Organites cellulaires, caractéristiques structurelles et leurs fonctions. Organelles

Organelles - constamment présentes dans le cytoplasme, spécialisées pour remplir certaines fonctions de la structure. Selon le principe d'organisation, on distingue les organites cellulaires membranaires et non membranaires.

Organites des cellules membranaires

1. Réticulum endoplasmique (EPS) - un système de membranes internes du cytoplasme, formant de grandes cavités - des réservoirs et de nombreux tubules; occupe une position centrale dans la cellule, autour du noyau. L'EPS représente jusqu'à 50% du volume du cytoplasme. Les canaux EPS relient tous les organites cytoplasmiques et s'ouvrent dans l'espace périnucléaire de l'enveloppe nucléaire. Ainsi, EPS est un système circulatoire intracellulaire. Il existe deux types de membranes du réticulum endoplasmique - lisses et rugueuses (granuleuses). Cependant, il faut comprendre qu'ils font partie d'un réticulum endoplasmique continu. Les ribosomes sont situés sur des membranes granulaires, où se déroule la synthèse des protéines. Les systèmes enzymatiques impliqués dans la synthèse des graisses et des glucides sont ordonnés sur des membranes lisses.

2. L'appareil de Golgi est un système de réservoirs, de tubules et de vésicules formés par des membranes lisses. Cette structure est située à la périphérie de la cellule par rapport à l'EPS. Sur les membranes de l'appareil de Golgi, des systèmes enzymatiques sont ordonnés, qui sont impliqués dans la formation de composés organiques plus complexes à partir de protéines, de graisses et de glucides synthétisés dans l'EPS. C'est là que les membranes sont assemblées et que les lysosomes sont formés. Les membranes de l'appareil de Golgi assurent l'accumulation, la concentration et le conditionnement du secret libéré de la cellule.

3. Les lysosomes sont des organites membranaires contenant jusqu'à 40 enzymes protéolytiques capables de décomposer les molécules organiques. Les lysosomes sont impliqués dans les processus de digestion intracellulaire et d'apoptose (mort cellulaire programmée).

4. Mitochondries - stations énergétiques de la cellule. Organites à deux membranes avec une membrane externe et interne lisse, formant des crêtes - crêtes. Les systèmes enzymatiques impliqués dans la synthèse de l'ATP sont ordonnés sur la surface interne de la membrane interne. Les mitochondries contiennent une molécule d'ADN circulaire dont la structure est similaire à celle du chromosome des procaryotes. Il existe de nombreux petits ribosomes sur lesquels la synthèse protéique est partiellement indépendante du noyau. Cependant, les gènes contenus dans la molécule d'ADN circulaire ne suffisent pas à assurer tous les aspects de la vie des mitochondries, et ce sont des structures semi-autonomes du cytoplasme. Une augmentation de leur nombre se produit en raison de la division, qui est précédée du doublement de la molécule d'ADN circulaire.

5. Plastides - organites caractéristiques des cellules végétales. Il existe des leucoplastes - des plastes incolores, des chromoplastes de couleur rouge-orange et des chloroplastes. - plastes verts. Tous ont un plan structurel unique et sont formés de deux membranes: l'extérieure (lisse) et l'intérieure, formant des cloisons - les thylakoïdes du stroma. Sur les thylakoïdes du stroma, il y a des grana, constitués de vésicules membranaires aplaties - grana thylakoïdes, empilés les uns sur les autres comme des colonnes de pièces. À l'intérieur des thylakoïdes du grana se trouve la chlorophylle. La phase claire de la photosynthèse a lieu ici - dans les grains, et les réactions de la phase sombre - dans le stroma. Les plastides ont une molécule d'ADN en forme d'anneau, de structure similaire au chromosome procaryote, et de nombreux petits ribosomes, sur lesquels la synthèse des protéines est partiellement indépendante du noyau. Les plastes peuvent passer d'une espèce à l'autre (des chloroplastes aux chromoplastes et aux leucoplastes), ce sont des organites cellulaires semi-autonomes. L'augmentation du nombre de plastes se produit en raison de leur division en deux et de leur bourgeonnement, qui est précédé par la reduplication de la molécule d'ADN circulaire.

organites cellulaires non membranaires

1. Ribosomes - formations arrondies de deux sous-unités, constituées de 50% d'ARN et de 50% de protéines. Des sous-unités sont formées dans le noyau, dans le nucléole et dans le cytoplasme en présence d'ions Ca 2+ qu'elles combinent en structures intégrales. Dans le cytoplasme, les ribosomes sont situés sur les membranes du réticulum endoplasmique (RE granuleux) ou librement. Dans le centre actif des ribosomes, le processus de traduction se produit (sélection d'anticodons d'ARNt en codons d'ARNm). Les ribosomes, se déplaçant le long de la molécule d'ARNm d'une extrémité à l'autre, rendent séquentiellement les codons d'ARNm disponibles pour le contact avec les anticodons d'ARNt.

2. Les centrioles (centre cellulaire) sont des corps cylindriques dont les parois sont constituées de 9 triades de microtubules protéiques. Au centre de la cellule, les centrioles sont situés perpendiculairement les uns aux autres. Ils sont capables de s'auto-reproduire selon le principe de l'auto-assemblage. Auto-assemblage - la formation de structures similaires à celles existantes à l'aide d'enzymes. Les centrioles participent à la formation des fibres fusiformes. Fournir le processus de divergence des chromosomes lors de la division cellulaire.

3. Flagelles et cils - organites de mouvement; ils ont un plan structurel unique - la partie externe du flagelle fait face à l'environnement et est recouverte d'une section de la membrane cytoplasmique. Ils sont cylindriques : sa paroi est constituée de 9 paires de microtubules protéiques et au centre se trouvent deux microtubules axiaux. À la base du flagelle, situé dans l'ectoplasme - le cytoplasme qui se trouve directement sous la membrane cellulaire, un autre microtubule court est ajouté à chaque paire de microtubules. En conséquence, un corps basal est formé, composé de neuf triades de microtubules.

4. Le cytosquelette est représenté par un système de fibres protéiques et de microtubules. Assure le maintien et le changement de la forme du corps cellulaire, la formation de pseudopodes. Responsable du mouvement amiboïde, forme le cadre interne de la cellule, assure le mouvement des structures cellulaires à travers le cytoplasme.

Tout dans ce monde est constitué de différentes particules qui composent une seule image, tout comme une cellule vivante est constituée d'organites. "L'unité de vie" est recouverte d'une barrière protectrice - une membrane qui sépare le monde extérieur du contenu interne. La structure des organites cellulaires est un système complet qui doit être trié.

eucaryotes et procaryotes

Dans la nature, il existe un grand nombre de types de cellules, seulement dans le corps humain il y en a plus de 200, mais seuls 2 types d'organisation cellulaire sont connus - ce sont les eucaryotes et les procaryotes. Les deux types mentionnés sont apparus au cours de l'évolution. Les eucaryotes et les procaryotes ont une membrane cellulaire, mais c'est là que s'arrêtent leurs similitudes.

Les cellules des espèces procaryotes sont de petite taille et ne peuvent pas se vanter d'avoir une membrane bien développée. La principale différence est l'absence de noyau. Dans certains cas, des plasmides sont présents, qui sont un anneau de molécules d'ADN. Les organites dans ces cellules sont pratiquement absentes - seuls les ribosomes sont trouvés. Les procaryotes comprennent les bactéries et les archées. Monera - c'est ce qu'on appelait auparavant des bactéries unicellulaires qui n'ont pas de noyau. Aujourd'hui, le terme est tombé en désuétude.

La cellule de type eucaryote est beaucoup plus grande que les procaryotes et comprend une structure appelée organites. Contrairement à son "parent" le plus simple, la cellule eucaryote possède un ADN linéaire, situé dans le noyau. Une autre différence intéressante entre ces deux espèces est que les mitochondries et les plastides, qui se trouvent à l'intérieur de la cellule eucaryote, sont étonnamment similaires dans leur structure et leur activité vitale aux bactéries. Les scientifiques ont suggéré que ces organites seraient des descendants de procaryotes, c'est-à-dire que des procaryotes antérieurs sont entrés en symbiose avec des eucaryotes.

"Appareil" d'une cellule eucaryote

Les organites cellulaires sont ses petites parties qui remplissent des fonctions importantes, telles que le stockage d'informations génétiques, la synthèse, la division et autres.

Les organelles comprennent :

• membrane cellulaire;
• complexe de Golgi ;
• Ribosomes ;
• microfilaments;
• chromosomes ;
• mitochondries ;
• réticulum endoplasmique ;
• microtubules;
• Lysosomes.

La structure des organites des cellules animales, végétales et humaines est la même, mais chacune d'entre elles a ses propres caractéristiques. Les cellules animales sont caractérisées par des microfibrilles et des centrioles, tandis que les cellules végétales sont caractérisées par des plastes. Un tableau de la structure des organites cellulaires aidera à collecter des informations ensemble.

Certains scientifiques attribuent le noyau cellulaire à ses organites. Le noyau est situé au centre et a une forme ovale ou ronde. Sa coque poreuse est constituée de 2 membranes. La coquille a deux phases - interphase et fission.

Le noyau cellulaire a deux fonctions : le stockage de l'information génétique et la synthèse des protéines. Ainsi, le noyau n'est pas seulement un "stockage", mais aussi un lieu où la matière est reproduite et fonctionne.

Tableau : structure des organites cellulaires

Organites cellulaires - vidéo

Divise toutes les cellules (ou les organismes vivants) en deux types : procaryotes et eucaryotes. Les procaryotes sont des cellules ou des organismes non nucléaires, qui comprennent des virus, des bactéries procaryotes et des algues bleu-vert, dans lesquels la cellule est constituée directement du cytoplasme, dans lequel se trouve un chromosome - Molécule d'ADN(parfois ARN).

des cellules eucaryotes avoir un noyau dans lequel se trouvent des nucléoprotéines (complexe protéine histone + ADN), ainsi que d'autres organites. Les eucaryotes comprennent la plupart des organismes vivants unicellulaires et multicellulaires modernes connus de la science (y compris les plantes).

La structure des organoïdes eucaryotes.

noyau cellulaire est l'organite principal et le plus complexe de la cellule, nous allons donc le considérer

Cellule est la plus petite unité structurelle de base des organismes vivants, capable d'auto-renouvellement, d'autorégulation et d'auto-reproduction.

Tailles de cellules typiques : cellules bactériennes - de 0,1 à 15 microns, cellules d'autres organismes - de 1 à 100 microns, atteignant parfois 1 à 10 mm; œufs de grands oiseaux - jusqu'à 10-20 cm, processus de cellules nerveuses - jusqu'à 1 m.

forme de cellule très divers : il y a des cellules sphériques (cocci), chaîne (streptocoques), allongé (bâtonnets ou bacilles), incurvé (vibrios), tordu (spirille), multiforme, à flagelles moteurs, etc.

Types de cellules : procaryotes(non nucléaire) et eucaryote (ayant un noyau formalisé).

eucaryote les cellules sont subdivisées en cellules animaux, plantes et champignons.

Organisation structurale de la cellule eucaryote

Protoplaste est tout le contenu vivant de la cellule. Le protoplaste de toutes les cellules eucaryotes est constitué du cytoplasme (avec tous les organites) et du noyau.

Cytoplasme- il s'agit du contenu interne de la cellule, à l'exception du noyau, constitué d'hyaloplasme, d'organites qui y sont immergés et (dans certains types de cellules) d'inclusions intracellulaires (nutriments de réserve et/ou produits finaux du métabolisme).

Hyaloplasme- le plasma principal, la matrice du cytoplasme, la substance principale, qui est l'environnement interne de la cellule et est une solution colloïdale visqueuse incolore (teneur en eau jusqu'à 85%) de diverses substances : protéines (10%), sucres, acides organiques et inorganiques, acides aminés, polysaccharides, ARN, lipides, sels minéraux, etc.

■ L'hyaloplasme est un support pour les réactions d'échanges intracellulaires et un lien entre les organites cellulaires ; il est capable de transitions réversibles du sol au gel, sa composition détermine les propriétés tampon et osmotique de la cellule. Le cytoplasme contient un cytosquelette constitué de microtubules et de filaments protéiques capables de se contracter.

■ Le cytosquelette détermine la forme de la cellule et est impliqué dans le mouvement intracellulaire des organites et des substances individuelles. Le noyau est le plus grand organite d'une cellule eucaryote, contenant des chromosomes qui stockent toutes les informations héréditaires (voir ci-dessous pour plus de détails).

Composants structurels d'une cellule eucaryote :

■ plasmalemme (membrane plasmique),
■ paroi cellulaire (uniquement dans les cellules végétales et fongiques),
■ membranes biologiques (élémentaires),
■ noyau,
■ réticulum endoplasmique (réticulum endoplasmique),
■ les mitochondries,
■ Complexe de Golgi,
■ les chloroplastes (uniquement dans les cellules végétales),
■ lysosomes, s
■ les ribosomes,
■ centre cellulaire,
■ vacuoles (uniquement dans les cellules végétales et fongiques),
■ microtubules,
■ cils, flagelles.

Les schémas structuraux des cellules animales et végétales sont donnés ci-dessous :

Membranes biologiques (élémentaires) sont des complexes moléculaires actifs qui séparent les organites intracellulaires et les cellules. Toutes les membranes ont une structure similaire.

Structure et composition des membranes :épaisseur 6-10 nm; se composent principalement de protéines et de phospholipides.

■Phospholipides forment une double couche (bimoléculaire), dans laquelle leurs molécules sont tournées avec leurs extrémités hydrophiles (solubles dans l'eau) vers l'extérieur et leurs extrémités hydrophobes (insolubles dans l'eau) - à l'intérieur de la membrane.

■ molécules de protéines situé sur les deux surfaces de la bicouche lipidique protéines périphériques), pénétrer les deux couches de molécules lipidiques ( intégral protéines, dont la plupart sont des enzymes) ou une seule de leurs couches (protéines semi-intégrales).

Propriétés membranaires : plasticité, asymétrie(la composition des couches externe et interne des lipides et des protéines est différente), la polarité (la couche externe est chargée positivement, la couche interne est négative), la capacité d'auto-fermeture, la perméabilité sélective (dans ce cas, les substances hydrophobes passent à travers la double couche lipidique, et les substances hydrophiles traversent les pores des protéines intégrales).

Fonctions membranaires : barrière (sépare le contenu de l'organoïde ou de la cellule de l'environnement), structurelle (fournit une certaine forme, taille et stabilité de l'organoïde ou de la cellule), transport (assure le transport de substances dans et hors de l'organoïde ou de la cellule), catalytique (assure des processus biochimiques proches de la membrane), régulateur (participe à la régulation du métabolisme et de l'énergie entre l'organoïde ou la cellule et le milieu extérieur), participe à la conversion de l'énergie et au maintien du potentiel électrique transmembranaire.

Membrane plasmique (plasmalemme)

membrane plasma, ou plasmalemme, est une membrane biologique ou un complexe de membranes biologiques étroitement adjacentes les unes aux autres, recouvrant la cellule de l'extérieur.

La structure, les propriétés et les fonctions du plasmalemme sont fondamentalement les mêmes que celles des membranes biologiques élémentaires.

❖ Caractéristiques du bâtiment :

■ la surface externe du plasmalemme contient du glycocalyx - une couche polysaccharidique de molécules de glycolipoïdes et de glycoprotéines qui servent de récepteurs pour la «reconnaissance» de certains produits chimiques; dans les cellules animales, il peut être recouvert de mucus ou de chitine, et dans les cellules végétales, de substances cellulosiques ou pectiniques ;

■ Le plasmalemme forme généralement des excroissances, des invaginations, des plis, des microvillosités, etc., qui augmentent la surface de la cellule.

■ Fonctions supplémentaires: récepteur (participe à la "reconnaissance" des substances et à la perception des signaux de l'environnement et à leur transmission à la cellule), assurant la communication entre les cellules dans les tissus d'un organisme multicellulaire, participant à la construction de structures cellulaires spéciales (flagelles, cils, etc.).

Paroi cellulaire (coquille)

paroi cellulaire- Il s'agit d'une structure rigide située à l'extérieur du plasmalemme et représentant l'enveloppe externe de la cellule. Il est présent dans les cellules procaryotes et les cellules de champignons et de plantes.

❖Composition de la paroi cellulaire : cellulose dans les cellules végétales et chitine dans les cellules fongiques (composants structuraux), protéines, pectines (qui participent à la formation de plaques qui fixent les parois de deux cellules adjacentes), lignine (qui fixe les fibres de cellulose dans un cadre très solide), subérine (se dépose sur la coquille de l'intérieur et la rend pratiquement imperméable à l'eau et aux solutions), etc. La surface externe de la paroi cellulaire des cellules épidermiques des plantes contient une grande quantité de carbonate de calcium et de silice (minéralisation) et est recouvert de substances hydrophobes, de cires et de cuticules (une couche de substance cutanée pénétrée par la cellulose et les pectines).

❖ Fonctions de la paroi cellulaire : sert de cadre externe, soutient la turgescence cellulaire, remplit des fonctions de protection et de transport.

organites cellulaires

Organites (ou organelles)- Ce sont des structures intracellulaires permanentes hautement spécialisées qui ont une certaine structure et remplissent les fonctions correspondantes.

❖ Sur rendez-vous les organites sont divisés en :
■ organites à usage général (mitochondries, complexe de Golgi, réticulum endoplasmique, ribosomes, centrioles, lysosomes, plastes) et
■ organites à usage spécifique (myofibrilles, flagelles, cils, vacuoles).
❖ Par la présence d'une membrane les organites sont divisés en :
■ à deux membranes (mitochondries, plastes, noyau cellulaire),
■ monomembranaire (réticulum endoplasmique, complexe de Golgi, lysosomes, vacuoles) et
■ non membranaire (ribosomes, centre cellulaire).
Le contenu interne des organites membranaires diffère toujours de l'hyaloplasme qui les entoure.

Mitochondries- organites à deux membranes de cellules eucaryotes qui effectuent l'oxydation des substances organiques en produits finaux avec libération d'énergie stockée dans les molécules d'ATP.

■ Structure: formes en forme de bâtonnet, sphériques et filamenteuses, épaisseur 0,5-1 micron, longueur 2-7 microns; à deux membranes, la membrane externe est lisse et a une perméabilité élevée, la membrane interne forme des plis - crêtes, sur lesquels se trouvent des corps sphériques - ATP-somes. Dans l'espace entre les membranes s'accumulent des ions hydrogène 11 impliqués dans la respiration de l'oxygène.

■ Contenu interne (matrice) : ribosomes, ADN circulaire, ARN, acides aminés, protéines, enzymes du cycle de Krebs, enzymes de respiration tissulaire (situées sur les crêtes).

■ Les fonctions: oxydation de substances en CO 2 et H 2 O; synthèse d'ATP et de protéines spécifiques ; la formation de nouvelles mitochondries à la suite d'une fission en deux.

plastes(disponible uniquement dans les cellules végétales et les protistes autotrophes).

■ Types de plastes : chloroplastes (vert) les leucoplastes (forme ronde incolore), chromoplastes (jaune ou orange); les plastes peuvent changer d'une espèce à l'autre.

■La structure des chloroplastes : ils sont à deux membranes, ont une forme arrondie ou ovale, longueur 4-12 microns, épaisseur 1-4 microns. La membrane externe est lisse, la membrane interne a thylakoïdes - des plis qui forment des saillies fermées en forme de disque, entre lesquelles il y a stroma (voir ci-dessous). Dans les plantes supérieures, les thylakoïdes sont empilés (comme une colonne de pièces) céréales qui sont reliés les uns aux autres lamelles (membranes simples).

■ Composition des chloroplastes : dans les membranes des thylakoïdes et des gran - grains de chlorophylle et autres pigments ; contenu interne (stroma) : protéines, lipides, ribosomes, ADN circulaire, ARN, enzymes impliquées dans la fixation du CO 2 , substances de réserve.

■Fonctions des plastes : la photosynthèse (chloroplastes contenus dans les organes verts des plantes), la synthèse de protéines spécifiques et l'accumulation de nutriments de réserve : amidon, protéines, graisses (leucoplastes), donnant de la couleur aux tissus végétaux afin d'attirer les insectes pollinisateurs et distributeurs de fruits et de graines (chromoplastes).

Réticulum endoplasmique (PSE), ou endoplasmique réticulum présent dans toutes les cellules eucaryotes.

■Structure: est un système de tubules, tubules, citernes et cavités interconnectés de différentes formes et tailles, dont les parois sont formées de membranes biologiques élémentaires (uniques). Il existe deux types d'EPS : granuleux (ou rugueux), contenant des ribosomes à la surface des canaux et des cavités, et agranuleux (ou lisse), ne contenant pas de ribosomes.

■Les fonctions: division du cytoplasme de la cellule en compartiments qui empêchent le mélange des processus chimiques qui s'y déroulent; ER rugueux s'accumule, isole pour la maturation et les transports, les protéines synthétisées par les ribosomes à sa surface, synthétise les membranes cellulaires; PSE lisse synthétise et transporte les lipides, les glucides complexes et les hormones stéroïdes, élimine les substances toxiques de la cellule.

Complexe (ou appareil) de Golgi - un organite membranaire d'une cellule eucaryote, situé près du noyau cellulaire, qui est un système de réservoirs et de vésicules et est impliqué dans l'accumulation, le stockage et le transport de substances, la construction de la membrane cellulaire et la formation de lysosomes.

■Structure: Le complexe est un dictyosome, un empilement de sacs en forme de disque plat limités par la membrane (citerne), à ​​partir desquels les vésicules bourgeonnent, et un système de tubules membraneux reliant le complexe aux canaux et cavités du RE lisse.

■Les fonctions: la formation de lysosomes, de vacuoles, de plasmalemmes et de la paroi cellulaire d'une cellule végétale (après sa division), la sécrétion d'un certain nombre de substances organiques complexes (substances pectiques, cellulose, etc. chez les plantes ; glycoprotéines, glycolipides, collagène, protéines du lait , la bile, un certain nombre d'hormones, etc. chez les animaux) ; accumulation et déshydratation des lipides transportés le long du RE (du RE lisse), raffinement et accumulation de protéines (du RE granulaire et des ribosomes libres du cytoplasme) et des glucides, et élimination des substances de la cellule.

Les citernes matures des dictyosomes lacent les vésicules (vacuoles de Golgi), rempli d'un secret, qui est ensuite soit utilisé par la cellule elle-même, soit retiré de celle-ci.

❖ Lysosomes- les organites cellulaires qui assurent la dégradation des molécules complexes de substances organiques ; sont formés de vésicules qui se séparent du complexe de Golgi ou du RE lisse et sont présents dans toutes les cellules eucaryotes.

■ Structure et composition : les lysosomes sont de petites vésicules arrondies à membrane unique d'un diamètre de 0,2 à 2 microns; rempli d'enzymes hydrolytiques (digestives) (~ 40) capables de décomposer les protéines (en acides aminés), les lipides (en glycérol et acides carboxyliques supérieurs), les polysaccharides (en monosaccharides) et les acides nucléiques (en nucléotides).

Fusionnant avec les vésicules endocytaires, les lysosomes forment une vacuole digestive (ou lysosome secondaire), où les substances organiques complexes sont décomposées ; les monomères résultants pénètrent dans le cytoplasme de la cellule à travers la membrane du lysosome secondaire, tandis que les substances non digérées (non hydrolysables) restent dans le lysosome secondaire puis, en règle générale, sont excrétées à l'extérieur de la cellule.

■ Fonctions : hétérophagie- séparation des substances étrangères qui sont entrées dans la cellule par endocytose, autophagie - destruction des structures inutiles à la cellule ; autolyse - autodestruction de la cellule, qui se produit à la suite de la libération du contenu des lysosomes lors de la mort ou de la renaissance cellulaire.

❖ Vacuoles- grandes vésicules ou cavités dans le cytoplasme, formées dans les cellules des plantes, des champignons et de nombreux protistes et limité par une membrane élémentaire - le tonoplaste.

■ Vacuoles protistes subdivisé en digestif et contractile (ayant des faisceaux de fibres élastiques dans les membranes et servant à la régulation osmotique de l'équilibre hydrique de la cellule).

■ Vacuoles cellules végétales rempli de sève cellulaire - une solution aqueuse de diverses substances organiques et inorganiques. Ils peuvent également contenir des toxiques et des tanins et des produits finaux de l'activité vitale des cellules.

■ Les vacuoles des cellules végétales peuvent fusionner en une vacuole centrale, qui occupe jusqu'à 70 à 90 % du volume cellulaire et peut être pénétrée par des brins de cytoplasme.

Les fonctions: accumulation et isolement des substances de réserve et des substances destinées à l'excrétion ; maintien de la pression de turgescence ; assurer la croissance cellulaire due à l'étirement; régulation du bilan hydrique de la cellule.

♦Ribosome- organites cellulaires présents dans toutes les cellules (au nombre de plusieurs dizaines de milliers), situés sur les membranes de l'EPS granulaire, dans les mitochondries, les chloroplastes, le cytoplasme et la membrane nucléaire externe et réalisant la biosynthèse des protéines ; Les sous-unités de ribosome sont formées dans le nucléole.

■ Structure et composition : ribosomes - les plus petits granules non membranaires (15-35 nm) de forme ronde et champignon; avoir deux centres actifs (aminoacyl et peptidyl); se composent de deux sous-unités inégales - une grande (sous la forme d'un hémisphère avec trois saillies et un canal), qui contient trois molécules d'ARN et une protéine, et une petite (contenant une molécule d'ARN et une protéine); les sous-unités sont liées par l'ion Mg+.

■ Fonction : synthèse de protéines à partir d'acides aminés.

❖ Centre de cellule- un organite de la plupart des cellules animales, certains champignons, algues, mousses et fougères, situé (en interphase) au centre de la cellule près du noyau et servant de centre d'initiation à l'assemblage microtubules .

■ Structure: Le centre cellulaire est constitué de deux centrioles et d'une centrosphère. Chaque centriole (Fig. 1.12) a la forme d'un cylindre de 0,3 à 0,5 µm de long et de 0,15 µm de diamètre, dont les parois sont formées de neuf triplets de microtubules et dont le milieu est rempli d'une substance homogène. Les centrioles sont situés perpendiculairement les uns aux autres et sont entourés d'une couche dense de cytoplasme avec des microtubules radialement divergents formant une centrosphère rayonnante. Lors de la division cellulaire, les centrioles divergent vers les pôles.

■ Fonctions principales : formation des pôles de division cellulaire et des filaments achromatiques du fuseau de division (ou fuseau mitotique), qui assure une répartition égale du matériel génétique entre les cellules filles ; en interphase dirige le mouvement des organites dans le cytoplasme.

Cellules cytoscylstes est un système microfilaments et microtubules , pénétrant le cytoplasme de la cellule, associé à la membrane cytoplasmique externe et à la membrane nucléaire et maintenant la forme de la cellule.

■microflamme- mince, capable de contracter des fils d'une épaisseur de 5 à 10 nm et constitué de protéines ( actine, myosine et etc.). On les trouve dans le cytoplasme de toutes les cellules et les pseudopodes des cellules mobiles.

Les fonctions: les microflammes assurent l'activité motrice de l'hyaloplasme, sont directement impliquées dans la modification de la forme de la cellule lors de la propagation et du mouvement amiboïde des cellules protistes, et sont impliquées dans la formation de constriction lors de la division des cellules animales; l'un des principaux éléments du cytosquelette de la cellule.

■ microtubules- de minces cylindres creux (25 nm de diamètre), constitués de molécules de protéines de tubuline, disposées en rangées spirales ou droites dans le cytoplasme des cellules eucaryotes.

Les fonctions: les microtubules forment des fibres fusiformes, font partie des centrioles, des cils, des flagelles, participent au transport intracellulaire; l'un des principaux éléments du cytosquelette de la cellule.

Organites de mouvement — flagelles et cils , sont présents dans de nombreuses cellules, mais sont plus fréquents dans les organismes unicellulaires.

■ Cils- de nombreuses excroissances cytoplasmiques courtes (5-20 microns de long) à la surface du plasmalemme. Ils sont présents à la surface de divers types de cellules animales et de certaines cellules végétales.

■ Flagelles- des excroissances cytoplasmiques uniques à la surface cellulaire de nombreux protistes, zoospores et spermatozoïdes ; ~10 fois plus long que les cils ; servir au transport.

■ Structure: les cils et les flagelles (Fig. 1.14) se composent d'eux microtubules disposés dans un système 9 × 2 + 2 (neuf microtubules doubles - les doublets forment une paroi, deux microtubules simples sont situés au milieu). Les doublets sont capables de glisser les uns par rapport aux autres, ce qui entraîne une flexion du cil ou du flagelle. À la base des flagelles et des cils, il y a des corps basaux, de structure identique aux centrioles.

■ Fonctions : cils et flagelles assurent le mouvement des cellules elles-mêmes ou du liquide qui les entoure et des particules en suspension dans celui-ci.

Inclusions

Inclusions- composants non permanents (existant temporairement) du cytoplasme de la cellule, dont le contenu varie en fonction de l'état fonctionnel de la cellule. Il existe des inclusions trophiques, sécrétoires et excrétoires.

■ Inclusions trophiques- ce sont des réserves de nutriments (graisses, grains féculents et protéiques, glycogène).

■ Inclusions sécrétoires- Ce sont les déchets des glandes de sécrétion interne et externe (hormones, enzymes).

■ inclusions excrétoires sont des produits métaboliques dans la cellule qui doivent être éliminés de la cellule.

noyau et chromosomes

Noyau- le plus grand organite est un composant essentiel de toutes les cellules eucaryotes (à l'exception des cellules du tube criblé du phloème des plantes supérieures et des érythrocytes de mammifères matures). La plupart des cellules ont un seul noyau, mais il existe des cellules à deux et à plusieurs noyaux. Il existe deux états du noyau : interphase et fissile

Noyau interphase comprend enveloppe nucléaire(séparant le contenu interne du noyau du cytoplasme), la matrice nucléaire (caryoplasme), la chromatine et les nucléoles. La forme et la taille du noyau dépendent du type d'organisme, du type, de l'âge et de l'état fonctionnel de la cellule. Il a une teneur élevée en ADN (15-30%) et en ARN (12%).

■ Fonctions du noyau : stockage et transmission d'informations héréditaires sous la forme d'une structure d'ADN inchangée; régulation (par le système de synthèse des protéines) de tous les processus d'activité vitale cellulaire.

❖ enveloppe nucléaire(ou caryolemme) est constitué de membranes biologiques externe et interne, entre lesquelles espace périnucléaire. Sur la membrane interne, il y a une plaque protéique qui donne forme au noyau. La membrane externe est reliée au RE et porte des ribosomes. La membrane est imprégnée de pores nucléaires à travers lesquels s'effectue l'échange de substances entre le noyau et le cytoplasme. Le nombre de pores n'est pas constant et dépend de la taille du noyau et de son activité fonctionnelle.

■ Fonctions de l'enveloppe nucléaire : il sépare le noyau du cytoplasme de la cellule, régule le transport des substances du noyau vers le cytoplasme (ARN, sous-unités ribosomiques) et du cytoplasme vers le noyau (protéines, lipides, glucides, ATP, eau, ions).

❖ Chromosome- l'organite le plus important du noyau, contenant une molécule d'ADN en combinaison avec des protéines spécifiques, des histones et quelques autres substances, dont la plupart sont situées à la surface du chromosome.

Selon la phase du cycle de vie cellulaire, les chromosomes peuvent être en deux états — déspiralisé et spiralisé.

» Dans un état déspiralisé, les chromosomes sont dans la période interphase cycle cellulaire, formant des fils invisibles au microscope optique, qui forment la base chromatine .

■ La spiralisation, accompagnée d'un raccourcissement et d'un compactage (de 100 à 500 fois) des brins d'ADN, se produit dans le processus la division cellulaire ; alors que les chromosomes prendre une forme compacte. et deviennent visibles au microscope optique.

Chromatine- un des composants de la matière nucléaire pendant la période d'interphase, qui repose sur chromosomes non enroulés sous la forme d'un réseau de longs brins fins de molécules d'ADN en combinaison avec des histones et d'autres substances (ARN, ADN polymérase, lipides, minéraux, etc.) ; bien colorées avec des colorants utilisés dans la pratique histologique.

■ Dans la chromatine, des sections de la molécule d'ADN s'enroulent autour des histones, formant des nucléosomes (ils ressemblent à des perles).

chromatide- il s'agit d'un élément structurel du chromosome, qui est un fil d'une molécule d'ADN dans un complexe avec des protéines, des histones et d'autres substances, plié à plusieurs reprises comme un super-enroulement et emballé sous la forme d'un corps en forme de bâtonnet.

■ Lors de la spiralisation et de l'encapsidation, des sections individuelles d'ADN s'ajustent de manière régulière de sorte que des bandes transversales alternées se forment sur les chromatides.

❖ La structure du chromosome (Fig. 1.16). Dans un état spiralisé, le chromosome est une structure en forme de bâtonnet d'environ 0,2 à 20 µm de taille, constituée de deux chromatides et divisée en deux bras par une constriction primaire appelée centromère. Les chromosomes peuvent avoir une constriction secondaire qui sépare une région appelée le satellite. Certains chromosomes ont une région ( organisateur nucléolaire ), qui code la structure de l'ARN ribosomique (ARNr).

Types de chromosomes selon leur forme : bras égaux , disparité (Le centromère est décalé du milieu du chromosome) en forme de tige (le centromère est proche de l'extrémité du chromosome).

Après l'anaphase de la mitose et l'anaphase de la méiose II, les chromosomes sont constitués d'un chromitide, et après la réplication de l'ADN (doublement) au stade synthétique (S) de l'interphase, ils sont constitués de deux chromitides sœurs reliées l'une à l'autre dans la région du centromère. Lors de la division cellulaire, les microtubules du fuseau se fixent au centromère.

❖ Fonctions des chromosomes :
■ contenir matériel génétique - molécules d'ADN ;
■ réaliser synthèse d'ADN (avec doublement des chromosomes dans la période S du cycle cellulaire) et i-ARN ;
■ réguler la synthèse des protéines ;
■ contrôler l'activité cellulaire.

chromosomes homologués- des chromosomes appartenant à une même paire, identiques par la forme, la taille, la localisation des centromères, portant les mêmes gènes et déterminant le développement des mêmes traits. Les chromosomes homologues peuvent différer par les allèles des gènes qu'ils contiennent et les régions d'échange au cours de la méiose (crossing over).

autosomes chromosomes dans les cellules d'organismes dioïques, les mêmes chez les mâles et les femelles de la même espèce (ce sont tous les chromosomes d'une cellule à l'exception des chromosomes sexuels).

chromosomes sexuels(ou hétérochromosomes ) sont des chromosomes qui portent des gènes qui déterminent le sexe d'un organisme vivant.

ensemble diploïde(noté 2p) - ensemble de chromosomes somatique cellules dans lesquelles chaque chromosome a son chromosome homologue apparié . L'organisme reçoit l'un des chromosomes de l'ensemble diploïde du père, l'autre de la mère.

■ Ensemble diploïde Humain se compose de 46 chromosomes (dont 22 paires de chromosomes homologues et deux chromosomes sexuels : les femmes ont deux chromosomes X, les hommes ont chacun un chromosome X et un chromosome Y).

ensemble haploïde(indiqué par 1l) - Célibataire ensemble de chromosomes sexuel cellules ( gamètes ), dans lequel les chromosomes n'ont pas de chromosomes homologues appariés . L'ensemble haploïde se forme lors de la formation des gamètes à la suite de la méiose, lorsqu'un seul de chaque paire de chromosomes homologues pénètre dans le gamète.

Caryotype- il s'agit d'un ensemble de caractéristiques morphologiques quantitatives et qualitatives constantes caractéristiques des chromosomes des cellules somatiques d'organismes d'une espèce donnée (leur nombre, leur taille et leur forme), par lesquelles un ensemble diploïde de chromosomes peut être identifié de manière unique.

nucléole- arrondi, fortement compacté, non limité

corps membranaire d'une taille de 1-2 microns. Le noyau contient un ou plusieurs nucléoles. Le nucléole se forme autour des organisateurs nucléolaires de plusieurs chromosomes attirés les uns vers les autres. Lors de la division nucléaire, les nucléoles sont détruits et reformés à la fin de la division.

■ Composition : protéines 70-80 %, ARN 10-15 %, ADN 2-10 %.
■ Fonctions : synthèse d'ARNr et d'ARNt ; assemblage de sous-unités ribosomiques.

caryoplasme (ou nucléoplasme, caryolymphe, sève nucléaire ) est une masse sans structure qui remplit l'espace entre les structures du noyau, dans lequel la chromatine, les nucléoles et divers granules intranucléaires sont immergés. Contient de l'eau, des nucléotides, des acides aminés, de l'ATP, de l'ARN et des protéines enzymatiques.

Les fonctions: fournit des interconnexions de structures nucléaires; participe au transport de substances du noyau au cytoplasme et du cytoplasme au noyau; régule la synthèse d'ADN lors de la réplication, la synthèse d'ARNi lors de la transcription.

Caractéristiques comparatives des cellules eucaryotes

Caractéristiques de la structure des cellules procaryotes et eucaryotes

Transport de substances

Transport de substances- c'est le processus de transfert des substances nécessaires dans tout le corps, vers les cellules, à l'intérieur de la cellule et à l'intérieur de la cellule, ainsi que l'élimination des déchets de la cellule et du corps.

Le transport intracellulaire des substances est assuré par l'hyaloplasme et (dans les cellules eucaryotes) le réticulum endoplasmique (RE), le complexe de Golgi et les microtubules. Le transport de substances sera décrit ultérieurement sur ce site.

Méthodes de transport de substances à travers les membranes biologiques :

■ transport passif (osmose, diffusion, diffusion passive),
■ transports actifs,
■ endocytose,
■ exocytose.

Transport passif ne nécessite pas d'énergie et se produit le long de la pente concentration, densité ou potentiel électrochimique.

Osmose- c'est la pénétration de l'eau (ou d'un autre solvant) à travers une membrane semi-perméable d'une solution moins concentrée vers une plus concentrée.

La diffusion- pénétration substances à travers la membrane le long de la pente concentration (d'une zone avec une concentration plus élevée d'une substance à une zone avec une concentration plus faible).

La diffusion l'eau et les ions sont réalisés avec la participation de protéines membranaires intégrales avec des pores (canaux), la diffusion de substances liposolubles se produit avec la participation de la phase lipidique de la membrane.

Diffusion facilitéeà travers la membrane se produit à l'aide de protéines porteuses membranaires spéciales, voir l'image.

transport actif nécessite la dépense d'énergie libérée lors de la dégradation de l'ATP, et sert au transport de substances (ions, monosaccharides, acides aminés, nucléotides) vs dégradé leur concentration ou leur potentiel électrochimique. Réalisé par des protéines porteuses spécialisées permyases ayant des canaux ioniques et formant pompes ioniques .

Endocytose- capture et enveloppement par la membrane cellulaire de macromolécules (protéines, acides nucléiques, etc.) et de particules alimentaires solides microscopiques ( phagocytose ) ou des gouttelettes de liquide contenant des substances dissoutes ( pinocytose ) et les enfermant dans une vacuole membranaire, qui est aspirée "dans la cellule". La vacuole fusionne ensuite avec le lysosome, dont les enzymes décomposent les molécules de la substance piégée en monomères.

Exocytose est le processus inverse de l'endocytose. Par exocytose, la cellule élimine les produits intracellulaires ou résidus non digérés enfermés dans des vacuoles ou des vésicules.

Type de leçon: combiné.

Méthodes: verbal, visuel, pratique, recherche de problème.

Objectifs de la leçon

Pédagogique : approfondir les connaissances des étudiants sur la structure des cellules eucaryotes, apprendre à les appliquer dans des cours pratiques.

Développer: pour améliorer la capacité des étudiants à travailler avec du matériel didactique; développer la réflexion des élèves en proposant des tâches de comparaison de cellules procaryotes et eucaryotes, de cellules végétales et de cellules animales avec l'identification de caractéristiques similaires et distinctives.

Équipement: affiche "La structure de la membrane cytoplasmique" ; cartes de tâches ; polycopié (la structure d'une cellule procaryote, une cellule végétale typique, la structure d'une cellule animale).

Communications inter-sujets: botanique, zoologie, anatomie et physiologie humaines.

Plan de cours

I. Moment organisationnel

Vérifier l'état de préparation pour la leçon.
Vérification de la liste des étudiants.
Présentation du sujet et des objectifs de la leçon.

II. Apprendre du nouveau matériel

Division des organismes en pro- et eucaryotes

La forme des cellules est extrêmement diverse : certaines sont arrondies, d'autres ressemblent à des étoiles avec de nombreux rayons, d'autres sont allongées, etc. Les cellules sont également de tailles différentes - des plus petites, à peine distinguables au microscope optique, à celles parfaitement visibles à l'œil nu (par exemple, les œufs de poisson et de grenouille).

Tout œuf non fécondé, y compris les œufs de dinosaures fossilisés géants conservés dans les musées paléontologiques, était également autrefois une cellule vivante. Cependant, si nous parlons des principaux éléments de la structure interne, toutes les cellules sont similaires les unes aux autres.

procaryotes (de lat. pro- avant, avant, au lieu de et grec. Karyon- noyau) - ce sont des organismes dont les cellules n'ont pas de noyau limité par une membrane, c'est-à-dire toutes les bactéries, y compris les archaebactéries et les cyanobactéries. Le nombre total d'espèces de procaryotes est d'environ 6000. Toute l'information génétique d'une cellule procaryote (génophore) est contenue dans une seule molécule d'ADN circulaire. Les mitochondries et les chloroplastes sont absents et les fonctions de respiration ou de photosynthèse, qui fournissent de l'énergie à la cellule, sont assurées par la membrane plasmique (Fig. 1). Les procaryotes se reproduisent sans processus sexuel prononcé en se divisant en deux. Les procaryotes sont capables d'effectuer un certain nombre de processus physiologiques spécifiques : ils fixent l'azote moléculaire, effectuent la fermentation lactique, décomposent le bois et oxydent le soufre et le fer.

Après une conversation d'introduction, les élèves examinent la structure d'une cellule procaryote, en comparant les principales caractéristiques de la structure avec les types de cellules eucaryotes (Fig. 1).

eucaryotes - Ce sont des organismes supérieurs qui ont un noyau bien défini, qui est séparé du cytoplasme par une membrane (caryomembrane). Les eucaryotes comprennent tous les animaux et plantes supérieurs, ainsi que les algues unicellulaires et multicellulaires, les champignons et les protozoaires. L'ADN nucléaire chez les eucaryotes est enfermé dans des chromosomes. Les eucaryotes ont des organites cellulaires limités par des membranes.

Différences entre eucaryotes et procaryotes

- Les eucaryotes possèdent un véritable noyau : l'appareil génétique d'une cellule eucaryote est protégé par une coquille semblable à la coquille de la cellule elle-même.
– Les organites inclus dans le cytoplasme sont entourés d'une membrane.

La structure des cellules végétales et animales

La cellule de tout organisme est un système. Il se compose de trois parties interconnectées : la membrane, le noyau et le cytoplasme.

Dans l'étude de la botanique, de la zoologie et de l'anatomie humaine, vous vous êtes déjà familiarisé avec la structure de divers types de cellules. Passons brièvement en revue cet article.

Exercice 1. Déterminez à partir de la figure 2 quels organismes et types de tissus correspondent aux cellules sous les numéros 1-12. Quelle est la raison de leur forme ?

La structure et les fonctions des organites des cellules végétales et animales

À l'aide des figures 3 et 4 et à l'aide du Dictionnaire encyclopédique biologique et du manuel, les élèves complètent le tableau comparant les cellules animales et végétales.

Table. La structure et les fonctions des organites des cellules végétales et animales

conclusions

1. La paroi cellulaire, les plastes et la vacuole centrale ne sont inhérents qu'aux cellules végétales.
2. Les lysosomes, les centrioles, les microvillosités ne sont présents principalement que dans les cellules des organismes animaux.
3. Tous les autres organites sont caractéristiques des cellules végétales et animales.

La structure de la membrane cellulaire

La membrane cellulaire est située à l'extérieur de la cellule, délimitant celle-ci de l'environnement externe ou interne de l'organisme. Il est basé sur le plasmalemme (membrane cellulaire) et le composant glucide-protéine.

Fonctions de la paroi cellulaire :

- maintient la forme de la cellule et confère une résistance mécanique à la cellule et à l'organisme dans son ensemble ;
- protège la cellule des dommages mécaniques et de la pénétration de composés nocifs dans celle-ci;
- effectue la reconnaissance des signaux moléculaires ;
- régule les échanges de substances entre la cellule et l'environnement ;
- réalise l'interaction intercellulaire dans un organisme multicellulaire.

Fonction de la paroi cellulaire :

- représente un cadre extérieur - une coque de protection ;
- assure le transport des substances (l'eau, les sels, les molécules de nombreuses substances organiques traversent la paroi cellulaire).

La couche externe des cellules animales, contrairement aux parois cellulaires des plantes, est très fine et élastique. Il n'est pas visible au microscope optique et se compose d'une variété de polysaccharides et de protéines. La couche superficielle des cellules animales est appelée glycocalyx, remplit la fonction d'une connexion directe des cellules animales avec l'environnement extérieur, avec toutes les substances qui l'entourent, ne joue pas un rôle de soutien.

Sous le glycocalyx de l'animal et la paroi cellulaire de la cellule végétale, il y a une membrane plasmique qui borde directement le cytoplasme. La membrane plasmique contient des protéines et des lipides. Ils sont disposés de manière ordonnée en raison de diverses interactions chimiques les uns avec les autres. Les molécules lipidiques de la membrane plasmique sont disposées en deux rangées et forment une bicouche lipidique continue. Les molécules de protéines ne forment pas une couche continue, elles sont situées dans la couche lipidique, y plongeant à différentes profondeurs. Les molécules de protéines et de lipides sont mobiles.

Fonctions de la membrane plasmique :

- forme une barrière qui sépare le contenu interne de la cellule de l'environnement externe ;
- assure le transport de substances ;
- assure la communication entre les cellules dans les tissus des organismes multicellulaires.

Entrée de substances dans la cellule

La surface de la cellule n'est pas continue. Dans la membrane cytoplasmique, il existe de nombreux petits trous - des pores à travers lesquels, avec ou sans l'aide de protéines spéciales, des ions et de petites molécules peuvent pénétrer dans la cellule. De plus, certains ions et petites molécules peuvent pénétrer dans la cellule directement à travers la membrane. L'entrée des ions et des molécules les plus importants dans la cellule n'est pas une diffusion passive, mais un transport actif, qui nécessite de l'énergie. Le transport des substances est sélectif. La perméabilité sélective de la membrane cellulaire est appelée semi-perméabilité.

façon phagocytoseà l'intérieur de la cellule pénètrent: de grosses molécules de substances organiques, telles que des protéines, des polysaccharides, des particules alimentaires, des bactéries. La phagocytose est réalisée avec la participation de la membrane plasmique. À l'endroit où la surface de la cellule entre en contact avec une particule d'une substance dense, la membrane fléchit, forme un évidement et entoure la particule qui, dans la "capsule membranaire", est immergée à l'intérieur de la cellule. Une vacuole digestive se forme et les substances organiques qui sont entrées dans la cellule y sont digérées.

Par phagocytose, amibes, ciliés, leucocytes animaux et humains se nourrissent. Les leucocytes absorbent les bactéries, ainsi qu'une variété de particules solides qui pénètrent accidentellement dans le corps, le protégeant ainsi des bactéries pathogènes. La paroi cellulaire des plantes, des bactéries et des algues bleu-vert empêche la phagocytose et, par conséquent, cette voie de substances entrant dans la cellule ne s'y réalise pas.

Des gouttelettes liquides contenant diverses substances à l'état dissous et en suspension pénètrent également dans la cellule à travers la membrane plasmique.Ce phénomène a été appelé pinocytose. Le processus d'absorption de liquide est similaire à la phagocytose. Une goutte de liquide est immergée dans le cytoplasme dans un "paquet membranaire". Les substances organiques qui pénètrent dans la cellule avec l'eau commencent à être digérées sous l'influence des enzymes contenues dans le cytoplasme. La pinocytose est répandue dans la nature et est réalisée par les cellules de tous les animaux.

III. Consolidation du matériel étudié

En quels deux grands groupes tous les organismes sont-ils divisés selon la structure du noyau ?
Quels organites ne se trouvent que dans les cellules végétales ?
Quels organites ne se trouvent que dans les cellules animales ?
Quelle est la différence entre la structure de la paroi cellulaire des plantes et celle des animaux ?
Quelles sont les deux façons dont les substances entrent dans la cellule ?
Quelle est l'importance de la phagocytose pour les animaux ?