Le rôle des organites

Une cellule du pancréas qui fabrique des enzymes digestives est remplie de ribosomes, car chaque enzyme est une protéine fabriquée sur l'un d'eux.

Suivre une protéine

Le plus simple pour apprendre les organites est de suivre un seul produit à travers la cellule. Imagine qu'une cellule de ton pancréas fabrique une enzyme digestive qui sera envoyée dans l'intestin. Les instructions partent du noyau, le plus gros organite, où est conservé l'ADN. Une copie d'un gène est faite sous forme d'ARN messager, qui quitte le noyau par les pores de l'enveloppe nucléaire, une double membrane qui entoure le noyau.

À l'intérieur du noyau se trouve une zone plus sombre, le nucléole. Il ne fabrique pas lui-même de protéines. Il assemble l'ARN ribosomique et des protéines pour former les deux moitiés des ribosomes, qui sortent ensuite par les mêmes pores. Les ribosomes lisent l'ARN messager et relient les acides aminés dans l'ordre qu'il indique. Certains ribosomes flottent librement dans le cytosol et fabriquent des protéines qui y restent. D'autres sont fixés à l'extérieur du réticulum endoplasmique rugueux.

Le RE rugueux et le Golgi

Le RE rugueux est un ensemble de feuillets de membrane repliés, reliés à l'enveloppe nucléaire. Les ribosomes à sa surface lui donnent un aspect granuleux au microscope électronique, d'où son nom. Une protéine destinée à l'exportation entre à l'intérieur du RE pendant sa fabrication. Elle y est repliée et peut recevoir des chaînes latérales, comme des sucres. Les cellules qui exportent beaucoup de protéines, comme les cellules du foie, ont beaucoup de RE rugueux. Le RE lisse est relié au RE rugueux mais a peu ou pas de ribosomes. Il fabrique des lipides et des hormones stéroïdes, dégrade certains médicaments et poisons et stocke les ions calcium. Dans les cellules musculaires, un RE lisse particulier libère le calcium qui déclenche chaque contraction.

La protéine quitte ensuite le RE dans une petite bulle de membrane, une vésicule de transport, et rejoint l'appareil de Golgi, un empilement de sacs aplatis. Les vésicules arrivent par le côté tourné vers le RE, la face cis. Pendant que la protéine traverse l'empilement, d'autres sucres lui sont ajoutés et elle reçoit de petites étiquettes chimiques qui servent d'adresse de livraison. De l'autre côté, la face trans, elle est emballée dans une vésicule de sécrétion. Cette vésicule fusionne avec la membrane plasmique et libère l'enzyme à l'extérieur. Les cellules des glandes salivaires et les cellules immunitaires qui fabriquent des anticorps, qui sécrètent beaucoup, ont un grand Golgi. Dans les cellules végétales, le Golgi fabrique aussi une partie des polysaccharides de la paroi. Appuie sur Lecture dans le modèle pour voir les vésicules aller du Golgi à la membrane.

Recyclage et énergie

Les lysosomes sont de petits sacs remplis d'enzymes digestives. Ces enzymes fonctionnent mieux en milieu acide, et l'intérieur d'un lysosome est plus acide que le cytoplasme : les enzymes ne peuvent donc pas faire de dégâts ailleurs. Les lysosomes dégradent les protéines, les sucres, les graisses, les acides nucléiques et les organites usés. Dans un globule blanc appelé macrophage, la membrane se replie autour d'une bactérie, se referme en vésicule, puis un lysosome fusionne avec elle et digère le microbe.

Tout ce travail demande de l'énergie. Les mitochondries fabriquent la plus grande partie de l'ATP de la cellule par la respiration cellulaire, qui consomme du dioxygène et rejette du dioxyde de carbone. Le dioxyde de carbone que tu expires vient de ces réactions. Chaque mitochondrie a deux membranes. La membrane interne se replie en crêtes, qui offrent plus de surface pour fabriquer l'ATP. Coupe une mitochondrie dans le modèle et tu verras les replis. Les cellules musculaires, qui consomment beaucoup d'énergie, sont remplies de mitochondries. Les mitochondries et les chloroplastes possèdent aussi leur propre ADN et leurs propres ribosomes, un indice de leur histoire que l'on retrouvera dans le chapitre suivant.

Les biologistes résument souvent cela ainsi : la forme suit la fonction. Les parties d'une cellule correspondent à son travail. Une cellule du pancréas est remplie de ribosomes et de RE rugueux, une cellule musculaire est remplie de mitochondries, et une cellule qui tapisse l'intestin grêle a une membrane repliée en minuscules doigts appelés microvillosités, qui augmentent la surface d'absorption des aliments.