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Les organites

Synthese de proteines

Le Reticulum Endoplasmique

Il est compose de bicouches lipidiques riches en proteines. Il comprends deux compartiments, le reticulum endoplasmique lisse et le rugueux (ou granuleux), qui sont en continuite avec le noyau.

le REG

Synthese de proteines

Le REG est compose d’un enseble de Citernes, avec a leur surfaces de nombreux ribosomes. Les differents saccules (repliements) communiques par des ponts

Figure 1: Schema du REG

Il est le lieu de maturation des proteines a vocation d’etre secretes, c’est a dire qu’elles sont replies, chimiquement modifie, etc…

Si une proteines synthetise possede le signal KDEL sur le bout de sa chaine d’acides amines, elle sera integre au Reticulum Endoplasmique, et sa sequence signal est enleve par une peptidase. Elle sera ensuite prise en charge par des proteines chaperonnes qui aident au repliement de celle ci, et la mise en place de la structure tertiaire de la proteine.

Ensuite si la proteine est destine a etre secretes hors de la cellule, elle est libere dans la lumiere, puis envoye vers l’appareil de Golgi avec d’autres dans des vesicules. Si elle est destine a devenir une proteine membranaire elle reste enchasse dans la membrane du REG.

Dans le REG les glycotransferase peuvent egalement ajouter des courtes chaines glucidiques au proteines. Les chaines glucidique plus longues se fait dans l’appareil de Golgi.

Le REL

Synthese de lipides et glucides

Le REL est beacoup moins pourvu en ribosomes a sa surface (c’est pour ca qu’il est lisse). Il peut etre sous forme d’un reseau de tubules a un ensemble de sacs plats.

Sa surface est riches en enzymes qui catalisent la synthese de glucides et lipides (membranaire ou hormonaux). Les lipides membranaires sont synthetise ici, puis ensuite envoyes vers les differentes parties de la cellule. Le REL sert aussi au stockagedu Ca2+, pour ne pas qu’ils intervienent dans les processsus metabolique quand on a besoin. Le REL a egalement un role de detoxification en modifiant les substances etrangeres.

L’appareil de Golgi

C’est la pile d’assiettes, ou dictyosomes. Les assiettes sont des vesicules et sacs applatis. La face convexe bas de l’assiette est appele face cis ou face de formation, la face concave haut de l’assiette est appele face trans ou face de maturation.

Les vesicules qui assurent le transport au sein du dictyosomes sont appele vesicules de transitions Les vesicules vers le haut de l’appareil sont appele vesicules de secretion (car les proteines s’appretent a etre secrete apres maturation)

Chaque saccule du dictyosomes a une composition particuliere qui joue un role dans la glycosilation des proteines en cours de maturation dans l’appareil. Chaque saccule est specialise dans l’ajout et enlevement de differents glucides ou groupes phosphates/sulfate

Figure 2: Appareil de golgi

Il y a deux facons de liberer les proteines dans le millieu extracellulaire, en fonction de la fonction de la cellule:

Lysomes et Peroxysomes

Lysomes

Ce sont des vesicules digestives limites par une membrane. Elles sont riches en enzymes et sont acides pour decomposer rapidement proteines, acides nucleiques, lipides et glucides. Elles servent a recycler les differents organites en fin de vie. Elles peuvent egalement eliminer les cellules etrangeres absorbe par phagocytose. Le phagosome ainsi produit va fusionner avec le lysome et le contenu du phagosome va etre digere

Peroxysomes

Ce sont de tous petits organites qui contiennent des especes reactives pour detoxifier la cellule en degradant les acides gras, alcools, etc…

Vacuole

Les cellules vegetales contiennent souvent des Vacuoles, delimite par leur membrane, le tonoplaste

Figure 3: Schema d’une vacuole

Elle permet a la cellule de maintenir sa tonicite en maintenant une quantite d’eau qui permet une pression de turgescence. On parle d’hydrosquelette. La vacuole peut etre dans deux etats:

Elle joue egalement un role dans la gestion des dechets cellulaire.

Elle stocke differentes especes:

Les echanges avec l’exterieur se font par diffusion, ou par des pompes et canaux specialise.

Energie

Le metoabolisme est l’ensemble des reactions biochimiques dans une cellule. Les voies metoabolique sont l’ensemble des reactions qui se deroulent pour transformer une molecule en une autre.

On distingue les cellule autotrophes qui necessitent pour vivre seulement des substances minerales, des cellule heterotrophes qui elles ont besoin de matiere organique.

La photosynthese releve a la fois du metabolisme energetiques et de la biosynthese, elle se deroule en deux phases:

les eucaryotes. Ce sont alors des cellules autotrophes car elle necessitent uniquement de la matiere minerale.

Les Mitochondries

Ce sont des petits organites situes partout dans le cytoplasme, a l’interieur a lieu la respiration cellulaire, qui est definie comme l’ensemble des reactions biochimiques pour produire de l’energie. L’ensemble des mitochondires est appele le chondriome

Figure 4: schema d’une mitochondrie

Le glucose est consome avec de l’oxygene et de l’energie pour produire des molecules energetiques. Elle rejette du CO2 et de l’eau et a lieu dans les mitochondries chez les eucaryotes. Ce sont alors des cellules heterotrophes car elle necessitent de la matiere organique.

Les mitochondries peuvent bouger, se diviser et fusionner, c’est la dynamique mitochondriale.

Structure et fonction

La membrane interieur a la particularite d’etre tres riche en proteines (80%), et grace aux cretes, elle presente une tres grande surface. Elle possede des phosopholipides double, la cardiolipine qu’on retrouve dans les mitochondries et les mp des bacteries. Parmis ces proteines il y a:

La membrane exterieur est similaire a celle du REG, compose a 70% de proteines. Il y a:

L’espace intermembranaire a le meme concentration en petite molecules que le cytosol, cependant la membrane exterieur etant impermeable aux ions H+, cet espace est sature en H+ provenant des processsus metaboliques.

La matrice contient de nombreux ions (nottament Ca+ pour le cycle de Krebs) ainsi que de l’ATP et les enzymes du cycle de Krebs, de l’oxydation du pyruvate et des acides gras.

Respiration cellulaire

0 - glycolyse: Realise dans le cytosol, elle produit des NADH qui sont des intermediaires energetiques a pouvoir reductueur, qui est issu de l’oxydation du glucose en deux molecules de pyruvate

1 - Oxydation du pyruvate: Pour la respiration, le pyruvate ( demi-glucose) diffuse puis est pompee dans la matrice par symport H+/pyruvate. Elle est ensuite reduite en acetate, puis jointe a une molecule de coenzyme A pour produire un acetyl-CoA. Cette etape libere un CO2 et un NADH par pyruvate converti.

2 - Cycle de Krebs: prends les acetyl-CoA pour produire des interemidiaire energetiques comme le NADH ou FADH qui servent a la production d’ATP plus tard dans la respiration. Le cycle produit aussi 2 CO2 et un GTP chez les animaux et chez les vegetaux un ATP par molecule d’acetyl-CoA.

3 - phosphorylation oxydative: C’est le transports des electrons des NADH et FADH a des complexes situes dans la membrane interne. Les complexes forment une chaine de transports d’electrons, ou chaine respiratoire. Le flux d’electrons permet de pomper les protons de la matrice vers l’espace inter-membranaire, produisant ainsi un gradient. Cela active l’ATP synthetase qui catalyse la phosphorylation de l’ADP en ATP (ADP + Pi -> ATP) en utilisant la force proton motrice. Ensuite les electrons sont donne a de l’O2 qui est alors oxyde en H20, et l’ATP ainsi produit est transporte vers le cytosol.

Figure 5: Schema de la respiration

On a alors l’equation finale pour la respiration aerobie:

Semi autonomie des mitochondries

Elles possedent leur ADN propre, de l’ARN et des ribosomes:

Cela pointe vers une origine eubacterienne des mitochondries qui auraient ete integre au cours de l’evolution

Bien qu’elles aient le materiel necessaire pour exploiter leur materiel genetique elles ont besoin du noyau pour 90% a 99% de leur proteines constitutives, comme les ADN polymerase et la plupart des enzymes de la chaines respiratoire. Ces proteines sont importes dans les mitochondries.

Les Chloroplastes

Ce sont des organites ovoide qui contiennent des pigments, ils sont tres mobile, fusionnent, se divisent et peuvent changer de type

Structure et fonction

Figure 6: schema d’un chloroplaste

Les thylakoide augmente la surface d’echange avec la lumiere et c’est a leur surface qu’ont lieu les reactions photochimiques qui initient la photosynthese. Leur membrane est riche en proteines, comme les ATP synthetase. Les membranes contiennent aussi des pigments

Il y a plusieurs autre type de plastes en lequel les chloroplastes peuvent s’inter-convertir:

photosynthese

La photosynthese produit des glucides a partir de matiere minerales en deux phases:

Phase lumineuse

Il y a lyse de l’eau et synthese de NADPH et synthese d’ATP alimente par l’energie lumineuse. Ces reactions ont souvent lieu dans les membranes des thylakoides qui sont riche en pigments photosensibles, ie la chlorophylle A et B.

La lumiere excite des electrons dans la chlorophylle, ce qui cree un vide electronique

Finalement les electrons issus de la chlorophylle B sont utilise pour reduire le NADP+ en NADPH

Le flux d’electrons fournit l’energie pour pomper les protons du stroma vers le lumen ce qui cree un gradient electrochimique suffisant pour activer les ATP synthetase, et donc production d’ATP

Finalement l’equation de la phase photochmique est:

Phase sombre ou cycle de Calvin

Il y a fixation du CO2 atmospherique dans des molecules organiqes comme le glucose par le pouvoir reductueur du NADPH, avec l’energie de l’ATP

Pour fixer un atome de carbone le cycle doit tourner une fois, donc pour une molecule du glucose il faut 6 rotation du cycle de Calvin.

L’equation bilan est:

Au final on aura comme eqution de la photosynthese:

Semi autonomie des chloroplastes

Commes les mitochondries ils ont leur propre ADN de type procaryotique (cyclique, en plusieurs copies) et ils ont leurs propres ribosomes, les plastoribosomes.