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La structure et la fonction d'une paroi cellulaire

La structure et la fonction d'une paroi cellulaire


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UNE paroi cellulaire est une couche protectrice semi-perméable rigide dans certains types de cellules. Ce revêtement extérieur est positionné à côté de la membrane cellulaire (membrane plasmique) dans la plupart des cellules végétales, champignons, bactéries, algues et certaines archées. Les cellules animales n'ont toutefois pas de paroi cellulaire. La paroi cellulaire remplit de nombreuses fonctions importantes dans une cellule, notamment la protection, la structure et le support.

La composition de la paroi cellulaire varie selon l'organisme. Chez les plantes, la paroi cellulaire est composée principalement de fibres fortes du polymère glucidique cellulose. La cellulose est le composant principal de la fibre de coton et du bois, et elle est utilisée dans la production de papier. Les parois cellulaires bactériennes sont composées d’un polymère de sucre et d’acides aminés appelé peptidoglycane. Les principaux composants des parois cellulaires fongiques sont chitine, glucanes et protéines.

Structure de la paroi cellulaire végétale

Par LadyofHats (Travail personnel) Domaine public, via Wikimedia Commons

La paroi cellulaire végétale est multicouche et comprend jusqu'à trois sections. A partir de la couche la plus externe de la paroi cellulaire, ces couches sont identifiées comme la lamelle moyenne, la paroi cellulaire primaire et la paroi cellulaire secondaire. Alors que toutes les cellules végétales ont une lamelle moyenne et une paroi cellulaire primaire, toutes ne possèdent pas de paroi cellulaire secondaire.

  • Lamelle moyenne: Cette couche de paroi cellulaire externe contient des polysaccharides appelés pectines. Les pectines facilitent l'adhésion cellulaire en aidant les parois cellulaires des cellules adjacentes à se lier les unes aux autres.
  • Paroi cellulaire primaire: Cette couche est formée entre la lamelle moyenne et la membrane plasmique dans les cellules végétales en croissance. Il est principalement composé de microfibrilles de cellulose contenues dans une matrice en forme de gel de fibres d'hémicellulose et de polysaccharides de pectine. La paroi cellulaire primaire fournit la force et la flexibilité nécessaires pour permettre la croissance cellulaire.
  • Paroi cellulaire secondaire: Cette couche est formée entre la paroi cellulaire primaire et la membrane plasmique dans certaines cellules végétales. Une fois que la paroi cellulaire primaire a cessé de se diviser et de croître, elle peut s'épaissir pour former une paroi cellulaire secondaire. Cette couche rigide renforce et soutient la cellule. En plus de la cellulose et de l'hémicellulose, certaines parois cellulaires secondaires contiennent de la lignine. La lignine renforce la paroi cellulaire et contribue à la conductivité de l'eau dans les cellules du tissu vasculaire de la plante.

Fonction de la paroi cellulaire végétale

Cette image micrographique montre une cellule végétale et ses organites internes. La paroi cellulaire apparaît comme la couche mince entre les cellules et le noyau est l'organite rond et proéminent avec le nucléole rouge plus petit.

Dr. Jeremy Burgess / Photothèque de sciences / Getty Images

Un rôle majeur de la paroi cellulaire consiste à former un cadre pour la cellule afin de prévenir une expansion excessive. Les fibres de cellulose, les protéines structurelles et d'autres polysaccharides aident à maintenir la forme et la forme de la cellule. Additionnel fonctions de la paroi cellulaire comprendre:

  • Soutien: La paroi cellulaire fournit une résistance mécanique et un soutien. Il contrôle également la direction de la croissance cellulaire.
  • Résister à la pression de la turgescence: La pression de turgescence est la force exercée contre la paroi cellulaire lorsque le contenu de la cellule pousse la membrane plasmique contre la paroi cellulaire. Cette pression permet à une plante de rester rigide et dressée, mais peut également provoquer la rupture d'une cellule.
  • Réguler la croissance: La paroi cellulaire envoie des signaux pour que la cellule entre dans le cycle cellulaire afin de se diviser et de se développer.
  • Réglementer la diffusion: La paroi cellulaire est poreuse, ce qui permet à certaines substances, notamment aux protéines, de pénétrer dans la cellule tout en empêchant la pénétration d'autres substances.
  • La communication: Les cellules communiquent entre elles via des plasmodesmes (pores ou canaux entre les parois cellulaires de la plante permettant à des molécules et des signaux de communication de passer d'une cellule à l'autre).
  • Protection: La paroi cellulaire constitue une barrière contre les virus des plantes et d’autres agents pathogènes. Cela aide également à prévenir la perte d'eau.
  • Espace de rangement: La paroi cellulaire stocke les glucides pour la croissance des plantes, en particulier dans les graines.

Structures et organelles de cellules végétales

Cette image micrographique d'une section à travers une cellule végétale révèle sa structure interne. À l'intérieur de la paroi cellulaire se trouvent des chloroplastes (vert foncé), site de la photosynthèse, et le noyau (orange), qui contient les informations génétiques de la cellule.

Dr. David Furness, Université Keele / Photothèque scientifique / Getty Images

La paroi cellulaire végétale soutient et protège les structures internes et les organites. Ces «organes minuscules» remplissent les fonctions nécessaires au maintien de la vie cellulaire. Les organelles et les structures pouvant être trouvées dans une cellule végétale typique incluent:

  • Membrane cellulaire (plasma): cette membrane entoure le cytoplasme d'une cellule et en contient le contenu.
  • Paroi cellulaire: L'enveloppe extérieure de la cellule qui protège la cellule végétale et lui donne forme est la paroi cellulaire.
  • Centrioles: Ces structures cellulaires organisent l'assemblage des microtubules lors de la division cellulaire.
  • Chloroplastes: Les sites de photosynthèse dans une cellule végétale sont des chloroplastes.
  • Cytoplasme: Cette substance semblable à un gel dans la membrane cellulaire soutient et suspend les organites.
  • Cytosquelette: Le cytosquelette est un réseau de fibres réparties dans le cytoplasme.
  • Réticulum Endoplasmique: Cet organite est un vaste réseau de membranes composé des deux régions avec des ribosomes (ER brut) et des régions sans ribosomes (ER lisse).
  • Complexe Golgi: Cet organite est responsable de la fabrication, du stockage et de l'expédition de certains produits cellulaires.
  • Lysosomes: Ces sacs d'enzymes digèrent les macromolécules cellulaires.
  • Microtubules: ces tiges creuses servent principalement à soutenir et à façonner la cellule.
  • Mitochondries: Ces organites génèrent de l'énergie pour la cellule par la respiration.
  • Noyau: Cette grande structure liée à la membrane dans la cellule contient les informations héréditaires de la cellule.
  • Nucleolus: Cette structure circulaire dans le noyau aide à la synthèse des ribosomes.
  • Nucléopores: Ces minuscules trous dans la membrane nucléaire permettent aux acides nucléiques et aux protéines d'entrer et de sortir du noyau.
  • Peroxisomes: Ces structures minuscules sont liées par une seule membrane et contiennent des enzymes qui produisent du peroxyde d'hydrogène en tant que sous-produit.
  • Plasmodesmes: Ces pores, ou canaux, entre les parois des cellules végétales permettent aux molécules et aux signaux de communication de circuler entre les cellules végétales individuelles.
  • Ribosomes: Composés d'ARN et de protéines, les ribosomes sont responsables de l'assemblage des protéines.
  • Vacuole: cette structure généralement grande dans une cellule végétale aide à soutenir la cellule et participe à diverses fonctions cellulaires, notamment le stockage, la détoxification, la protection et la croissance.

La paroi cellulaire des bactéries

Ceci est un diagramme d'une cellule bactérienne procaryote typique. Par Ali Zifan (Travail personnel) / Wikimedia Commons / CC BY-SA 4.0

Contrairement aux cellules végétales, la paroi cellulaire des bactéries procaryotes est composée de peptidoglycane. Cette molécule est unique à la composition de la paroi cellulaire bactérienne. Le peptidoglycane est un polymère composé de sucres doubles et d'acides aminés (sous-unités protéiques). Cette molécule donne la rigidité de la paroi cellulaire et aide à donner la forme aux bactéries. Les molécules de peptidoglycanes forment des feuilles qui entourent et protègent la membrane plasmique bactérienne.

La paroi cellulaire dans bactéries à Gram positif contient plusieurs couches de peptidoglycane. Ces couches empilées augmentent l'épaisseur de la paroi cellulaire. Dans bactéries à Gram négatif, la paroi cellulaire n’est pas aussi épaisse car elle contient un pourcentage beaucoup plus bas de peptidoglycane. La paroi cellulaire des bactéries à Gram négatif contient également une couche externe de lipopolysaccharides (LPS). La couche de LPS entoure la couche de peptidoglycane et agit comme une endotoxine (poison) chez les bactéries pathogènes (bactéries pathogènes). La couche de LPS protège également les bactéries à Gram négatif contre certains antibiotiques, tels que les pénicillines.

Points clés de la paroi cellulaire

  • La paroi cellulaire est une membrane protectrice externe dans de nombreuses cellules, notamment les plantes, les champignons, les algues et les bactéries. Les cellules animales n'ont pas de paroi cellulaire.
  • Les principales fonctions de la paroi cellulaire consistent à fournir une structure, un soutien et une protection à la cellule.
  • La paroi cellulaire des plantes est composée principalement de cellulose et contient trois couches dans de nombreuses plantes. Les trois couches sont la lamelle moyenne, la paroi cellulaire primaire et la paroi cellulaire secondaire.
  • Les parois cellulaires bactériennes sont composées de peptidoglycane. Les bactéries à Gram positif ont une couche épaisse de peptidoglycane et les bactéries à Gram négatif ont une couche mince de peptidoglycane.

Sources

  • Lodish, H et al. "La paroi cellulaire végétale dynamique." Biologie cellulaire moléculaire. 4 e éd., W.H. Freeman, 2000, www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21709/.
  • Young, Kevin D. «Paroi cellulaire bactérienne». Wiley Bibliothèque en ligne, Wiley / Blackwell (10.1111), 19 avril 2010, onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/9780470015902.a0000297.pub2.



Commentaires:

  1. Chansomps

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  2. Manning

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