Les éléments constitutif d’une cellule

a) La membrane plasmique

La membrane plasmique délimite le cytoplasme d’une cellule, c’est une sorte de frontière entre le cytoplasme et l’environnement extracellulaire où peuvent avoir lieu des échanges entre le milieu intra et extracellulaire et qui permet à la cellule d’interagir avec son environnement.
Ses caractéristiques sont les suivantes :

• Elle est constituée d’une bicouche lipidique amphiphile qui assure la stabilité de la membrane

• Contient un stérol, le cholestérol, qui a un rôle structural

• Contient des protéines et/ou des glycoprotéines insérées dans la bicouche qui interviennent dans de nombreux processus (transport, récepteur, enzyme, adhérence…)

• Une organisation asymétrique entre les deux feuillets liée à la composition en phospholipide, la nature des protéines insérées, la présence ou non de glucide, liens avec le cytosquelette…

• Une composition chimique hétérogène qui varie d’un type cellulaire à un autre ou bien entre deux régions différentes au sein de la cellule

Schéma simplifié d’une membrane plasmique fonctionnelle
Source : Reproduit à partir des « Notions de base, La cellule », du site internet Minute Cellule
https://minutecellule.wixsite.com/biologiedesynthese/notions-de-base ©

On peut voir ici la bicouche lipidique composée d’une tête hydrophile (attire les molécules d’eau) et une queue hydrophobe (repousse les molécules d’eau). Le milieu extra et intra cellulaire étant aqueux (qui contient de l’eau), les lipides vont s’organiser afin de présenter les têtes vers le milieu aqueux et protéger les queues.

b) Le cytosquelette

Le cytosquelette est composé de filaments protéiques et :

• Regroupe un ensemble de polymères fibreux et des protéines associées.

• Joue le rôle d’un véritable « squelette cellulaire » en déterminant la forme des cellules.

• Joue le rôle d’une musculature cellulaire, responsable des mouvements des cellules elles-mêmes ou des composants cellulaires à l’intérieur des cellules.

c)  Les ribosomes

Ce sont des complexes moléculaires formés de protéines et d’ARN. Chaque ribosome est constitué de deux sous-unités et fonctionne comme une chaîne d’assemblage réalisant la biosynthèse des protéines à partir d’acide aminé.

d) Le réticulum endoplasmique

C’est un ensemble de canalicule et de vésicule qui constitue un réseau très développé dans les cellules eucaryotes. Il est en continuité avec l’enveloppe nucléaire qui fait partie d’un RE.
On peut distinguer deux types de RE :

• Le réticulum endoplasmique rugueux ou granuleux (REG OU RER) se nomme ainsi car on y trouve des ribosomes qui ont pour rôle la synthèse et la translocation des protéines sécrétées, membranaires et résidentes des vésicules. Il permet également la conformation spatiale des protéines et des contrôles qualité avant leur export vers l’appareil de Golgi.

• Le réticulum endoplasmique lisse (REL) dépourvu de ribosome qui a pour fonction la synthèse des phospholipides membranaires, la synthèse de cholestérol et des hormones stéroïdiennes, le stockage et la libération du calcium.

e) L’appareil de Golgi

L’appareil de golgi est localisé entre le RE et la membrane plasmique et est composé de sacs aplatis. Il est l’intermédiaire entre la maturation et la sécrétion des protéines élaborées dans le réticulum et il régule le transport vésiculaire. Très schématiquement, l’AG reçoit les protéines en provenance du RE, les modifie, les trie puis les exporte vers d’autres compartiments (membrane plasmique, endosome, lysosome…) ou vers le milieu extracellulaire.

f) Lysosomes et peroxysomes

Les lysosomes contiennent des hydrolases acides, qui sont des enzymes digestives. Ces organites ont donc pour rôle de dégrader les éléments cellulaires endommagés ou inutilisés, mais également les particules alimentaires, les virus et les bactéries phagocytés.
Les peroxysomes contiennent des enzymes oxydantes qui vont permettre la détoxification de la cellule. Chez les végétaux chlorophylliens, ils vont intervenir lors de la photorespiration. 

g) Mitochondrie et chloroplaste

La mitochondrie est délimitée par deux membranes : la membrane interne présente des plis appelés crêtes mitochondriales et le milieu intérieur de la mitochondrie est la matrice.
Les mitochondries sont présentes dans toutes les cellules animales et végétales et sont considérées comme les « centrales énergétiques » de la cellule.

Les chloroplastes sont des organites uniquement présents chez les végétaux chlorophylliens. Comme les mitochondries, ils sont délimités par une double membrane : l’intérieur est appelé stroma et contient des « pastilles » vertes. Il s’agit des thylakoïdes, dont la couleur est liée à la présence de chlorophylle, qui est un pigment capable de capter l’énergie lumineuse qui sera ensuite transformée par la cellule végétale. Ces deux organites ont pour fonction de produire de l’énergie, nécessaire pour assurer la survie de la cellule.
La mitochondrie permet :

• La respiration cellulaire en produisant de l’énergie métabolique sous forme d’ATP et du pouvoir réducteur de NADH et FADH2 à travers un ensemble de voie métabolique (Ce processus s’appelle la phosphorylation oxydative)

• Le déclenchement et la régulation de la mort cellulaire programmée : l’apoptose.

Au contraire des mitochondries qui vont transformer l’énergie reçue par la matière organique alimentaire (glucide, lipide, protide), les chloroplastes vont transformer l’énergie lumineuse (ce processus s’appelle la photosynthèse. )

h) Le noyau

Le noyau est le compartiment délimité par l’enveloppe nucléaire qui sépare le nucléoplasme et le cytoplasme. Il est le point de départ de l’expression génétique en étant le lieu de stockage du matériel génétique porté par l’ADN. La membrane nucléaire a pour rôle d’isoler et de protéger l’ADN des agents chimique susceptibles de l’endommager ou d’interférer avec ses fonctions biologiques.
L’ADN déroulé constitue la chromatine.
Dans une zone du noyau, la chromatine est plus dense et forme une « tâche » circulaire appelée nucléole.

i) Le cytoplasme

Le milieu intérieur de la cellule, la substance fondamentale du cytoplasme s’appelle le hyaloplasme (on parle également du cytosol ou cytogel, en fonction de son état, plus ou moins liquide ou visqueux.)

j) Les vésicules

Ce sont des sacs membranaires lipidiques qui vont permettre la pénétration de substance à l’intérieur de la cellule (endocytose) ou bien d’évacuer des produits de synthèse de la cellule vers l’extérieur (exocytose).