CELLULE L'organisation
- Article mis en ligne le
- Modifié le
- Écrit par Pierre FAVARD
La cellule et son environnement
La cellule n'est pas un système clos sans relations avec le milieu qui l'environne : bien au contraire elle puise ou rejette dans le milieu extracellulaire des ions et des molécules, contracte des relations avec ses voisines et même peut recevoir et amplifier des signaux chimiques qui modulent son fonctionnement.
La membrane plasmique contrôle tout ce système relationnel entre la cellule et le milieu dans lequel elle vit.
Échanges de substances
Membrane cellulaire
Planeta Actimedia S.A.© Encyclopædia Universalis France pour la version française.
La membrane plasmique est perméable de façon sélective à certains ions et à certaines molécules qui sont transportés de l'extérieur de la cellule vers le cytosol ou dans le sens contraire. Les transports d'ions maintiennent le pH et la composition ionique dans d'étroites limites afin que le milieu intracellulaire soit le plus favorable aux activités enzymatiques. Les transports de molécules permettent l'importation de matériaux de construction et de combustibles ou le rejet de déchets. Ces transports mettent en jeu des constituants de la membrane, en particulier des protéines ; leur sens dépend des gradients de concentration existant entre le cytosol et le milieu extracellulaire, il dépend également pour certains d'entre eux de l'activité énergétique de la cellule. Quand un transport se fait dans le sens du gradient, c'est-à-dire du milieu le plus concentré vers le milieu le moins concentré, il s'agit d'un transport passif ; quand le transport se fait dans un sens opposé au gradient, on parle de transport actif et dans ce cas la cellule dépense de l'énergie (fig. 9a).
Les transports passifs se font par diffusion à travers la bicouche lipidique pour l'oxygène, le gaz carbonique et les substances liposolubles comme les acides gras, l'alcool éthylique ou les dérivés du cholestérol. Pour l'eau et les ions Na+, K+, C1—, la traversée de la membrane se fait par des canaux hydrophiles constitués de protéines intégrées. Dans certains cas le transport passif de molécules est effectué par des protéines ou des glycoprotéines spécifiques appelées transporteurs qui les font passer rapidement d'une face à l'autre de la membrane : un tel transport est une diffusion facilitée, c'est le cas par exemple du glucose qui entre dans les globules rouges humains.
Les transports actifs mettent en jeu des pompes membranaires qui sont formées de sous-unités protéiques dont certaines sont glycosylées. Lors du transport il y a phosphorylation d'une sous-unité de la pompe par l'ATP, puis déphosphorylation, ces phénomènes entraînant des changements de conformation qui permettent à des ions de franchir la membrane plasmique contre le gradient de concentration. L'énergie nécessaire au transport est fournie par l'hydrolyse de l'ATP, hydrolyse qui est catalysée par la pompe elle-même appelée pour cette raison ATPase. L'ATPase membranaire la mieux connue est l'ATPase Na+, K+ dépendante qui fait sortir 3 Na+ de la cellule en même temps qu'elle y fait rentrer 2 K+. Le fonctionnement de cette pompe explique pourquoi le cytosol est toujours pauvre en Na+ et riche en K+ alors que c'est le contraire dans le milieu extracellulaire.
Certains transports dépendent du gradient ionique qui est maintenu par le fonctionnement des pompes membranaires. Par exemple dans les cellules absorbantes de l'intestin, le glucose est transporté simultanément avec l'ion sodium ; ce cotransport (fig. 9a) est effectué par un transporteur membranaire protéique dont le fonctionnement est couplé à celui de l'ATPase Na+, K+ ; après être rentré avec le glucose, le sodium est rejeté dans le milieu extracellulaire par la pompe. Dans les cellules absorbantes existent également des transporteurs qui réalisent le cotransport des acides aminés et du sodium.
Modifications conformationnelles de la[...]
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Écrit par
- Pierre FAVARD : professeur à l'université de Paris-VI-Pierre-et-Marie-Curie
Classification
Pour citer cet article
Pierre FAVARD. CELLULE - L'organisation [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )
Article mis en ligne le et modifié le 14/03/2009
Médias
Information cellulaire
Encyclopædia Universalis France
Édifices moléculaires fondamentaux
Encyclopædia Universalis France
Translocation de protons et synthèse d'ATP
Encyclopædia Universalis France
Autres références
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CELLULE, notion de
- Écrit par Didier LAVERGNE
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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...
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