cellule (biologie)

4.1.

1

Synthèses cellulaires (anabolisme)

Les synthèses cellulaires constituent la partie anabolisme du métabolisme cellulaire. Elles consistent en la fabrication de protéines, de glucides et de lipides à partir de leurs composants de base et d’énergie, généralement fournie sous forme d’ATP. Elles comprennent aussi la production de nouveaux brins d’ADN au cours des divisions cellulaires.

La synthèse des protéines se fait en deux étapes : tout d’abord lecture du gène correspondant par une enzyme (l’ARN polymérase) qui élabore un brin complémentaire d’ARN messager ou ARNm (c’est la transcription), puis lecture de cet ARNm par des ribosomes qui fabriquent les chaînes protéiques (c’est la traduction). Chez les procaryotes, tout le processus de synthèse protéique se déroule dans le cytoplasme. Chez les eucaryotes, la transcription a lieu dans le noyau, et la traduction dans le cytoplasme. Des glucides sont souvent associés à des protéines au cours des étapes finales de la synthèse de celles-ci, pour donner des glycoprotéines, localisées en particulier au niveau des membranes cellulaires.

La synthèse des lipides se fait au niveau du réticulum endoplasmique lisse ; des lipides et des glucides peuvent être associés, donnant des glycolipides qui entrent eux aussi dans la composition des membranes cellulaires.

4.1.

2

Dégradations cellulaires (catabolisme)

Une cellule est en renouvellement permanent. Les molécules « usées » sont dégradées et décomposées en leurs composants de base (acides aminés, sucres simples…), qui sont recyclées pour fabriquer de nouvelles molécules. Ces dégradations se font en majorité dans des organites spécialisés remplis d’enzymes, tels les lysosomes et les peroxysomes.

4.1.

3

Production d’énergie

L’énergie nécessaire aux activités de synthèses cellulaires est essentiellement fournie par les mitochondries grâce au phénomène de la respiration cellulaire, qui consiste en l’oxydation de molécules organiques. La chaîne de respiration fournit de l’ATP, molécule hautement énergétique intervenant dans la plupart des réactions de synthèse. L’origine des molécules organiques, qui sont la source première fournissant cette énergie, permet de distinguer deux grands types de cellules et d’organismes :

— les autotrophes fabriquent elles-mêmes leurs molécules organiques en utilisant l’énergie lumineuse ou chimique de leur environnement ; les végétaux, notamment, convertissent l’énergie du soleil en énergie chimique grâce à la photosynthèse réalisée par les chloroplastes ;

— les hétérotrophes puisent les molécules organiques dans leur milieu (alimentation), principalement par absorption chez les champignons et par ingestion chez les animaux.

4.2

Transports membranaires

4.2.

1

Transport des ions et des molécules hydrosolubles

La membrane plasmique, présentant de part et d’autre les parties hydrophobes des phospholipides, est imperméable. Les ions et les molécules hydrosolubles ne peuvent donc la traverser. Pour assurer le transport de ces molécules, la membrane plasmique comprend deux types de protéines spécialisées : les canaux et les protéines porteuses. Les canaux sont des pores dont les « parois » sont des assemblages de protéines ; ils sont ouverts en permanence. Les protéines porteuses sont des protéines de transport qui se fixent à une molécule d’un côté de la membrane et la font passer de l’autre coté. Lorsqu’elles transportent des molécules dans le sens contraire à leur diffusion naturelle (sens contraire au gradient de concentration), le mécanisme nécessite de l’énergie sous forme d’ATP. Ces dispositifs permettent à la cellule de maintenir des concentrations, d'ions ou de petites molécules, différentes de celles du milieu environnant.

4.2.

2

Transport des macromolécules

Les macromolécules (protéines, glucides, lipides) sont trop grosses pour être prises en charge par les transporteurs de la membrane. Leur transport se fait par l’intermédiaire de vésicules membranaires : ce sont les phénomène d’exocytose (qui assure la sortie des macromolécules de la cellule) et d’endocytose (entrée des molécules).