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CELLULE L'organisation

Les édifices moléculaires fondamentaux

À l'échelle moléculaire existe également une unité architecturale ; on peut en effet classer les édifices moléculaires qui constituent les organites en trois ensembles caractérisés chacun par la nature des molécules qui les composent et par l'assemblage de ces molécules entre elles. Ce sont les membranes cellulaires, les structures fibreuses du cytosquelette intracellulaire et les complexes nucléoprotéiques des chromosomes et des ribosomes.

Membranes

Les membranes cellulaires sont constituées de lipides et de protéines (fig. 6a). Les lipides membranaires ont un pôle hydrophile et un pôle hydrophobe ; les plus abondants sont des phospholipides, des glycolipides et éventuellement du cholestérol. Les lipides sont disposés en bicouche, les pôles hydrophobes de chaque couche étant en vis-à-vis, les pôles hydrophiles étant en contact avec les compartiments aqueux que sépare la membrane (pour la membrane plasmique ces compartiments sont le cytosol et le milieu extracellulaire).

Les protéines membranaires sont positionnées au niveau de la bicouche lipidique de façon différente selon leurs caractères de solubilité ; les protéines hydrophiles (solubles dans l'eau) interagissent avec les pôles hydrophiles des lipides et sont situées à la périphérie de la bicouche, ces protéines sont dites périphériques ; les protéines hydrophobes (insolubles dans l'eau mais solubles dans les lipides) sont enchâssées plus ou moins profondément dans la bicouche, ces protéines sont dites intégrées.

Les membranes sont fluides car leurs lipides comme leurs protéines diffusent dans le plan membranaire ; de plus ce sont des édifices asymétriques : la proportion des différents phospholipides n'est pas la même dans chaque couche et les glycolipides sont toujours situés dans une seule des deux couches. Selon leur nature, les protéines périphériques et intégrées ont une position et une orientation bien définie par rapport à la bicouche lipidique ; quand ce sont des glycoprotéines leur partie glycosylée (celle qui porte des chaînes glucidiques) est toujours en regard du même compartiment comme le sont également les parties glycosylées des glycolipides (dans le cas de la membrane plasmique ce compartiment est le milieu extracellulaire).

Les membranes cellulaires se distinguent les unes des autres par leur proportion lipides-protéines, par celle de leurs différents lipides et par la nature de leurs protéines. Ces protéines sont responsables des propriétés fonctionnelles des membranes, propriétés qui dépendent en particulier de leur positionnement asymétrique dans la bicouche lipidique.

Cytosquelette

Les structures fibreuses du cytosquelette intracellulaire sont des polymères protéiques : polymères de protéines globulaires pour les microtubules et les filaments d' actine, polymères de protéines fibreuses pour les filaments intermédiaires (fig. 6b). Les microtubules sont constitués de 11 rangées de tubulines disposées comme les génératrices d'un cylindre, les filaments d'actine sont formés de 2 chapelets d'actine torsadés. Dans un filament intermédiaire les molécules sont disposées bout à bout en rangées qui sont décalées l'une par rapport à l'autre. Selon les types cellulaires, les filaments intermédiaires sont constitués de vimentine, de desmine, de kératine ou de protéines spécifiques des cellules nerveuses.

Chaque élément du cytosquelette est donc un polymère dont l'architecture est précise et originale. La cellule est capable de dépolymériser ses microtubules et ses filaments d'actine en dimères de tubulines ou en monomères d'actine globulaire, dimères et monomères qu'elle peut ensuite repolymériser. Les filaments intermédiaires ne peuvent être dépolymérisés ; quand ils disparaissent, c'est qu'ils sont digérés par la cellule.[...]

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Écrit par

  • : professeur à l'université de Paris-VI-Pierre-et-Marie-Curie

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Médias

Édifices moléculaires fondamentaux - crédits : Encyclopædia Universalis France

Édifices moléculaires fondamentaux

Encyclopædia Universalis France

Noyau cellulaire - crédits : Planeta Actimedia S.A.© Encyclopædia Universalis France pour la version française.

Noyau cellulaire

Planeta Actimedia S.A.© Encyclopædia Universalis France pour la version française.

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Réception de signaux

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Autres références

  • CELLULE, notion de

    • Écrit par Didier LAVERGNE
    • 1 315 mots

    Le terme cellule (cell en anglais) apparaît en 1665, sous la plume du physicien anglais Robert Hooke, pour désigner les logettes que l'on voit au microscope dans un fragment végétal inerte, le liège. En 1824, le biologiste français Henri Dutrochet, qui s'intéresse aux forces agissant au sein des...

  • COMMUNICATION CELLULAIRE

    • Écrit par Yves COMBARNOUS
    • 6 596 mots
    • 7 médias

    La cellule est l'unité structurale et fonctionnelle de tous les êtres vivants, unicellulaires comme les bactéries et les levures, ou multicellulaires comme les plantes ou les animaux. Les organismes multicellulaires possèdent jusqu’à plusieurs centaines de types cellulaires différents, le...

  • MITOSE

    • Écrit par Nina FAVARD
    • 6 519 mots
    • 5 médias

    L'aphorisme omnis cellula e cellula (« toute cellule est issue d'une autre cellule ») a permis aux biologistes de comprendre que, au cours des générations cellulaires successives, la transmission de l'information génétique obéissait à des mécanismes d'une grande précision....

  • ADN (acide désoxyribonucléique) ou DNA (deoxyribonucleic acid)

    • Écrit par Michel DUGUET, Universalis, David MONCHAUD, Michel MORANGE
    • 10 074 mots
    • 10 médias
    D'où le formidable intérêt pour la cellule de posséder un ADN circulaire fermé : le nombre de liens topologiques L entre les deux brins y est différent de zéro. Si, donc, la cellule dispose d'un moyen de réguler la valeur de L, elle pourra du même coup (L = T + W) fixer la valeur de...

  • ANIMAUX MODES DE REPRODUCTION DES

    • Écrit par Catherine ZILLER
    • 4 447 mots
    • 4 médias
    Lorsqu'unanimal pluricellulaire atteint l'état adulte, la majorité de ses cellules sont spécialisées. Elles sont physiologiquement et morphologiquement différenciées ; elles constituent les tissus et les organes dont cet animal a besoin pour survivre : elles forment ce que l'on appelle le ...

  • ANIMAUX MODÈLES, biologie

    • Écrit par Gabriel GACHELIN, Emmanuelle SIDOT
    • 9 550 mots
    • 8 médias
    Depuis de nombreuses décennies – la première mise en culture au long terme de cellules animales remonte à 1912 –, les scientifiques utilisent en routine des lignées cellulaires, cellules dites « immortelles », leur culture – division cellulaire in vitro – pouvant s’effectuer indéfiniment tant qu’elles...
  • Afficher les 136 références

Voir aussi

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