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Caractéristiques de la paroi cellulaire, fonctions et structure
Le membrane cellulaire C'est une structure épaisse et résistante qui délimite certains types de cellules et entoure la membrane plasmique. Ce n'est pas considéré comme un mur qui évite le contact avec l'extérieur; C'est une structure dynamique et complexe, responsable d'un nombre important de fonctions physiologiques chez les organismes.
La paroi cellulaire se trouve dans les plantes, les champignons, les bactéries et les algues. Chaque mur a une structure et une composition typique du groupe. En revanche, l'une des caractéristiques des cellules animales est l'absence de paroi cellulaire. Cette structure est principalement responsable de donner et de conserver la forme des cellules.
La paroi cellulaire agit comme une barrière protectrice en réponse aux déséquilibres osmotiques que l'environnement cellulaire peut présenter. En outre, il joue un rôle dans la communication entre les cellules.
Index
- 1 Caractéristiques générales
- 2 paroi cellulaire dans les plantes
- 2.1 Structure et composition
- 2.2 Résumé
- 2.3 Fonction
- 3 paroi cellulaire chez les procaryotes
- 3.1 Structure et composition chez les eubactéries
- 3.2 Structure et composition en archaea
- 3.3 Résumé
- 3.4 Fonctions
- 4 paroi cellulaire dans les champignons
- 4.1 Structure et composition
- 4.2 Synthèse
- 4.3 Fonctions
- 5 références
Caractéristiques générales
-La paroi cellulaire est une barrière épaisse, stable et dynamique que l'on retrouve dans différents groupes d'organismes.
-La présence de cette structure est vitale pour la viabilité de la cellule, sa forme et, dans le cas d'organismes nuisibles, participe à sa pathogénicité.
-Bien que la composition de la paroi varie en fonction de chaque groupe, la fonction principale est de maintenir l'intégrité cellulaire contre les forces osmotiques qui peuvent faire éclater la cellule.
-Dans le cas d'organismes multicellulaires, aide à la formation des tissus et participe à la communication cellulaire
Paroi cellulaire dans les plantes
Structure et composition
Les parois cellulaires des cellules végétales sont composées de polysaccharides et de glycoprotéines, organisées en une matrice tridimensionnelle.
Le composant le plus important est la cellulose. Il se compose d'unités de glucose répétées, liées entre elles par des liaisons β-1,4. Chaque molécule contient environ 500 molécules de glucose.
Le reste des composants comprend: les homogalacturonanes, les rhamnogalacturonanes I et II et les polysaccharides d'hémicellulose tels que les xyloglucanes, les glucomannanes, les xylanes, entre autres.
Le mur a également des composants de nature protéique. L'arabinogalactane est une protéine présente dans la paroi et est liée à la signalisation cellulaire.
L'hémicellulose est liée par des liaisons hydrogène à la cellulose. Ces interactions sont très stables. Pour le reste des composants, le mode d'interaction n'est pas encore bien défini.
Il peut être différencié entre les parois cellulaires primaires et secondaires. Le primaire est mince et quelque peu malléable. Une fois la croissance cellulaire arrêtée, le dépôt de la paroi secondaire se produit, ce qui peut modifier sa composition par rapport à la couche primaire ou rester inchangé et ajouter uniquement des couches supplémentaires.
Dans certains cas, la lignine est un composant de la paroi secondaire. Par exemple, les arbres contiennent des quantités importantes de cellulose et de lignine.
Synthèse
Le processus de biosynthèse de la paroi est complexe. Cela implique environ 2000 gènes impliqués dans la construction de la structure.
La cellulose est synthétisée dans la membrane plasmique pour être déposée directement à l'extérieur. Sa formation nécessite plusieurs complexes enzymatiques.
Les autres composants sont synthétisés dans des systèmes membranaires situés à l'intérieur de la cellule (comme l'appareil de Golgi) et excrétés au moyen de vésicules.
Fonction
La paroi cellulaire des plantes a des fonctions analogues à celles de la matrice extracellulaire dans les cellules animales, telles que le maintien de la forme et de la structure des cellules, la connexion des tissus et la signalisation cellulaire. Ensuite, nous discuterons des fonctions les plus importantes:
Réguler la turgescence
Dans les cellules animales - dépourvues de paroi cellulaire - l’environnement extracellulaire constitue un défi majeur en ce qui concerne l’osmose.
Lorsque la concentration du milieu est supérieure à celle de l'intérieur cellulaire, l'eau de la cellule a tendance à sortir. Inversement, lorsque la cellule est exposée à un environnement hypotonique (concentration plus élevée dans la cellule), de l'eau pénètre et la cellule peut exploser.
Dans le cas des cellules végétales, les solutés trouvés dans l'environnement cellulaire sont plus faibles que dans l'intérieur de la cellule. Toutefois, la cellule n’explose pas car la paroi cellulaire est enfoncée. Ce phénomène provoque l'apparition d'une pression mécanique ou d'une turgescence cellulaire.
La pression de turgescence créée par la paroi cellulaire aide à maintenir les tissus des plantes rigides.
Connexions entre cellules
Les cellules végétales peuvent communiquer entre elles grâce à une série de "canaux" appelés plasmodesmes. Ces voies permettent de connecter le cytosol des deux cellules et d’échanger des matériaux et des particules.
Ce système permet l'échange de produits métaboliques, de protéines, d'acides nucléiques et même de particules virales.
Routes de signalisation
Dans cette matrice complexe, il existe des molécules dérivées de la pectine, telles que les oligogalacturonides, capables de déclencher des voies de signalisation en tant que réponses de défense. En d'autres termes, ils fonctionnent comme le système immunitaire chez les animaux.
Bien que la paroi cellulaire forme une barrière contre les agents pathogènes, elle n’est pas totalement impénétrable. Par conséquent, lorsque la paroi est affaiblie, ces composés sont libérés et "avertissent" la plante de l'attaque.
En réponse, la libération d'espèces d'oxygène réactives se produit et des métabolites sont produits, tels que les phytoalexines, qui sont des substances antimicrobiennes.
Paroi cellulaire chez les procaryotes
Structure et composition chez les eubactéries
La paroi cellulaire des eubactéries possède deux structures fondamentales différenciées par la célèbre coloration de Gram.
Le premier groupe est constitué de bactéries à Gram négatif. Dans ce type, la membrane en double. La paroi cellulaire est mince et est entourée des deux côtés par une membrane plasmatique interne et externe. L’exemple classique d’une bactérie à Gram négatif est E. coli.
Pour sa part, les bactéries à Gram positif n'ont qu'une membrane plasmique et la paroi cellulaire est beaucoup plus épaisse. Celles-ci sont généralement riches en acides téchoïques et acides mycoliques. Un exemple est l'agent pathogène Staphylococcus aureus.
Le principal composant des deux types de parois est le peptidoglycane, également appelé murein. Les unités ou monomères qui le composent sont la N-acétylglucosamine et l'acide N-acétylmuramique. Il est composé de chaînes linéaires de polysaccharides et de petits peptides. Le peptidoglycane forme des structures fortes et stables.
Certains antibiotiques, tels que la pénicilline et la vancomycine, agissent en empêchant la formation de liaisons bactériennes. Lorsqu'une bactérie perd sa paroi cellulaire, la structure résultante est appelée sphéroplastes.
Structure et composition en archaea
Les archées se distinguent par la composition de la paroi par rapport aux bactéries, principalement parce qu’elles ne contiennent pas de peptidoglycane. Certains archées possèdent une couche de pseudopeptidoglycane ou de pseudomureine.
Ce polymère a une épaisseur de 15 à 20 nm et est similaire au peptidoglycane. Les composants du polymère sont l'acide l-N-acétylcétaluronique lié à la N-acétylglucosamine.
Ils contiennent une série de lipides rares, tels que des groupes isoprènes liés au glycérol et une couche supplémentaire de glycoprotéines, appelée couche S. Cette couche est souvent associée à la membrane plasmique.
Les lipides sont différents des bactéries. Chez les eucaryotes et les bactéries, les liaisons trouvées sont du type ester, alors que dans l'archaea elles sont du type éther. Le squelette du glycérol est typique de ce domaine.
Il y a des espèces d'archaea, telles que Ferroplasma Acidophilum et Thermoplasma spp., qui n'ont pas de paroi cellulaire, malgré des conditions environnementales extrêmes.
Les deux eubactéries et les archées ont une grande couche de protéines, telles que les adhésines, qui aident ces micro-organismes à coloniser différents environnements.
Synthèse
Dans les bactéries à Gram négatif, les composants de la paroi sont synthétisés dans le cytoplasme ou dans la membrane interne. La construction du mur a lieu à l'extérieur de la cellule.
La formation du peptidoglycane commence dans le cytoplasme, où se produit la synthèse nucléotidique des composants de la paroi.
Par la suite, la synthèse se poursuit dans la membrane cytoplasmique, où sont synthétisés les composés de nature lipidique.
Le processus de synthèse se termine à l'intérieur de la membrane cytoplasmique, où se produit la polymérisation des unités de peptidoglycane. Différentes enzymes participent à ce processus.
Fonctions
Comme la paroi cellulaire chez les plantes, cette structure chez les bactéries remplit des fonctions similaires pour protéger ces organismes unicellulaires de la lyse face au stress osmotique.
La membrane externe des bactéries à Gram négatif aide à la translocation des protéines et des solutés et à la transduction du signal. Il protège également l'organisme contre les agents pathogènes et assure la stabilité cellulaire.
Paroi cellulaire chez les champignons
Structure et composition
La majorité des parois cellulaires des champignons ont une composition et une structure assez similaires. Ils sont formés à partir de polymères glucidiques semblables à des gels, empêtrés dans des protéines et d'autres composants.
Le composant distinctif de la paroi fongique est la chitine. Il interagit avec les glucanes pour créer une matrice fibreuse. Bien qu’il s’agisse d’une structure solide, elle présente un certain degré de flexibilité.
Synthèse
La synthèse des principaux composants - chitine et glucanes - se produit dans la membrane plasmique.
D'autres composants sont synthétisés dans l'appareil de Golgi et dans le réticulum endoplasmique. Ces molécules sont transportées vers l'extérieur cellulaire par excrétion via des vésicules.
Fonctions
La paroi cellulaire des champignons détermine sa morphogenèse, sa viabilité cellulaire et sa pathogénicité. Du point de vue écologique, il détermine le type d’environnement dans lequel un certain champignon peut vivre ou non.
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