molécules organiques. Auparavant, on les nommait hydrates de carbone. Ce nom est basé sur la formule des glucides. Cette formule peut néanmoins différer légèrement. Ce sont les éléments qui constituent l'essentiel des être vivants et de ce qu'ils consomment. Ils font office d'intermédiaires de stockage d'énergie pour sa consommation. On trouve différentes sortes d'utilisation de ces éléments pour chaque sorte d'organisme; les glucides serviront de convertisseur en amidon pour stocker l'énergie de la plante. Chez les animaux, ils sont stockés puis utilisés comme source d'énergie dans les réactions métaboliques.
Les Lipides:
Autrement appelés graisses, les lipides une grande classe de nutriments comme les glucides et les protéines. Ils ont un rôle structurel car les lipides sont des constituants essentiels des membranes cellulaires, et ont un rôle énergétique. Ils constituent donc une réserve énergétique pour les cellules.
Les Acides nucléiques:
Les acides nucléiques sont des macromolécules de la famille des biomolécules. Leur role est de gérer l'information génétique en la stockant, l'entretenant et la traduisant.
Références:
- Campbell 2ème édition
- Campbell 7ème édition
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