Fonctions de la membrane plasmique. Mécanismes de transport de substances à travers le plasmalemme. Fonction réceptrice du plasmalemme. Structure de la membrane plasmique

Actif

(avec consommation d'énergie)

Diffusion simple

(sans protéines)

Source d'énergie - ATP

Diffusion facilitée

(impliquant des protéines)

Autres types de sources

Par un canal dans la protéine

En guise de coup d'État

protéine avec substance

Riz. 4. Classification des types de transport de substances à travers la membrane.

Par transfert actif, les ions inorganiques, les acides aminés et les sucres, ainsi que presque toutes les substances médicinales à molécules polaires, se déplacent à travers la membrane - acide para-aminobenzoïque, sulfamides, iode, glycosides cardiaques, vitamines B, hormones corticostéroïdes, etc.

Pour illustrer clairement le processus de transfert de substances à travers la membrane, nous présentons (avec des modifications mineures) la figure 5 tirée du livre « Molecular Biology of the Cell » (1983) de B. Alberts et d'autres scientifiques considérés comme des leaders dans le développement de la théorie

Molécule transportée

Protéine de canal

transporteur de protéines

Lipides électrochimiques

dégradé bicouche

Diffusion simple Diffusion facilitée

Transport passif Transport actif

Figure 5. De nombreuses petites molécules non chargées traversent librement la bicouche lipidique. Les molécules chargées, les grosses molécules non chargées et certaines petites molécules non chargées traversent les membranes par des canaux ou des pores ou à l'aide de protéines transporteuses spécifiques. Le transport passif est toujours dirigé contre le gradient électrochimique vers l'établissement de l'équilibre. Le transport actif se produit contre un gradient électrochimique et nécessite de l'énergie.

le transport transmembranaire, reflète les principaux types de transfert de substances à travers la membrane. Il est à noter que les protéines impliquées dans le transport transmembranaire appartiennent à des protéines intégrales et sont le plus souvent représentées par une seule protéine complexe.

Le transfert de molécules protéiques de haut poids moléculaire et d'autres grosses molécules à travers la membrane vers la cellule s'effectue par endocytose (pinocytose, phagocytose et endocytose) et depuis la cellule par exocytose. Dans tous les cas, ces processus diffèrent des précédents en ce que la substance transportée (particules, eau, micro-organismes, etc.) est d'abord conditionnée dans une membrane et, sous cette forme, est transférée dans la cellule ou libérée de la cellule. Le processus d’empaquetage peut se produire à la fois à la surface de la membrane plasmique et à l’intérieur de la cellule.

b. Transfert d'informations à travers la membrane plasmique.

En plus des protéines impliquées dans le transfert de substances à travers la membrane, des complexes complexes de plusieurs protéines ont été identifiés. Spatialement séparés, ils sont unis par une fonction finie. Les assemblages de protéines complexes comprennent un complexe de protéines responsables de la production d'une substance biologiquement active très puissante dans la cellule - l'AMPc (adénosine monophosphate cyclique). Cet ensemble de protéines contient à la fois des protéines de surface et des protéines intégrales. Par exemple, sur la surface interne de la membrane se trouve une protéine de surface appelée protéine G. Cette protéine maintient la relation entre deux protéines intégrales adjacentes – une protéine appelée récepteur d'adrénaline et une protéine enzymatique – adénylate cyclase. Le récepteur adrénergique est capable de se connecter à l'adrénaline, qui pénètre dans l'espace intercellulaire à partir du sang et est excitée. Cette excitation est transmise par la protéine G à l'adénylate cyclase, une enzyme capable de produire la substance active - l'AMPc. Ce dernier pénètre dans le cytoplasme de la cellule et y active diverses enzymes. Par exemple, une enzyme qui décompose le glycogène en glucose est activée. La formation de glucose entraîne une augmentation de l'activité mitochondriale et une augmentation de la synthèse d'ATP, qui pénètre dans tous les compartiments cellulaires en tant que vecteur d'énergie, améliorant le travail du lysosome, des pompes membranaires sodium-potassium et calcium, des ribosomes, etc. augmentant finalement l'activité vitale de presque tous les organes, en particulier les muscles. Cet exemple, bien que très simplifié, montre comment l'activité de la membrane est liée au travail des autres éléments de la cellule. Au quotidien, ce schéma complexe semble assez simple. Imaginez qu'un chien attaque soudainement une personne. Le sentiment de peur qui en résulte entraîne la libération d'adrénaline dans le sang. Ce dernier se lie aux récepteurs adrénergiques de la membrane plasmique, modifiant ainsi la structure chimique du récepteur. Ceci entraîne à son tour une modification de la structure de la protéine G. La protéine G modifiée devient capable d'activer l'adénylate cyclase, ce qui améliore la production d'AMPc. Ce dernier stimule la formation de glucose à partir du glycogène. En conséquence, la synthèse de la molécule ATP à forte intensité énergétique est améliorée. La formation accrue d’énergie dans les muscles d’une personne entraîne une réaction rapide et forte à l’attaque d’un chien (fuite, défense, combat, etc.).

MEMBRANE PLASMA - (plasmlemme de la membrane cellulaire), une membrane biologique entourant le protoplasme des cellules végétales et animales. Participe à la régulation du métabolisme entre la cellule et son environnement.

La membrane cellulaire (également cytolemme, plasmalemme ou membrane plasmique) est une structure moléculaire élastique constituée de protéines et de lipides. La paroi cellulaire, si la cellule en possède une (ce qui est généralement le cas des cellules végétales), recouvre la membrane cellulaire. La membrane cellulaire est une double couche (bicouche) de molécules de la classe des lipides, dont la plupart sont des lipides dits complexes - les phospholipides. Les molécules lipidiques ont une partie hydrophile (« tête ») et une partie hydrophobe (« queue »). Lorsque les membranes se forment, les régions hydrophobes des molécules se tournent vers l’intérieur et les régions hydrophiles se tournent vers l’extérieur.

Structure de la membrane cellulaire

Les archées font peut-être exception, dont les membranes sont formées de glycérol et d'alcools terpénoïdes. Certaines protéines sont les points de contact entre la membrane cellulaire et le cytosquelette à l’intérieur de la cellule, et la paroi cellulaire (s’il y en a une) à l’extérieur.

Voyez ce qu'est « membrane plasmique » dans d'autres dictionnaires :

Des expériences avec des films bilipides artificiels ont montré qu'ils ont une tension superficielle élevée, bien supérieure à celle des membranes cellulaires. J. Robertson a formulé la théorie d'une membrane biologique unitaire en 1960, qui postulait une structure à trois couches de toutes les membranes cellulaires.

Selon ce modèle, les protéines de la membrane ne forment pas une couche continue à la surface, mais sont divisées en intégrales, semi-intégrales et périphériques. Par exemple, la membrane des peroxysomes protège le cytoplasme des peroxydes dangereux pour la cellule. La perméabilité sélective signifie que la perméabilité de la membrane à différents atomes ou molécules dépend de leur taille, charge électrique et propriétés chimiques.

Une variante de ce mécanisme est la diffusion facilitée, dans laquelle une molécule spécifique aide une substance à traverser la membrane. Par exemple, les hormones circulant dans le sang n’agissent que sur les cellules cibles qui possèdent des récepteurs correspondant à ces hormones. Neurotransmetteurs ( substances chimiques, assurant la conduction de l'influx nerveux) se lient également à des protéines réceptrices spéciales des cellules cibles.

À l’aide de marqueurs, les cellules peuvent reconnaître d’autres cellules et agir de concert avec elles, par exemple dans la formation d’organes et de tissus. Les membranes sont composées de trois classes de lipides : les phospholipides, les glycolipides et le cholestérol.

Le cholestérol donne de la rigidité à la membrane en occupant l'espace libre entre les queues hydrophobes des lipides et en les empêchant de se plier. Ainsi, les membranes à faible teneur en cholestérol sont plus souples, et celles à forte teneur en cholestérol sont plus rigides et fragiles. Le cholestérol sert également de « bouchon » qui empêche le mouvement des molécules polaires de la cellule vers la cellule. Une partie importante de la membrane est constituée de protéines qui la pénètrent et sont responsables des diverses propriétés des membranes.

Caractéristiques du métabolisme dans la membrane

À côté des protéines se trouvent des lipides annulaires : ils sont plus ordonnés, moins mobiles, contiennent plus d'acides gras saturés et sont libérés de la membrane avec la protéine. Sans lipides annulaires, les protéines membranaires ne fonctionnent pas. La perméabilité sélective de la membrane lors du transport passif est due à des canaux spéciaux - les protéines intégrales. Ils pénètrent de part en part dans la membrane, formant une sorte de passage.

Par rapport au gradient de concentration, les molécules de ces éléments entrent et sortent de la cellule. Lorsqu'ils sont irrités, les canaux ioniques sodium s'ouvrent et les ions sodium pénètrent soudainement dans la cellule. Il sert non seulement de barrière mécanique, mais, plus important encore, il limite le libre flux bidirectionnel de substances de faible et de haut poids moléculaire entrant et sortant de la cellule. De plus, le plasmalemme agit comme une structure qui « reconnaît » diverses substances chimiques et régule le transport sélectif de ces substances dans la cellule.

La stabilité mécanique de la membrane plasmique est déterminée non seulement par les propriétés de la membrane elle-même, mais également par les propriétés du glycocalice adjacent et de la couche corticale du cytoplasme. Surface externe La membrane plasmique est recouverte d'une couche fibreuse lâche de substance de 3 à 4 nm d'épaisseur - le glycocalyx.

Dans ce cas, certaines protéines de transport membranaire forment des complexes moléculaires, des canaux par lesquels les ions traversent la membrane par simple diffusion. Dans d'autres cas, des protéines spéciales de transport membranaire se lient sélectivement à l'un ou l'autre ion et le transportent à travers la membrane.

MEMBRANE PLASMA - la couche externe du cytoplasme cellulaire d'une consistance plus dense. Les jonctions d'ancrage, ou contacts, relient non seulement les membranes plasmiques des cellules voisines, mais communiquent également avec les éléments fibrillaires du cytosquelette. Par exemple, les membranes plasmiques des cellules épithéliales intestinales contiennent des enzymes digestives.

1. Barrière- assure un métabolisme régulé, sélectif, passif et actif avec l'environnement.

Les membranes cellulaires ont perméabilité sélective: le glucose, les acides aminés, les acides gras, le glycérol et les ions se diffusent lentement à travers eux, les membranes elles-mêmes régulent activement ce processus - certaines substances passent à travers, mais d'autres non.

2. Transports- le transport de substances vers et hors de la cellule s'effectue à travers la membrane. Le transport à travers les membranes assure : l'apport de nutriments, l'élimination des produits finaux métaboliques, la sécrétion de diverses substances, la création de gradients ioniques, le maintien du pH et de la concentration ionique appropriés dans la cellule, nécessaires au fonctionnement des enzymes cellulaires.

Il existe quatre mécanismes principaux pour l'entrée de substances dans la cellule ou leur élimination de la cellule vers l'extérieur :

a) Passif (diffusion, osmose) (ne nécessite pas d'énergie)

La diffusion

La répartition des molécules ou des atomes d'une substance entre les molécules ou les atomes d'une autre, conduisant à une égalisation spontanée de leurs concentrations dans tout le volume occupé. Dans certaines situations, l'une des substances a déjà une concentration égalisée et on parle de diffusion d'une substance dans une autre. Dans ce cas, la substance est transférée d'une zone de forte concentration vers une zone de faible concentration (le long du vecteur gradient de concentration (Fig. 2.4).

Riz. 2.4. Schéma du processus de diffusion

Osmose

Le processus de diffusion unidirectionnelle de molécules de solvant à travers une membrane semi-perméable vers une concentration de soluté plus élevée à partir d'un volume avec une concentration de soluté plus faible. (Fig. 2.5).

Riz. 2.5. Schéma du processus d'osmose

b) Transport actif (nécessite une dépense énergétique)

Pompe sodium-potassium- un mécanisme de transport transmembranaire couplé actif d'ions sodium (hors de la cellule) et d'ions potassium (à l'intérieur de la cellule), qui fournit un gradient de concentration et une différence de potentiel transmembranaire. Cette dernière sert de base à de nombreuses fonctions des cellules et des organes : sécrétion de cellules glandulaires, contraction musculaire, conduction de l'influx nerveux, etc. (Fig. 2.6).

Riz. 2.6. Schéma de fonctionnement de la pompe potassium-sodium

Lors de la première étape, l'enzyme Na + /K + -ATPase fixe trois ions Na + à la face interne de la membrane. Ces ions modifient la conformation du centre actif de l'ATPase. Après cela, l’enzyme est capable d’hydrolyser une molécule d’ATP. L'énergie libérée après l'hydrolyse est dépensée pour modifier la conformation du support, grâce à quoi trois ions Na + et un ion PO 4 3− (phosphate) apparaissent sur la face externe de la membrane. Ici, les ions Na + sont séparés et PO 4 3− est remplacé par deux ions K +. Après cela, l'enzyme revient à sa conformation d'origine et des ions K + apparaissent sur à l'intérieur membranes. Ici, les ions K+ sont séparés et le porteur est à nouveau prêt à travailler.

En conséquence, une forte concentration d'ions Na + est créée dans l'environnement extracellulaire et une forte concentration de K + est créée à l'intérieur de la cellule. Cette différence de concentration est utilisée dans les cellules lors de la conduite d'un influx nerveux.

c) Endocytose (phagocytose, pinocytose)

Phagocytose(manger par une cellule) est le processus d'absorption par une cellule d'objets solides, tels que des cellules eucaryotes, des bactéries, des virus, des restes de cellules mortes, etc. Une grande vacuole intracellulaire (phagosome) se forme autour de l'objet absorbé. La taille des phagosomes est de 250 nm et plus. Par fusion du phagosome avec le lysosome primaire, un lysosome secondaire se forme. Dans un environnement acide, les enzymes hydrolytiques décomposent les macromolécules piégées dans le lysosome secondaire. Les produits de dégradation (acides aminés, monosaccharides et autres substances utiles) sont ensuite transportés à travers la membrane lysosomale jusqu'au cytoplasme cellulaire. La phagocytose est très répandue. Chez les animaux et les humains hautement organisés, le processus de phagocytose joue un rôle protecteur. L'activité phagocytaire des leucocytes et des macrophages est d'une grande importance pour protéger l'organisme contre les microbes pathogènes et autres particules indésirables qui y pénètrent. La phagocytose a été décrite pour la première fois par le scientifique russe I. I. Mechnikov (Fig.2.7)

Pinocytose(boire par une cellule) est le processus d'absorption par une cellule d'une phase liquide provenant de l'environnement contenant des substances solubles, notamment de grosses molécules (protéines, polysaccharides, etc.). Au cours de la pinocytose, de petites vésicules appelées endosomes sont libérées de la membrane vers la cellule. Ils sont plus petits que les phagosomes (leur taille peut atteindre 150 nm) et ne contiennent généralement pas de grosses particules. Après la formation de l'endosome, le lysosome primaire s'en approche et ces deux vésicules membranaires fusionnent. L’organite résultant est appelé lysosome secondaire. Le processus de pinocytose est constamment réalisé par toutes les cellules eucaryotes. (Fig.7)

L'endocytose médiée par le récepteur - actif processus spécifique, dans lequel la membrane cellulaire fait saillie dans la cellule, formant des creux bordés. Le côté intracellulaire de la fosse bordée contient un ensemble de protéines adaptatives. Les macromolécules qui se lient à des récepteurs spécifiques à la surface des cellules passent vers l'intérieur à un rythme beaucoup plus élevé que les substances qui pénètrent dans les cellules par pinocytose.

Riz. 2.7. Endocytose

d) Exocytose (phagocytose négative et pinocytose)

Processus cellulaire dans lequel les vésicules intracellulaires (vésicules membranaires) fusionnent avec la membrane cellulaire externe. Au cours de l'exocytose, le contenu des vésicules sécrétoires (vésicules d'exocytose) est libéré et leur membrane fusionne avec la membrane cellulaire. Presque tous les composés macromoléculaires (protéines, hormones peptidiques, etc.) sont ainsi libérés de la cellule. (Fig.2.8)

Riz. 2.8. Schéma d'exocytose

3. Génération et conduction de biopotentiels- grâce à la membrane, une concentration constante d'ions est maintenue dans la cellule : la concentration de l'ion K+ à l'intérieur de la cellule est beaucoup plus élevée qu'à l'extérieur, et la concentration de Na+ est beaucoup plus faible, ce qui est très important, car cela assure le maintien de la différence de potentiel sur la membrane et la génération d'un influx nerveux.

4. Mécanique- assure l'autonomie de la cellule, de ses structures intracellulaires, ainsi que la connexion avec les autres cellules (dans les tissus).

5. Énergie- lors de la photosynthèse dans les chloroplastes et de la respiration cellulaire dans les mitochondries, des systèmes de transfert d'énergie s'opèrent dans leurs membranes, auxquels participent également les protéines ;

6. Récepteur- certaines protéines situées dans la membrane sont des récepteurs (molécules à l'aide desquelles la cellule perçoit certains signaux).

7. Enzymatique- les protéines membranaires sont souvent des enzymes. Par exemple, les membranes plasmiques des cellules épithéliales intestinales contiennent des enzymes digestives.

8. Matrice- assure une certaine position relative et orientation des protéines membranaires, leur interaction optimale ;

9. Marquage des cellules- il y a des antigènes sur la membrane qui font office de marqueurs - des « étiquettes » qui permettent d'identifier la cellule. Ce sont des glycoprotéines (c’est-à-dire des protéines auxquelles sont attachées des chaînes latérales oligosaccharidiques ramifiées) qui jouent le rôle d’« antennes ». À l’aide de marqueurs, les cellules peuvent reconnaître d’autres cellules et agir de concert avec elles, par exemple dans la formation d’organes et de tissus. Cela permet également au système immunitaire de reconnaître les antigènes étrangers.

Inclusions cellulaires

Les inclusions cellulaires comprennent les glucides, les graisses et les protéines. Toutes ces substances s'accumulent dans le cytoplasme de la cellule sous forme de gouttes et de grains de différentes tailles et formes. Ils sont périodiquement synthétisés dans la cellule et utilisés dans le processus métabolique.

Cytoplasme

Il fait partie d'une cellule vivante (protoplaste) sans membrane plasmique ni noyau. La composition du cytoplasme comprend : la matrice cytoplasmique, le cytosquelette, les organites et les inclusions (parfois les inclusions et le contenu des vacuoles ne sont pas considérés comme la substance vivante du cytoplasme). Délimité de environnement externe membrane plasmique, le cytoplasme est l’environnement semi-liquide interne des cellules. Le cytoplasme des cellules eucaryotes contient le noyau et divers organites. Il contient également diverses inclusions - produits de l'activité cellulaire, vacuoles, ainsi que de minuscules tubes et filaments qui forment le squelette de la cellule. Les protéines prédominent dans la composition de la substance principale du cytoplasme.

Fonctions du cytoplasme

1) les principaux processus métaboliques s'y déroulent.

2) unit le noyau et tous les organites en un tout, assure leur interaction.

3) mobilité, irritabilité, métabolisme et reproduction.

La mobilité se manifeste dans Formes variées:

Mouvement intracellulaire du cytoplasme cellulaire.

Mouvement amiboïde. Cette forme de mouvement s'exprime par la formation de pseudopodes par le cytoplasme vers ou loin d'un stimulus particulier. Cette forme de mouvement est inhérente aux amibes, aux leucocytes sanguins ainsi qu'à certaines cellules tissulaires.

Mouvement vacillant. Il apparaît sous la forme de battements de minuscules excroissances protoplasmiques - cils et flagelles (ciliés, cellules épithéliales d'animaux multicellulaires, spermatozoïdes, etc.).

Mouvement contractif. Elle est assurée grâce à la présence dans le cytoplasme d'un organite spécial de myofibrilles dont le raccourcissement ou l'allongement contribue à la contraction et à la relaxation de la cellule. La capacité de se contracter est plus développée dans les cellules musculaires.

L'irritabilité s'exprime dans la capacité des cellules à répondre à une irritation en modifiant le métabolisme et l'énergie.

Cytosquelette

L'une des caractéristiques distinctives d'une cellule eucaryote est la présence dans son cytoplasme de formations squelettiques sous forme de microtubules et de faisceaux de fibres protéiques. Les éléments du cytosquelette, étroitement associés à la membrane cytoplasmique externe et à l'enveloppe nucléaire, forment des tissages complexes dans le cytoplasme.

Le cytosquelette est formé de microtubules, de microfilaments et du système microtrabéculaire. Le cytosquelette détermine la forme de la cellule, participe aux mouvements cellulaires, à la division et au mouvement de la cellule elle-même, ainsi qu'au transport intracellulaire des organites.

Microtubules se trouvent dans toutes les cellules eucaryotes et sont des cylindres creux et non ramifiés dont le diamètre ne dépasse pas 30 nm et l'épaisseur de la paroi est de 5 nm. Ils peuvent atteindre plusieurs micromètres de longueur. Se désintègre et se remonte facilement. La paroi des microtubules est principalement composée de sous-unités hélicoïdales de la protéine tubuline. (Fig. 2.09)

Fonctions des microtubules:

1) exercer une fonction de support ;

2) former un fuseau ; assurer la divergence des chromosomes vers les pôles de la cellule ; responsable du mouvement des organites cellulaires;

3) participer au transport intracellulaire, à la sécrétion et à la formation de la paroi cellulaire ;

4) sont composant structurel cils, flagelles, corps basaux et centrioles.

Microfilaments sont représentés par des filaments d'un diamètre de 6 nm, constitués de protéine d'actine, proche de l'actine musculaire. L'actine représente 10 à 15 % des protéines cellulaires totales. Dans la plupart des cellules animales, un réseau dense de filaments d'actine et de protéines associées se forme juste sous la membrane plasmique.

En plus de l'actine, des filaments de myosine se trouvent également dans la cellule. Leur nombre est cependant bien moindre. L'interaction entre l'actine et la myosine provoque une contraction musculaire. Les microfilaments sont associés au mouvement de la cellule entière ou de ses structures individuelles en son sein. Dans certains cas, le mouvement est assuré uniquement par des filaments d'actine, dans d'autres par l'actine associée à la myosine.

Fonctions des microfilaments

1) résistance mécanique

2) permet à la cellule de changer de forme et de se déplacer.

Riz. 2.09. Cytosquelette

Organites (ou organites)

Sont divisées en non-membranaire, simple-membrane et double-membrane.

À organites non membranaires Les cellules eucaryotes comprennent des organites qui ne possèdent pas leur propre membrane fermée, à savoir : ribosomes et organites construits à base de microtubules de tubuline - centre cellulaire (centrioles) Et organites du mouvement (flagelles et cils). Dans les cellules de la plupart des organismes unicellulaires et de la grande majorité des plantes supérieures (terrestres), les centrioles sont absents.

À organites monomembranaires se rapporter: réticulum endoplasmique, Appareil de Golgi, lysosomes, peroxysomes, sphérosomes, vacuoles et quelques autres. Tous les organites monomembranaires sont interconnectés en un seul système cellulaire. Les cellules végétales ont des lysosomes particuliers, les cellules animales ont des vacuoles particulières : digestives, excrétrices, contractiles, phagocytaires, autophagocytaires, etc.

À organites à double membrane se rapporter mitochondries et plastes.

Organites non membranaires

A) Ribosomes- des organites présents dans les cellules de tous les organismes. Ce sont de petits organites, représentés par des particules globulaires d'un diamètre d'environ 20 nm. Les ribosomes sont constitués de deux sous-unités de taille inégale : grande et petite. Les ribosomes contiennent des protéines et de l'ARN ribosomal (ARNr). Il existe deux principaux types de ribosomes : les eucaryotes (80S) et les procaryotes (70S).

Selon l'emplacement dans la cellule, il existe des ribosomes libres situés dans le cytoplasme qui synthétisent des protéines et des ribosomes attachés - des ribosomes reliés par de grandes sous-unités à la surface externe des membranes du RE, synthétisant des protéines qui pénètrent dans le complexe de Golgi et sont ensuite sécrétées par le cellule. Au cours de la biosynthèse des protéines, les ribosomes peuvent se combiner en complexes - les polyribosomes (polysomes).

Les ribosomes eucaryotes se forment dans le nucléole. Tout d'abord, les ARNr sont synthétisés sur l'ADN nucléolaire, qui sont ensuite recouverts de protéines ribosomales provenant du cytoplasme, clivées à la taille requise et forment des sous-unités ribosomales. Il n'y a pas de ribosomes complètement formés dans le noyau. La combinaison de sous-unités en un ribosome entier se produit dans le cytoplasme, généralement lors de la biosynthèse des protéines.

Les ribosomes se trouvent dans les cellules de tous les organismes. Chacun est constitué de deux particules, petites et grandes. Les ribosomes contiennent des protéines et de l'ARN.

Les fonctions

synthèse des protéines.

Les protéines synthétisées s'accumulent d'abord dans les canaux et les cavités du réticulum endoplasmique et sont ensuite transportées vers les organites et les sites cellulaires. L'EPS et les ribosomes situés sur ses membranes représentent un seul appareil pour la biosynthèse et le transport des protéines (Fig. 2.10-2.11).

Riz. 2.10. Structure des ribosomes

Riz. 2.11. Structure des ribosomes

B) Centre cellulaire (centrioles)

Le centriole est un cylindre (0,3 µm de long et 0,1 µm de diamètre) dont la paroi est formée de neuf groupes de trois microtubules fusionnés (9 triplets), interconnectés à certains intervalles par des liaisons croisées. Souvent, les centrioles sont regroupés en paires où ils sont situés à angle droit les uns par rapport aux autres. Si le centriole se trouve à la base du cil ou du flagelle, on l'appelle alors le corps basal.

Presque toutes les cellules animales possèdent une paire de centrioles, qui constituent l’élément central du centre cellulaire.

Avant la division, les centrioles divergent vers des pôles opposés et un centriole fille apparaît près de chacun d'eux. À partir des centrioles situés aux différents pôles de la cellule, se forment des microtubules qui grandissent les uns vers les autres.

Les fonctions

1) former un fuseau mitotique, facilitant la répartition uniforme du matériel génétique entre les cellules filles,

2) sont le centre d'organisation du cytosquelette. Certains fils du fuseau sont attachés aux chromosomes.

Les centrioles sont des organites du cytoplasme qui s'auto-répliquent. Ils résultent de la duplication de ceux existants. Cela se produit lorsque les centrioles se séparent. Le centriole immature contient 9 microtubules simples ; Apparemment, chaque microtubule est un modèle pour l'assemblage de triplets caractéristiques d'un centriole mature. (Fig. 2.12).

Les cétrioles se trouvent dans les cellules des plantes inférieures (algues).

Riz. 2.12. Centrioles du centre cellulaire

Organites monomembranaires

D) Réticulum endoplasmique (RE)

Toute la zone interne du cytoplasme est remplie de nombreux petits canaux et cavités dont les parois sont des membranes de structure similaire à la membrane plasmique. Ces canaux se ramifient, se connectent les uns aux autres et forment un réseau appelé réticulum endoplasmique. Le réticulum endoplasmique est hétérogène dans sa structure. Il en existe deux types connus - granulaire Et lisse.

Sur les membranes des canaux et des cavités du réseau granulaire se trouvent de nombreux petits corps ronds - ribosomes, qui donnent aux membranes un aspect rugueux. Les membranes du réticulum endoplasmique lisse ne portent pas de ribosomes à leur surface. EPS remplit de nombreuses fonctions différentes.

Les fonctions

La fonction principale du réticulum endoplasmique granulaire est la participation à la synthèse des protéines, qui se produit dans les ribosomes. La synthèse des lipides et des glucides se produit sur les membranes du réticulum endoplasmique lisse. Tous ces produits de synthèse s'accumulent dans des canaux et des cavités, puis sont transportés vers différents organites de la cellule, où ils sont consommés ou s'accumulent dans le cytoplasme sous forme d'inclusions cellulaires. L'EPS relie les principaux organites de la cellule entre eux (Fig. 2.13).

Riz. 2.13. La structure du réticulum endoplasmique (RE) ou réticulum

D) Appareil de Golgi

La structure de cet organite est similaire dans les cellules des organismes végétaux et animaux, malgré la diversité de sa forme. Remplit de nombreuses fonctions importantes.

Organite à membrane unique. Ce sont des empilements de « citernes » aplaties aux bords élargis, auxquelles est associé un système de petites vésicules monomembranaires (vésicules de Golgi). Les vésicules de Golgi sont principalement concentrées du côté adjacent au RE et le long de la périphérie des empilements. On pense qu'ils transfèrent des protéines et des lipides vers l'appareil de Golgi, dont les molécules, se déplaçant de réservoir en réservoir, subissent une modification chimique.

Toutes ces substances s'accumulent d'abord, deviennent chimiquement complexes, puis pénètrent dans le cytoplasme sous forme de grandes et petites bulles et sont soit utilisées dans la cellule elle-même au cours de sa vie, soit retirées de celle-ci et utilisées dans le corps. (Fig. 2.14-2.15).

Riz. 2.14. Structure de l'appareil de Golgi

Les fonctions:

Modification et accumulation de protéines, lipides, glucides ;

Conditionnement des substances organiques entrantes dans des bulles membranaires (vésicules) ;

Lieu de formation des lysosomes ;

Fonction sécrétoire, l'appareil de Golgi est donc bien développé dans les cellules sécrétoires.

Riz. 2.15. Complexe de Golgi

E) Lysosomes

Ce sont de petits corps ronds. À l’intérieur du lysosome se trouvent des enzymes qui décomposent les protéines, les graisses, les glucides et les acides nucléiques. Les lysosomes s'approchent d'une particule alimentaire qui est entrée dans le cytoplasme, fusionnent avec elle et une vacuole digestive se forme, à l'intérieur de laquelle se trouve une particule alimentaire entourée d'enzymes lysosomes.

Les enzymes des lysosomes sont synthétisées sur le RE brut et se déplacent vers l'appareil de Golgi, où elles sont modifiées et conditionnées dans les vésicules membranaires des lysosomes. Un lysosome peut contenir de 20 à 60 divers types des enzymes hydrolytiques. La dégradation des substances à l'aide d'enzymes est appelée lyse.

Il existe des lysosomes primaires et secondaires. Les lysosomes issus de l'appareil de Golgi sont appelés primaires.

Les secondaires sont appelés lysosomes formés à la suite de la fusion de lysosomes primaires avec des vacuoles endocytaires. Dans ce cas, elles digèrent les substances qui pénètrent dans la cellule par phagocytose ou pinocytose, on peut donc les appeler vacuoles digestives.

Fonctions des lysosomes :

1) digestion des substances ou particules capturées par la cellule lors de l'endocytose (bactéries, autres cellules),

2) autophagie - destruction de structures inutiles pour la cellule, par exemple lors du remplacement d'anciens organites par de nouveaux, ou lors de la digestion de protéines et d'autres substances produites à l'intérieur de la cellule elle-même,

3) autolyse - auto-digestion d'une cellule, conduisant à sa mort (parfois ce processus n'est pas pathologique, mais accompagne le développement de l'organisme ou la différenciation de certaines cellules spécialisées) (Fig. 2.16-2.17).

Exemple : Lorsqu'un têtard se transforme en grenouille, les lysosomes situés dans les cellules de la queue le digèrent : la queue disparaît et les substances formées lors de ce processus sont absorbées et utilisées par d'autres cellules du corps.

Riz. 2.16. Formation de lysosomes

Riz. 2.17. Fonctionnement des lysosomes

G) Peroxysomes

Organites de structure similaire aux lysosomes, vésicules d'un diamètre allant jusqu'à 1,5 microns avec une matrice homogène contenant environ 50 enzymes.

La catalase provoque la dégradation du peroxyde d'hydrogène 2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2 et empêche la peroxydation lipidique

Les peroxysomes sont formés par bourgeonnement à partir de peroxysomes existants, c'est-à-dire appartiennent à des organites auto-réplicants, malgré le fait qu'ils ne contiennent pas d'ADN. Ils se développent en raison de l'apport d'enzymes ; des enzymes peroxysomales se forment sur le RE rugueux et dans le hyaloplasme. (Fig. 2.18).

Riz. 2.18. Peroxysome (nucléoïde cristallin au centre)

H) Vacuoles

Organites monomembranaires. Les vacuoles sont des « conteneurs » remplis de solutions aqueuses de substances organiques et inorganiques. Les appareils ER et Golgi participent à la formation des vacuoles.

Les jeunes cellules végétales contiennent de nombreuses petites vacuoles qui, à mesure que les cellules grandissent et se différencient, fusionnent les unes avec les autres et forment une grande vacuole centrale.

La vacuole centrale peut occuper jusqu'à 95 % du volume d'une cellule mature ; le noyau et les organites sont poussés vers la membrane cellulaire. La membrane qui délimite la vacuole végétale s'appelle tonoplaste.

Le liquide qui remplit la vacuole végétale est appelé sève cellulaire. La sève cellulaire contient des matières organiques solubles dans l'eau et sels inorganiques, monosaccharides, disaccharides, acides aminés, produits métaboliques finaux ou toxiques (glycosides, alcaloïdes), certains pigments (anthocyanes).

Les sucres et les protéines sont le plus souvent stockés à partir de substances organiques. Les sucres se présentent souvent sous forme de solutions, les protéines entrent sous forme de vésicules ER et d'appareil de Golgi, après quoi les vacuoles sont déshydratées et se transforment en grains d'aleurone.

Les cellules animales contiennent de petites vacuoles digestives et autophagiques, qui appartiennent au groupe des lysosomes secondaires et contiennent des enzymes hydrolytiques. Les animaux unicellulaires possèdent également des vacuoles contractiles qui remplissent les fonctions d'osmorégulation et d'excrétion.

Les fonctions

Dans les plantes

1) accumulation de liquide et maintien de la turgescence,

2) accumulation de nutriments de réserve et de sels minéraux,

3) colorer les fleurs et les fruits et ainsi attirer les pollinisateurs et les distributeurs de fruits et de graines.

Chez les animaux :

4) vacuoles digestives - détruisent les macromolécules organiques ;

5) les vacuoles contractiles régulent la pression osmotique de la cellule et éliminent les substances inutiles de la cellule

6) des vacuoles phagocytaires se forment lors de la phagocytose des antigènes par les cellules immunitaires

7) les vacuoles autophagocytaires se forment lors de la phagocytose de leurs propres tissus par les cellules immunitaires

Organites à double membrane (mitochondries et plastes)

Ces organites sont semi-autonomes car ils possèdent leur propre ADN et leur propre appareil de synthèse de protéines. Les mitochondries se trouvent dans presque toutes les cellules eucaryotes. Les plastes se trouvent uniquement dans les cellules végétales.

I) Mitochondries

Ce sont des organites qui fournissent de l’énergie aux processus métaboliques de la cellule. Dans l'hyaloplasme, les mitochondries sont généralement distribuées de manière diffuse, mais dans les cellules spécialisées, elles sont concentrées dans les zones où le besoin d'énergie est le plus grand. Par exemple, dans les cellules musculaires, un grand nombre de mitochondries sont concentrées le long des fibrilles contractiles, le long du flagelle des spermatozoïdes, dans l'épithélium des tubules rénaux, au niveau des synapses, etc. Cette disposition des mitochondries assure une moindre perte d'ATP. lors de sa diffusion.

La membrane externe sépare la mitochondrie du cytoplasme, est fermée sur elle-même et ne forme pas d'invaginations. La membrane interne limite le contenu interne des mitochondries – la matrice. Fonctionnalité– la formation de nombreuses invaginations – crêtes, grâce auxquelles la surface des membranes internes augmente. Le nombre et le degré de développement des crêtes dépendent de activité fonctionnelle tissus. Les mitochondries ont leur propre matériel génétique (Fig. 2.19).

L'ADN mitochondrial est une molécule double brin circulaire fermée ; dans les cellules humaines, il a une taille de 16 569 paires de nucléotides, soit environ 105 fois plus petite que l'ADN localisé dans le noyau. Les mitochondries possèdent leur propre système de synthèse de protéines, mais le nombre de protéines traduites à partir de l'ARNm mitochondrial est limité. L’ADN mitochondrial ne peut pas coder toutes les protéines mitochondriales. La plupart des protéines mitochondriales sont sous contrôle génétique du noyau.

Riz. 2.19. La structure des mitochondries

Fonctions des mitochondries

1) Formation d'ATP

2) synthèse des protéines

3) participation à des synthèses spécifiques, par exemple la synthèse d'hormones stéroïdes (glandes surrénales)

4) les mitochondries épuisées peuvent également accumuler des produits d'excrétion et des substances nocives, c'est-à-dire capable d'assumer les fonctions d'autres organites cellulaires

K) Plastides

Plastides-organites caractéristiques uniquement des plantes.

Il existe trois types de plastes :

1) chloroplastes(plastes verts) ;

2) chromoplastes(plastes jaunes, orange ou rouges)

3) leucoplastes(plastes incolores).

Généralement, un seul type de plaste se trouve dans une cellule.

Chloroplastes

Ces organites se trouvent dans les cellules des feuilles et d’autres organes verts des plantes, ainsi que dans diverses algues. Chez les plantes supérieures, une cellule contient généralement plusieurs dizaines de chloroplastes. La couleur verte des chloroplastes dépend de la teneur en pigment chlorophylle qu'ils contiennent.

Le chloroplaste est le principal organite des cellules végétales dans lequel se produit la photosynthèse, c'est-à-dire la formation de substances organiques (glucides) à partir de substances inorganiques (CO 2 et H 2 O) en utilisant de l'énergie lumière du soleil. Les chloroplastes ont une structure similaire à celle des mitochondries.

Les chloroplastes ont une structure complexe. Ils sont séparés du hyaloplasme par deux membranes - externe et interne. Le contenu interne est appelé stroma. La membrane interne forme à l'intérieur du chloroplaste un système complexe et strictement ordonné de membranes sous forme de bulles plates appelées thylakoïdes.

Les thylakoïdes sont collectés en piles - céréales, ressemblant à des colonnes de pièces de monnaie . Les grana sont interconnectés par des thylakoïdes stromaux qui les traversent le long du plaste. (Fig. 2.20-2.22). La chlorophylle et les chloroplastes se forment uniquement à la lumière.

Riz. 2.20. Chloroplastes au microscope optique

Riz. 2.21. Structure d'un chloroplaste au microscope électronique

Riz. 2.22. Structure schématique des chloroplastes

Les fonctions

1) photosynthèse(formation de substances organiques à partir de substances inorganiques grâce à l'énergie lumineuse). La chlorophylle joue un rôle central dans ce processus. Il absorbe l’énergie lumineuse et la dirige pour effectuer des réactions de photosynthèse. Dans les chloroplastes, comme dans les mitochondries, la synthèse d'ATP se produit.

2) participer à la synthèse des acides aminés et des acides gras,

3) servir d'installation de stockage pour les réserves temporaires d'amidon.

Leucoplastes- petits plastes incolores que l'on retrouve dans les cellules des organes cachés du soleil (racines, rhizomes, tubercules, graines). Leur structure est similaire à celle des chloroplastes (Fig. 2.23).

Cependant, contrairement aux chloroplastes, les leucoplastes possèdent un système de membrane interne peu développé, car ils participent à la synthèse et à l'accumulation de nutriments de réserve - amidon, protéines et lipides. À la lumière, les leucoplastes peuvent se transformer en chloroplastes.

Riz. 2.23. Structure leucoplastique

Chromoplastes- les plastes sont de couleur orange, rouge et jaune, causée par des pigments appartenant au groupe des caroténoïdes. Les chromoplastes se trouvent dans les cellules des pétales de nombreuses plantes, dans les fruits mûrs et rarement dans les légumes-racines, ainsi que dans feuilles d'automne. Le système de membrane interne des chromoplastes est généralement absent (Fig.24).

Riz. 2.24. Structure chromoplastique

L'importance des chromoplastes n'a pas encore été entièrement élucidée. La plupart d’entre eux sont des plastes vieillissants. En règle générale, ils se développent à partir de chloroplastes, tandis que la chlorophylle et la structure de la membrane interne sont détruites dans les plastes et que les caroténoïdes s'accumulent. Cela se produit lorsque les fruits mûrissent et que les feuilles jaunissent à l’automne. La signification biologique des chromoplastes est qu'ils déterminent couleur vive fleurs et fruits, attirant les insectes pour la pollinisation croisée et d'autres animaux pour la distribution des fruits. Les leucoplastes peuvent également se transformer en chromoplastes.

Fonctions des plastes

Synthèse de substances organiques dans la chlorophylle à partir de composés inorganiques simples : dioxyde de carbone et eau en présence de quanta de lumière solaire - photosynthèse, Synthèse d'ATP pendant la phase lumineuse de la photosynthèse

Synthèse de protéines sur les ribosomes (entre les membranes internes du chloroplaste se trouvent l'ADN, l'ARN et les ribosomes, donc dans les chloroplastes, ainsi que dans les mitochondries, la synthèse des protéines nécessaires à l'activité de ces organites se produit).

La présence de chromoplastes explique la couleur jaune, orange et rouge des corolles des fleurs, des fruits et des feuilles d'automne.

Les leucoplastes contiennent des substances de stockage (dans les tiges, racines, tubercules).

Les chloroplastes, les chromoplastes et les leucoplastes sont capables d'échanges cellulaires. Ainsi, lorsque les fruits mûrissent ou que les feuilles changent de couleur en automne, les chloroplastes se transforment en chromoplastes et les leucoplastes peuvent se transformer en chloroplastes, par exemple lorsque les tubercules de pomme de terre deviennent verts.

Dans un sens évolutif, le type principal et original de plastes sont les chloroplastes, dont sont issus les deux autres types de plastes. Les plastes en ont beaucoup caractéristiques communes avec les mitochondries, les distinguant des autres composants du cytoplasme. Il s'agit avant tout d'une coque composée de deux membranes et d'une relative autonomie génétique due à la présence de ses propres ribosomes et de son ADN. Ce caractère unique des organites a constitué la base de l'idée selon laquelle les prédécesseurs des plastes et des mitochondries étaient des bactéries qui, au cours du processus d'évolution, ont été construites en cellule eucaryote et progressivement transformées en chloroplastes et mitochondries. (Fig. 2.25).

Riz. 2.25. Formation de mitochondries et de chloroplastes selon la théorie de la symbiogenèse

La cellule a longtemps été définie comme l’unité structurelle de tous les êtres vivants. Et c’est effectivement le cas. Après tout, des milliards de ces structures, comme les briques, forment des plantes et des animaux, des bactéries et des micro-organismes, ainsi que des humains. Chaque organe, tissu, système du corps – tout est construit à partir de cellules.

Par conséquent, il est très important de connaître toutes les subtilités de sa structure interne, de sa composition chimique et des réactions biochimiques en cours. Dans cet article, nous examinerons ce qu'est la membrane plasmique, les fonctions qu'elle remplit et sa structure.

Organites cellulaires

Les organites sont les plus petites parties structurelles trouvées à l’intérieur d’une cellule et assurant sa structure et ses fonctions vitales. Ceux-ci comprennent de nombreux représentants différents :

1. Membrane plasma.
2. Noyau et nucléoles avec matériel chromosomique.
3. Cytoplasme avec inclusions.
4. Lysosomes.
5. Mitochondries.
6. Ribosomes.
7. Vacuoles et chloroplastes, si la cellule est végétale.

Chacune des structures répertoriées possède sa propre structure complexe, formée de substances de haut poids moléculaire (HMC), remplit des fonctions strictement définies et participe à un complexe de réactions biochimiques qui assurent les fonctions vitales de l'organisme tout entier.

Structure générale de la membrane

La structure de la membrane plasmique est étudiée depuis le XVIIIe siècle. C’est alors que sa capacité à laisser passer ou à retenir sélectivement des substances a été découverte pour la première fois. Avec le développement de la microscopie, l'étude de la structure fine et de la structure de la membrane est devenue plus possible et c'est pourquoi on sait aujourd'hui presque tout à son sujet.

Un synonyme de son nom principal est plasmalemme. La composition de la membrane plasmique est représentée par trois principaux types de DIU :

• protéines;
• lipides;
• les glucides.

Le rapport de ces composés et leur localisation peuvent varier dans les cellules de différents organismes (végétaux, animaux ou bactériens).

Modèle en mosaïque fluide de la structure

De nombreux scientifiques ont tenté de formuler des hypothèses sur la localisation des lipides et des protéines dans la membrane. Cependant, ce n’est qu’en 1972 que les scientifiques Singer et Nicholson ont proposé un modèle toujours d’actualité, reflétant la structure de la membrane plasmique. C'est ce qu'on appelle la mosaïque liquide et son essence est la suivante : différents types de lipides sont disposés en deux couches, orientées avec les extrémités hydrophobes des molécules vers l'intérieur et les extrémités hydrophiles vers l'extérieur. De plus, toute la structure, comme une mosaïque, est imprégnée de différents types de molécules protéiques, ainsi que d'une petite quantité d'hexoses (glucides).

L’ensemble du système proposé est en dynamique constante. Les protéines sont capables non seulement de pénétrer de part en part dans la couche bilipidique, mais également de s'orienter sur l'un de ses côtés, en s'incrustant à l'intérieur. Ou même « marcher » librement le long de la membrane, en changeant d'emplacement.

Les données d’analyse microscopique fournissent des preuves pour étayer et justifier cette théorie. Sur les photographies en noir et blanc, les couches de la membrane sont clairement visibles, le haut et le bas sont également sombres et celle du milieu est plus claire. De nombreuses expériences ont également été réalisées, prouvant que les couches sont précisément basées sur des lipides et des protéines.

Protéines de la membrane plasmique

Si l'on considère le pourcentage de lipides et de protéines dans la membrane d'une cellule végétale, il sera à peu près le même - 40/40 %. Dans le plasmalemme animal, jusqu'à 60 % est constitué de protéines, dans le plasmalemme bactérien - jusqu'à 50 %.

La membrane plasmique est constituée de différents types de protéines et les fonctions de chacune d’elles sont également spécifiques.

1. Molécules périphériques. Ce sont des protéines orientées à la surface des parties internes ou externes de la bicouche lipidique. Les principaux types d'interactions entre la structure moléculaire et la couche sont les suivants :

• liaisons hydrogène;
• interactions ioniques ou ponts salins ;
• attraction électrostatique.

Les protéines périphériques elles-mêmes sont des composés solubles dans l'eau, il n'est donc pas difficile de les séparer du plasmalemme sans les endommager. Quelles substances appartiennent à ces structures ? La plus courante et la plus nombreuse est la spectrine protéique fibrillaire. Cela peut représenter jusqu'à 75 % de la masse de toutes les protéines membranaires des plasmalemmes cellulaires individuels.

Pourquoi sont-ils nécessaires et comment la membrane plasmique en dépend-elle ? Les fonctions sont les suivantes :

• formation du cytosquelette cellulaire ;
• maintenir une forme constante;
• limiter la mobilité excessive des protéines intégrales ;
• coordination et mise en œuvre du transport d'ions à travers le plasmalemme ;
• peut se lier aux chaînes d’oligosaccharides et participer à la signalisation des récepteurs depuis et vers la membrane.

2. Protéines semi-intégrales. Ces molécules sont celles qui sont entièrement ou à moitié immergées dans la bicouche lipidique, à des profondeurs variables. Les exemples incluent la bactériorhodopsine, la cytochrome oxydase et d’autres. On les appelle aussi protéines « ancrées », c’est-à-dire comme attachées à l’intérieur de la couche. Avec quoi peuvent-ils entrer en contact et comment s’enraciner et se maintenir ? Le plus souvent grâce à des molécules particulières, qui peuvent être des acides myristique ou palmitique, des isoprènes ou des stérols. Par exemple, des protéines semi-intégrales associées au cholestérol se trouvent dans le plasmalemme des animaux. Ceux-ci n’ont pas encore été trouvés dans les plantes ou les bactéries.

3. Protéines intégrales. Certains des plus importants du plasmalemme. Ce sont des structures qui forment quelque chose comme des canaux qui pénètrent de part en part dans les deux couches lipidiques. C’est par ces voies que de nombreuses molécules pénètrent dans la cellule, celles que les lipides ne laissent pas passer. Par conséquent, le rôle principal des structures intégrales est la formation de canaux ioniques pour le transport.

Il existe deux types de pénétration de la couche lipidique :

• monotopique - une fois;
• polytopique - à plusieurs endroits.

Les variétés de protéines intégrales comprennent la glycophorine, les protéolipides, les protéoglycanes et autres. Tous sont insolubles dans l’eau et sont étroitement intégrés dans la couche lipidique, il est donc impossible de les éliminer sans endommager la structure du plasmalemme. Ces protéines ont une structure globulaire, leur extrémité hydrophobe est située à l'intérieur de la couche lipidique et l'extrémité hydrophile est située au-dessus de celle-ci et peut s'élever au-dessus de toute la structure. En raison de quelles interactions les protéines intégrales sont-elles retenues à l’intérieur ? En cela, ils sont aidés par les attractions hydrophobes envers les radicaux d'acides gras.

Ainsi, la membrane plasmique comprend un certain nombre de molécules protéiques différentes. La structure et les fonctions de ces molécules peuvent être regroupées en plusieurs points généraux.

1. Protéines périphériques structurelles.
2. Protéines enzymatiques catalytiques (semi-intégrales et intégrales).
3. Récepteur (périphérique, intégral).
4. Transport (intégral).

Lipides du plasmalemme

La bicouche lipidique liquide qui constitue la membrane plasmique peut être très mobile. Le fait est que différentes molécules peuvent se déplacer de la couche supérieure à la couche inférieure et vice versa, c'est-à-dire que la structure est dynamique. De telles transitions ont leur propre nom en science : « flip-flop ». Il a été formé à partir du nom d'une enzyme qui catalyse les processus de réarrangement des molécules au sein d'une monocouche ou du haut vers le bas et vice versa, flipase.

La quantité de lipides que contient la membrane plasmique d'une cellule est approximativement la même que le nombre de protéines. La diversité des espèces est grande. On distingue les principaux groupes suivants :

• les phospholipides ;
• les sphingophospholipides ;
• les glycolipides ;
• cholestérol

Le premier groupe de phospholipides comprend des molécules telles que les glycérophospholipides et les sphingomyélines. Ces molécules constituent la base de la bicouche membranaire. Les extrémités hydrophobes des composés sont dirigées vers l'intérieur de la couche, les extrémités hydrophiles sont dirigées vers l'extérieur. Exemples de connexion :

• la phosphatidylcholine;
• la phosphatidylsérine;
• cardiolipine;
• le phosphatidylinositol;
• la sphingomyéline;
• le phosphatidylglycérol;
• Phosphatidyléthanolamine.

Pour étudier ces molécules, une méthode est utilisée pour détruire la couche membranaire dans certaines parties par la phospholipase, une enzyme spéciale qui catalyse le processus de dégradation des phospholipides.

Les fonctions des connexions répertoriées sont les suivantes :

1. Fournir structure générale et la structure de la bicouche plasmalemme.
2. Ils entrent en contact avec des protéines en surface et à l’intérieur de la couche.
3. Définir état d'agrégation, que possèdera la membrane plasmique d'une cellule dans différentes conditions de température.
4. Ils participent à la perméabilité limitée du plasmalemme pour diverses molécules.
5. Formulaire différents types interactions des membranes cellulaires entre elles (desmosome, espace en forme de fente, jonction serrée).

Sphingophospholipides et glycolipides membranaires

Sphingomyélines ou sphingophospholipides dans leur nature chimique- les dérivés de l'aminoalcool sphingosine. Avec les phospholipides, ils participent à la formation de la couche bilipide de la membrane.

Les glycolipides comprennent le glycocalyx, une substance qui détermine en grande partie les propriétés de la membrane plasmique. C'est un composé gélatineux composé principalement d'oligosaccharides. Le glycocalice occupe 10 % de la masse totale du plasmalemme. La membrane plasmique, la structure et les fonctions qu'elle remplit sont directement liées à cette substance. Par exemple, le glycocalyx réalise :

• fonction de marqueur membranaire ;
• récepteur;
• processus de digestion pariétale des particules à l'intérieur de la cellule.

Il convient de noter que la présence de lipide glycocalyx est caractéristique uniquement des cellules animales, mais pas des cellules végétales, bactériennes et fongiques.

Cholestérol (stérol membranaire)

C'est un composant important de la bicouche cellulaire chez les mammifères. On ne le trouve pas dans les plantes, ni dans les bactéries ou les champignons. D'un point de vue chimique, c'est un alcool, cyclique, monohydrique.

Comme les autres lipides, il possède des propriétés amphiphiles (présence d'une extrémité hydrophile et hydrophobe de la molécule). Dans la membrane, il joue un rôle important de limiteur et de contrôleur de la fluidité bicouche. Il participe également à la production de vitamine D et est complice de la formation des hormones sexuelles.

Les cellules végétales contiennent des phytostérols qui ne participent pas à la formation des membranes animales. Selon certaines données, on sait que ces substances confèrent aux plantes une résistance à certains types de maladies.

La membrane plasmique est formée de cholestérol et d’autres lipides dans une interaction commune, un complexe.

Membrane des glucides

Ce groupe de substances représente environ 10 % de la composition totale des composés de la membrane plasmique. Sous leur forme simple, on ne trouve pas de mono-, di- et polysaccharides, mais uniquement sous forme de glycoprotéines et de glycolipides.

Leurs fonctions sont d'exercer un contrôle sur les interactions intra- et intercellulaires, de maintenir une certaine structure et position des molécules protéiques dans la membrane, ainsi que d'effectuer la réception.

Principales fonctions du plasmalemme

La membrane plasmique joue un rôle très important dans la cellule. Ses fonctions sont multiples et importantes. Regardons-les de plus près.

1. Sépare le contenu de la cellule de l'environnement et la protège des influences extérieures. Grâce à la présence d'une membrane, il est maintenu à un niveau constant composition chimique cytoplasme et son contenu.
2. Le plasmalemme contient un certain nombre de protéines, de glucides et de lipides qui donnent et maintiennent la forme spécifique de la cellule.
3. Chaque organite cellulaire possède une membrane, appelée vésicule membranaire (vésicule).
4. La composition des composants du plasmalemme lui permet de jouer le rôle de « garde » de la cellule, en y effectuant un transport sélectif.
5. Les récepteurs, enzymes, substances biologiquement actives fonctionnent dans la cellule et y pénètrent, coopèrent avec sa membrane superficielle uniquement grâce aux protéines et lipides de la membrane.
6. À travers la membrane plasmique, non seulement des composés de natures diverses sont transportés, mais également des ions importants pour la vie (sodium, potassium, calcium et autres).
7. La membrane maintient l'équilibre osmotique à l'extérieur et à l'intérieur de la cellule.
8. À l'aide de la membrane plasmique, des ions et des composés de diverses natures, des électrons et des hormones sont transférés du cytoplasme aux organites.
9. Grâce à lui, la lumière solaire est absorbée sous forme de quanta et des signaux sont réveillés à l’intérieur de la cellule.
10. C'est cette structure qui génère des impulsions d'action et de repos.
11. Protection mécanique de la cellule et de ses structures contre les déformations mineures et les impacts physiques.
12. L'adhésion cellulaire, c'est-à-dire l'adhésion, et leur maintien proches les unes des autres s'effectue également grâce à la membrane.

Le plasmalemme cellulaire et le cytoplasme sont très étroitement liés. La membrane plasmique est en contact étroit avec toutes les substances et molécules, ions qui pénètrent dans la cellule et se trouvent librement dans l'environnement interne visqueux. Ces composés tentent de pénétrer dans toutes les structures cellulaires, mais la barrière est la membrane, capable d'effectuer différents types de transport à travers elle. Ou ne sautez pas du tout certains types de connexions.

Types de transport à travers la barrière cellulaire

Le transport à travers la membrane plasmique s'effectue de plusieurs manières, qui sont unies par un facteur commun : caractéristique physique- la loi de diffusion des substances.

1. Transport passif ou diffusion et osmose. Cela implique la libre circulation des ions et du solvant à travers la membrane le long d'un gradient allant d'une zone de forte concentration à une zone de faible concentration. Ne nécessite pas de consommation d'énergie, car il se déroule tout seul. C'est ainsi que fonctionne la pompe sodium-potassium, le changement d'oxygène et de dioxyde de carbone lors de la respiration, la libération de glucose dans le sang, etc. Un phénomène très courant est la diffusion facilitée. Ce processus implique la présence d'une sorte de substance auxiliaire qui saisit le composé souhaité et l'entraîne le long d'un canal protéique ou à travers la couche lipidique jusqu'à la cellule.
2. Le transport actif implique la dépense d'énergie pour les processus d'absorption et d'excrétion à travers la membrane. Il existe deux méthodes principales : l'exocytose - l'élimination des molécules et des ions à l'extérieur. L'endocytose est la capture et le passage de particules solides et liquides dans la cellule. À son tour, la deuxième méthode de transport actif comprend deux types de processus. Phagocytose, qui implique l'ingestion de molécules solides, de substances, de composés et d'ions par une vésicule membranaire et leur transport dans la cellule. Au cours de ce processus, de grosses vésicules se forment. La pinocytose, quant à elle, consiste à absorber des gouttelettes de liquides, de solvants et d'autres substances et à les transporter dans la cellule. Cela implique la formation de petites bulles.

Les deux processus - pinocytose et phagocytose - jouent un rôle important non seulement dans le transport de composés et de liquides, mais également dans la protection de la cellule contre les débris de cellules mortes, les micro-organismes et les composés nocifs. On peut dire que ces méthodes de transport actif sont également des options pour la protection immunologique de la cellule et de ses structures contre divers dangers.

La grande majorité des organismes vivant sur Terre sont constitués de cellules largement similaires dans leur composition chimique, leur structure et leurs fonctions vitales. Le métabolisme et la conversion d'énergie se produisent dans chaque cellule. La division cellulaire est à la base des processus de croissance et de reproduction des organismes. Ainsi, la cellule est une unité de structure, de développement et de reproduction des organismes.

Une cellule ne peut exister que comme un système intégral, indivisible en parties. L'intégrité cellulaire est assurée par des membranes biologiques. Une cellule est un élément d'un système de rang supérieur : un organisme. Les parties cellulaires et les organites, constitués de molécules complexes, représentent des systèmes intégraux d'un rang inférieur.

La cellule est un système ouvert relié à l'environnement par l'échange de substances et d'énergie. C'est un système fonctionnel dans lequel chaque molécule remplit des fonctions spécifiques. La cellule a une stabilité, la capacité de s’autoréguler et de s’auto-reproduire.

La cellule est un système autonome. Le système génétique de contrôle d'une cellule est représenté par des macromolécules complexes - les acides nucléiques (ADN et ARN).

En 1838-1839 Les biologistes allemands M. Schleiden et T. Schwann ont résumé les connaissances sur la cellule et formulé la position principale de la théorie cellulaire, dont l'essence est que tous les organismes, végétaux et animaux, sont constitués de cellules.

En 1859, R. Virchow a décrit le processus de division cellulaire et a formulé l'une des dispositions les plus importantes de la théorie cellulaire : « Chaque cellule vient d'une autre cellule ». Les nouvelles cellules se forment à la suite de la division de la cellule mère et non à partir d'une substance non cellulaire, comme on le pensait auparavant.

La découverte des œufs de mammifères par le scientifique russe K. Baer en 1826 a conduit à la conclusion que la cellule est à la base du développement des organismes multicellulaires.

La théorie cellulaire moderne comprend les dispositions suivantes :

1) cellule - l'unité de structure et de développement de tous les organismes ;

2) les cellules d'organismes de différents règnes de la nature vivante sont similaires en termes de structure, de composition chimique, de métabolisme et de manifestations fondamentales de l'activité vitale ;

3) de nouvelles cellules sont formées à la suite de la division de la cellule mère ;

4) dans un organisme multicellulaire, les cellules forment des tissus ;

5) les organes sont constitués de tissus.

Avec l'introduction de méthodes modernes de recherche biologique, physique et chimique en biologie, il est devenu possible d'étudier la structure et le fonctionnement de divers composants de la cellule. L'une des méthodes d'étude des cellules est microscopie. Un microscope optique moderne grossit les objets 3 000 fois et vous permet de voir les plus gros organites cellulaires, d'observer le mouvement du cytoplasme et la division cellulaire.

Inventé dans les années 40. XXe siècle Un microscope électronique donne un grossissement de dizaines et de centaines de milliers de fois. Un microscope électronique utilise un flux d’électrons au lieu de lumière et des champs électromagnétiques au lieu de lentilles. Par conséquent, un microscope électronique produit des images claires à des grossissements beaucoup plus élevés. À l'aide d'un tel microscope, il a été possible d'étudier la structure des organites cellulaires.

La structure et la composition des organites cellulaires sont étudiées à l'aide de la méthode centrifugation. Les tissus hachés dont les membranes cellulaires sont détruites sont placés dans des tubes à essai et mis en rotation dans une centrifugeuse à grande vitesse. La méthode est basée sur le fait que différents organoïdes cellulaires ont une masse et une densité différentes. Les organites plus denses précipitent in vitro lorsque basses vitesses centrifugation, moins dense - à haute. Ces couches sont étudiées séparément.

Largement utilisé méthode de culture cellulaire et tissulaire, qui consiste dans le fait qu'à partir d'une ou plusieurs cellules sur un milieu nutritif spécial, on peut obtenir un groupe du même type de cellules animales ou végétales et même faire pousser une plante entière. En utilisant cette méthode, vous pouvez obtenir une réponse à la question de savoir comment divers tissus et organes du corps sont formés à partir d'une seule cellule.

Les principes de base de la théorie cellulaire ont été formulés pour la première fois par M. Schleiden et T. Schwann. Une cellule est une unité de structure, d'activité vitale, de reproduction et de développement de tous les organismes vivants. Pour étudier les cellules, des méthodes de microscopie, de centrifugation, de culture cellulaire et tissulaire, etc. sont utilisées.

Les cellules des champignons, des plantes et des animaux ont de nombreux points communs non seulement en termes de composition chimique, mais également de structure. Lors de l'examen d'une cellule au microscope, diverses structures y sont visibles - organoïdes. Chaque organite remplit des fonctions spécifiques. Il y a trois parties principales dans une cellule : la membrane plasmique, le noyau et le cytoplasme (Figure 1).

Membrane plasma sépare la cellule et son contenu de l'environnement. Sur la figure 2, vous voyez : la membrane est formée de deux couches de lipides et les molécules de protéines pénètrent dans l'épaisseur de la membrane.

Fonction principale de la membrane plasmique transport. Il assure l'apport de nutriments dans la cellule et l'élimination des produits métaboliques.

Une propriété importante de la membrane est perméabilité sélective, ou semi-perméabilité, permet à la cellule d'interagir avec l'environnement : seules certaines substances y pénètrent et en sont éliminées. De petites molécules d'eau et d'autres substances pénètrent dans la cellule par diffusion, en partie à travers les pores de la membrane.

Les sucres, les acides organiques et les sels sont dissous dans le cytoplasme, la sève cellulaire des vacuoles d'une cellule végétale. De plus, leur concentration dans la cellule est nettement plus élevée que dans environnement. Plus la concentration de ces substances dans la cellule est élevée, plus elle absorbe d’eau. On sait que l'eau est constamment consommée par la cellule, ce qui entraîne une augmentation de la concentration de sève cellulaire et de l'eau qui pénètre à nouveau dans la cellule.

L'entrée de molécules plus grosses (glucose, acides aminés) dans la cellule est assurée par des protéines de transport membranaire qui, se combinant aux molécules des substances transportées, les transportent à travers la membrane. Ce processus implique des enzymes qui décomposent l'ATP.

Figure 1. Schéma généralisé de la structure d'une cellule eucaryote.
(pour agrandir l'image, cliquez sur l'image)

Figure 2. Structure de la membrane plasmique.
1 - protéines perçantes, 2 - protéines immergées, 3 - protéines externes

Figure 3. Schéma de pinocytose et phagocytose.

Des molécules encore plus grosses de protéines et de polysaccharides pénètrent dans la cellule par phagocytose (du grec. phagos- dévorer et kitos- vaisseau, cellule), et gouttes de liquide - par pinocytose (du grec. pinot- Je bois et kitos) (Figure 3).

Les cellules animales, contrairement aux cellules végétales, sont entourées d'un « pelage » doux et flexible formé principalement de molécules de polysaccharides qui, unissant certaines protéines et lipides membranaires, entourent la cellule de l'extérieur. La composition des polysaccharides est spécifique aux différents tissus, grâce à laquelle les cellules se « reconnaissent » et se connectent les unes aux autres.

Les cellules végétales n'ont pas un tel « manteau ». Ils sont recouverts d’une membrane plasmique poreuse. membrane cellulaire, constitué principalement de cellulose. À travers les pores, des fils de cytoplasme s'étendent de cellule en cellule, reliant les cellules les unes aux autres. C’est ainsi que s’effectue la communication entre les cellules et l’intégrité du corps.

La membrane cellulaire des plantes joue le rôle d’un squelette solide et protège la cellule des dommages.

La plupart des bactéries et tous les champignons possèdent une membrane cellulaire, seule sa composition chimique est différente. Chez les champignons, il s'agit d'une substance semblable à la chitine.

Les cellules des champignons, des plantes et des animaux ont une structure similaire. Une cellule comporte trois parties principales : le noyau, le cytoplasme et la membrane plasmique. La membrane plasmique est composée de lipides et de protéines. Il assure l'entrée des substances dans la cellule et leur libération hors de la cellule. Dans les cellules des plantes, des champignons et de la plupart des bactéries, il existe une membrane cellulaire au-dessus de la membrane plasmique. Il remplit une fonction protectrice et joue le rôle de squelette. Chez les plantes, la paroi cellulaire est constituée de cellulose et chez les champignons, elle est constituée d'une substance semblable à la chitine. Les cellules animales sont recouvertes de polysaccharides qui assurent les contacts entre les cellules d'un même tissu.

Savez-vous que la partie principale de la cellule est cytoplasme. Il se compose d’eau, d’acides aminés, de protéines, de glucides, d’ATP et d’ions de substances inorganiques. Le cytoplasme contient le noyau et les organites de la cellule. Dans celui-ci, les substances se déplacent d'une partie de la cellule à une autre. Le cytoplasme assure l'interaction de tous les organites. Des réactions chimiques ont lieu ici.

L'ensemble du cytoplasme est imprégné de minces microtubules protéiques qui forment cytosquelette cellulaire, grâce à quoi il conserve une forme constante. Le cytosquelette cellulaire est flexible, puisque les microtubules sont capables de changer de position, de se déplacer d'un côté et de se raccourcir de l'autre. Ils entrent dans la cellule différentes substances. Que leur arrive-t-il dans la cage ?

Dans les lysosomes - petites vésicules membranaires rondes (voir Fig. 1), les molécules de substances organiques complexes sont décomposées en molécules plus simples à l'aide d'enzymes hydrolytiques. Par exemple, les protéines sont décomposées en acides aminés, les polysaccharides en monosaccharides, les graisses en glycyrine et en acides gras. Pour cette fonction, les lysosomes sont souvent appelés les « stations digestives » de la cellule.

Si la membrane des lysosomes est détruite, les enzymes qu'ils contiennent peuvent digérer la cellule elle-même. C’est pourquoi les lysosomes sont parfois appelés « armes de destruction cellulaire ».

L'oxydation enzymatique de petites molécules d'acides aminés, de monosaccharides, d'acides gras et d'alcools formés dans les lysosomes en dioxyde de carbone et en eau commence dans le cytoplasme et se termine dans d'autres organites - mitochondries. Les mitochondries sont des organites en forme de bâtonnets, filamenteux ou sphériques, délimités du cytoplasme par deux membranes (Fig. 4). La membrane externe est lisse et la membrane interne forme des plis - Cristaux, ce qui augmente sa surface. La membrane interne contient des enzymes qui participent à l'oxydation des substances organiques en dioxyde de carbone et en eau. Cela libère de l'énergie stockée par la cellule dans les molécules d'ATP. C’est pourquoi les mitochondries sont appelées les « centrales électriques » de la cellule.

Dans la cellule, les substances organiques sont non seulement oxydées, mais également synthétisées. La synthèse des lipides et des glucides s'effectue sur le réticulum endoplasmique - EPS (Fig. 5), et des protéines - sur les ribosomes. Qu’est-ce que l’EPS ? Il s'agit d'un système de tubules et de citernes dont les parois sont formées par une membrane. Ils imprègnent tout le cytoplasme. Les substances se déplacent à travers les canaux du RE vers différentes parties de la cellule.

Il existe des EPS lisses et rugueux. À la surface du RE lisse, les glucides et les lipides sont synthétisés avec la participation d'enzymes. La rugosité du ER est donnée par les petits corps ronds qui s'y trouvent - ribosomes(voir Fig. 1), qui participent à la synthèse des protéines.

La synthèse de substances organiques se produit également dans plastes, que l'on trouve uniquement dans les cellules végétales.

Riz. 4. Schéma de la structure des mitochondries.
1.- membrane externe; 2.- membrane interne; 3.- plis de la membrane interne - crêtes.

Riz. 5. Schéma de la structure du PSE brut.

Riz. 6. Schéma de la structure d'un chloroplaste.
1.- membrane externe; 2.- membrane interne; 3.- contenu interne du chloroplaste ; 4.- plis de la membrane interne, rassemblés en « piles » et formant grana.

Dans les plastes incolores - leucoplastes(du grec leucose- blanc et plastos- créé) l'amidon s'accumule. Les tubercules de pomme de terre sont très riches en leucoplastes. Les couleurs jaune, orange et rouge sont données aux fruits et aux fleurs. chromoplastes(du grec chrome- la couleur et plastos). Ils synthétisent des pigments impliqués dans la photosynthèse - caroténoïdes. Dans la vie végétale, il est particulièrement important chloroplastes(du grec chloros- verdâtre et plastos) - plastes verts. Sur la figure 6, vous voyez que les chloroplastes sont recouverts de deux membranes : externe et interne. La membrane interne forme des plis ; entre les plis se trouvent des bulles disposées en piles - céréales. Les granas contiennent des molécules de chlorophylle, impliquées dans la photosynthèse. Chaque chloroplaste contient environ 50 grains disposés en damier. Cette disposition assure un éclairage maximal de chaque visage.

Dans le cytoplasme, les protéines, les lipides et les glucides peuvent s’accumuler sous forme de grains, de cristaux et de gouttelettes. Ces inclusion- de rechange nutriments, qui sont consommés par la cellule selon ses besoins.

Dans les cellules végétales, une partie des nutriments de réserve, ainsi que des produits de dégradation, s'accumulent dans la sève cellulaire des vacuoles (voir Fig. 1). Ils peuvent représenter jusqu’à 90 % du volume d’une cellule végétale. Les cellules animales possèdent des vacuoles temporaires qui n'occupent pas plus de 5 % de leur volume.

Riz. 7. Schéma de la structure du complexe de Golgi.

Sur la figure 7, vous voyez un système de cavités entourées d'une membrane. Ce Complexe de Golgi, qui remplit diverses fonctions dans la cellule : participe à l'accumulation et au transport des substances, à leur élimination de la cellule, à la formation des lysosomes et de la membrane cellulaire. Par exemple, les molécules de cellulose pénètrent dans la cavité du complexe de Golgi qui, à l'aide de vésicules, se déplacent vers la surface cellulaire et sont incluses dans la membrane cellulaire.

La plupart des cellules se reproduisent par division. Participer à ce processus centre cellulaire. Il se compose de deux centrioles entourés d'un cytoplasme dense (voir Fig. 1). Au début de la division, les centrioles se déplacent vers les pôles de la cellule. Des fils protéiques en émanent, qui se connectent aux chromosomes et assurent leur répartition uniforme entre les deux cellules filles.

Tous les organites cellulaires sont étroitement interconnectés. Par exemple, les molécules de protéines sont synthétisées dans les ribosomes, elles sont transportées via les canaux ER vers différentes parties de la cellule et les protéines sont détruites dans les lysosomes. Les molécules nouvellement synthétisées sont utilisées pour construire des structures cellulaires ou s'accumulent dans le cytoplasme et les vacuoles comme nutriments de réserve.

La cellule est remplie de cytoplasme. Le cytoplasme contient le noyau et divers organites : lysosomes, mitochondries, plastes, vacuoles, ER, centre cellulaire, complexe de Golgi. Ils diffèrent par leur structure et leurs fonctions. Tous les organites du cytoplasme interagissent les uns avec les autres, assurant le fonctionnement normal de la cellule.

Tableau 1. STRUCTURE CELLULAIRE

Le rôle le plus important dans l'activité vitale et la division des cellules des champignons, des plantes et des animaux appartient au noyau et aux chromosomes qui s'y trouvent. La plupart des cellules de ces organismes ont un seul noyau, mais il existe également des cellules multinucléées, comme les cellules musculaires. Le noyau est situé dans le cytoplasme et a une forme ronde ou ovale. Il est recouvert d'une coque constituée de deux membranes. L'enveloppe nucléaire possède des pores à travers lesquels s'effectue l'échange de substances entre le noyau et le cytoplasme. Le noyau est rempli de jus nucléaire, dans lequel se trouvent les nucléoles et les chromosomes.

Nucléoles- ce sont des « ateliers de production » de ribosomes, formés à partir d'ARN ribosomiques formés dans le noyau et de protéines synthétisées dans le cytoplasme.

La fonction principale du noyau - stockage et transmission des informations héréditaires - est associée à chromosomes. Chaque type d'organisme possède son propre ensemble de chromosomes : un certain nombre, une forme et une taille.

Toutes les cellules du corps, à l'exception des cellules sexuelles, sont appelées somatique(du grec soma- corps). Les cellules d'un organisme de la même espèce contiennent le même ensemble de chromosomes. Par exemple, chez l'homme, chaque cellule du corps contient 46 chromosomes, chez la mouche des fruits, la drosophile, 8 chromosomes.

Les cellules somatiques possèdent généralement un double jeu de chromosomes. On l'appelle diploïde et est noté 2 n. Ainsi, une personne possède 23 paires de chromosomes, soit 2 n= 46. Les cellules sexuelles contiennent deux fois moins de chromosomes. Est-ce célibataire, ou haploïde, trousse. La personne a 1 n = 23.

Tous les chromosomes des cellules somatiques, contrairement aux chromosomes des cellules germinales, sont appariés. Les chromosomes qui composent une paire sont identiques les uns aux autres. Les chromosomes appariés sont appelés homologue. Les chromosomes qui appartiennent à différents couples et varient en forme et en taille, appelés non homologue(Fig. 8).

Chez certaines espèces, le nombre de chromosomes peut être le même. Par exemple, le trèfle rouge et les pois ont 2 n= 14. Cependant, leurs chromosomes diffèrent par la forme, la taille et la composition nucléotidique des molécules d'ADN.

Riz. 8. Ensemble de chromosomes dans les cellules de drosophile.

Riz. 9. Structure chromosomique.

Pour comprendre le rôle des chromosomes dans la transmission de l’information héréditaire, il est nécessaire de se familiariser avec leur structure et leur composition chimique.

Les chromosomes d'une cellule qui ne se divise pas ressemblent à de longs fils fins. Avant la division cellulaire, chaque chromosome est constitué de deux brins identiques : chromatide, qui sont reliés entre les tailles de la taille - (Fig. 9).

Les chromosomes sont constitués d'ADN et de protéines. Étant donné que la composition nucléotidique de l’ADN varie selon les espèces, la composition des chromosomes est unique à chaque espèce.

Chaque cellule, à l'exception des cellules bactériennes, possède un noyau dans lequel se trouvent les nucléoles et les chromosomes. Chaque espèce est caractérisée par un certain ensemble de chromosomes : nombre, forme et taille. Dans les cellules somatiques de la plupart des organismes, l'ensemble des chromosomes est diploïde, dans les cellules sexuelles, il est haploïde. Les chromosomes appariés sont appelés homologues. Les chromosomes sont constitués d'ADN et de protéines. Les molécules d'ADN assurent le stockage et la transmission des informations héréditaires de cellule à cellule et d'organisme à organisme.

Après avoir travaillé sur ces sujets, vous devriez être capable de :

1. Expliquez dans quels cas un microscope optique (structure) ou un microscope électronique à transmission doit être utilisé.
2. Décrire la structure de la membrane cellulaire et expliquer la relation entre la structure de la membrane et sa capacité à échanger des substances entre la cellule et son environnement.
3. Définir les processus : diffusion, diffusion facilitée, transport actif, endocytose, exocytose et osmose. Indiquez les différences entre ces processus.
4. Nommer les fonctions des structures et indiquer dans quelles cellules (végétales, animales ou procaryotes) elles se trouvent : noyau, membrane nucléaire, nucléoplasme, chromosomes, membrane plasmique, ribosome, mitochondrie, paroi cellulaire, chloroplaste, vacuole, lysosome, réticulum endoplasmique lisse (agranulaire) et rugueux (granulaire), centre cellulaire, appareil de Golgi, cil, flagelle, mésosome, pili ou fimbriae.
5. Nommez au moins trois signes par lesquels une cellule végétale peut être distinguée d'une cellule animale.
6. Énumérez les différences les plus importantes entre les cellules procaryotes et eucaryotes.

Ivanova T.V., Kalinova G.S., Myagkova A.N. "Biologie générale". Moscou, "Lumières", 2000

• Thème 1. "Membrane plasmique". §1, §8 p. 5;20
• Sujet 2. "Cage". §8-10 p. 20-30
• Sujet 3. "Cellule procaryote. Virus." §11 p. 31-34