Structure cellulaire et organites
La structure cellulaire concerne l'organisation physique des cellules, depuis la membrane plasmique qui les délimite jusqu'aux organites délimités par une membrane qui compartimentent la chimie de la vie eucaryote.
Definition
Un organite est une structure subcellulaire spécialisée, généralement délimitée par une membrane chez les eucaryotes, qui remplit un ensemble défini de fonctions ; la structure cellulaire est l'organisation spatiale de ces composants à l'intérieur de la membrane plasmique.
Scope
Ce domaine couvre l'architecture des cellules procaryotes et eucaryotes, le noyau et l'organisation de son génome, le système endomembranaire qui synthétise et achemine les protéines et les lipides, ainsi que les organites convertisseurs d'énergie que sont les mitochondries et les chloroplastes. Il considère les organites comme des compartiments fonctionnels dont les membranes créent des environnements chimiques distincts.
Sub-topics
Core questions
- En quoi les cellules procaryotes et eucaryotes diffèrent-elles dans leur organisation interne ?
- Pourquoi la compartimentation par des membranes confère-t-elle un avantage fonctionnel aux cellules eucaryotes ?
- Comment le génome est-il empaqueté et organisé au sein du noyau ?
- Comment les mitochondries et les chloroplastes sont-ils apparus, et pourquoi conservent-ils leurs propres génomes ?
Key theories
- Théorie cellulaire
- Tous les organismes vivants sont composés d'une ou plusieurs cellules, la cellule est l'unité fondamentale de structure et de fonction de la vie, et toutes les cellules proviennent de cellules préexistantes.
- Origine endosymbiotique des organites
- Les mitochondries et les chloroplastes descendent de bactéries libres qui ont été phagocytées par une cellule hôte ancestrale, ce qui explique leurs doubles membranes, leur propre ADN circulaire et leurs ribosomes de type bactérien.
Mechanisms
Les cellules eucaryotes sont compartimentées par des membranes internes, chaque compartiment maintenant une composition distincte. Le noyau stocke et organise l'ADN et échange des molécules avec le cytoplasme via les complexes de pores nucléaires. Le réticulum endoplasmique, l'appareil de Golgi, les endosomes et les lysosomes forment un réseau sécrétoire et dégradatif connecté, lié par le trafic vésiculaire. Les mitochondries et les chloroplastes convertissent l'énergie à travers leurs membranes internes et sont délimités par des doubles membranes, ce qui est cohérent avec leur ascendance endosymbiotique.
Clinical relevance
La compréhension de l'architecture des organites est fondamentale pour une grande partie de la biologie cellulaire et moléculaire, allant de l'interprétation des données de microscopie et de fractionnement cellulaire à la mise en relation de la localisation subcellulaire avec la fonction. Le traitement ici est descriptif et non prescriptif.
History
La microscopie, depuis Hooke et van Leeuwenhoek, a révélé les cellules ; la théorie cellulaire de Schleiden et Schwann les a formalisées comme l'unité de la vie. La microscopie électronique et le fractionnement cellulaire du XXe siècle, illustrés par les travaux de Palade sur la voie de sécrétion et la découverte du lysosome par de Duve, ont cartographié les organites, tandis que Margulis a ravivé la théorie endosymbiotique pour les mitochondries et les chloroplastes.
Key figures
- Robert Hooke
- Theodor Schwann
- George Palade
- Lynn Margulis
- Christian de Duve
Related topics
Seminal works
- alberts2014
- palade1975
Frequently asked questions
- Quelle est la principale différence structurelle entre les cellules procaryotes et eucaryotes ?
- Les cellules eucaryotes possèdent un noyau délimité par une membrane et d'autres organites délimités par une membrane qui compartimentent leur chimie, tandis que les cellules procaryotes sont dépourvues de noyau et d'organites délimités par une membrane.
- Pourquoi les mitochondries possèdent-elles leur propre ADN ?
- Les mitochondries descendent de bactéries autrefois libres qui ont été absorbées par une cellule ancestrale, et elles conservent un petit génome résiduel qui code pour quelques-unes des protéines utilisées dans la conversion d'énergie.