Qu'est-ce qu'une organelle dans une cellule?

Le mot organelle signifie « petit organe ». Les organites sont cependant beaucoup plus petits que les organes végétaux ou animaux. Tout comme un organe remplit une fonction spécifique dans un organisme, comme un œil aide un poisson à voir ou une étamine aide une fleur à se reproduire, les organites ont chacun des fonctions spécifiques au sein des cellules. Les cellules sont des systèmes autonomes au sein de leurs organismes respectifs, et les organites qu'elles contiennent fonctionnent ensemble comme les composants d'une machine automatisée pour assurer le bon fonctionnement des choses. Lorsque les choses ne fonctionnent pas bien, il existe des organites responsables de l'autodestruction cellulaire, également appelée mort cellulaire programmée.

Beaucoup de choses flottent dans une cellule, et toutes ne sont pas des organites. Certains sont appelés inclusions, qui sont une catégorie pour des éléments tels que des produits cellulaires stockés ou des corps étrangers qui ont pénétré dans la cellule, comme des virus ou des débris. La plupart des organites, mais pas tous, sont entourés d'une membrane pour les protéger de la

TL; DR (trop long; n'a pas lu)

Les cellules sont les éléments constitutifs de tous les organismes vivants. Ce sont des systèmes autonomes au sein de leurs organismes respectifs, et les organites qu'ils contiennent fonctionnent ensemble comme les composants d'une machine automatisée pour que les choses fonctionnent correctement. Organelle signifie « petit organe ». Chaque organite a une fonction distincte. La plupart sont liés dans une ou deux membranes pour les séparer du cytoplasme qui remplit la cellule. Certains des organites les plus vitaux sont le noyau, le réticulum endoplasmique, l'appareil de Golgi, les lysosomes et les mitochondries, bien qu'il y en ait beaucoup plus.

En 1665, un philosophe anglais du nom de Robert Hooke a examiné au microscope de fines tranches de liège, ainsi que de la pulpe de bois de plusieurs espèces d'arbres et d'autres plantes. Il fut étonné de trouver des similitudes marquées entre des matériaux si différents, qui tous lui rappelaient un nid d'abeilles. Dans tous les échantillons, il a vu de nombreux pores adjacents, ou «un grand nombre de petites boîtes», qu'il a comparées aux pièces dans lesquelles vivaient les moines. Il les a inventés cellulae, qui traduit du latin, signifie petites pièces; en anglais moderne, ces pores sont connus des étudiants et des scientifiques en tant que cellules. Près de 200 ans après la découverte de Hooke, le botaniste écossais Robert Brown a observé une tache sombre dans les cellules d'orchidées vues au microscope. Il nomma cette partie de la cellule la noyau, le mot latin pour noyau.

Quelques années plus tard, le botaniste allemand Matthias Schleiden a rebaptisé le noyau le cytoblaste. Il a déclaré que le cytoblaste était la partie la plus importante de la cellule, car il croyait qu'il formait le reste des parties de la cellule. Il a émis l'hypothèse que le noyau - comme on l'appelle à nouveau aujourd'hui - était responsable de l'apparence variable des cellules dans différentes espèces de plantes et dans différentes parties d'une plante individuelle. En tant que botaniste, Schleiden a étudié exclusivement les plantes, mais lorsqu'il a collaboré avec le physiologiste allemand Theodor Schwann, ses idées sur le noyau se révéleraient vraies pour les cellules animales et d'autres espèces comme bien. Ils ont développé conjointement une théorie cellulaire, qui cherchait à décrire les caractéristiques universelles de toutes les cellules, quel que soit le système organique de l'animal, le champignon ou le fruit comestible dans lequel elles se trouvaient.

Contrairement à Schleiden, Schwann a étudié les tissus animaux. Il s'était efforcé de trouver une théorie unificatrice qui expliquait les variations dans toutes les cellules des êtres vivants; comme tant d'autres scientifiques de l'époque, il cherchait une théorie qui englobe les différences dans tous les de nombreux types de cellules qu'il examinait au microscope, mais qui permettait toujours de les compter toutes comme cellules. Les cellules animales se présentent sous de nombreuses structures. Il ne pouvait pas être sûr que toutes les « petites pièces » qu'il voyait sous le microscope étaient même des cellules, sans une théorie cellulaire appropriée. En entendant parler des théories de Schleiden selon lesquelles le noyau (cytoblaste) était le lieu de formation des cellules, il avait l'impression d'avoir la clé d'une théorie cellulaire qui expliquait les cellules animales et autres cellules vivantes. Ensemble, ils ont proposé une théorie cellulaire avec les principes suivants :

• Cellules sont les éléments constitutifs de tous les organismes vivants.
  
• Peu importe à quel point les espèces individuelles sont différentes, elles se développent toutes par la formation de cellules.
  
• Comme Schwann c'est noté, « Chaque cellule est, dans certaines limites, un individu, un tout indépendant. Les phénomènes vitaux de l'un se répètent, en tout ou en partie, dans tous les autres.
  
• Toutes les cellules se développent de la même manière et sont donc toutes identiques, quelle que soit leur apparence.
  

S'appuyant sur la théorie cellulaire de Schleiden et Schwann, un grand nombre de scientifiques ont contribué à des découvertes - dont beaucoup ont été faites au microscope - et à des théories sur ce qui se passait à l'intérieur des cellules. Au cours des décennies suivantes, leur théorie cellulaire a été débattue et d'autres théories ont été avancées. À ce jour, cependant, une grande partie de ce que les deux scientifiques allemands ont avancé dans les années 1830 est considérée comme exacte dans les domaines biologiques. Dans les années suivantes, la microscopie a permis de découvrir plus de détails sur l'intérieur des cellules. Un autre botaniste allemand nommé Hugo von Mohl a découvert que le noyau n'était pas fixé à l'intérieur du paroi cellulaire de la plante, mais flottait à l'intérieur de la cellule, maintenu en l'air par une substance gélatineuse semi-visqueuse. Il appela cette substance protoplasme. Lui et d'autres scientifiques ont noté que le protoplasme contenait de petits objets suspendus à l'intérieur. Une période de grand intérêt pour le protoplasme, qui a été appelé cytoplasme, a commencé. Avec le temps, en utilisant des méthodes améliorées de microscopie, les scientifiques énuméreraient les organites de la cellule et leurs fonctions.

Le plus gros organite d'une cellule est le noyau. Comme Matthias Schleiden l'a découvert au début du XIXe siècle, le noyau est le centre des opérations cellulaires. Acide nucléique désoxyribose, mieux connu sous le nom de dacide eoxyribonucléique ou ADN, détient l'information génétique de l'organisme et est transcrit et stocké dans le noyau. Le noyau est aussi le lieu de la division cellulaire, c'est ainsi que se forment de nouvelles cellules. Le noyau est séparé du cytoplasme environnant qui remplit la cellule par une enveloppe nucléaire. Il s'agit d'une double membrane qui est périodiquement interrompue par des pores à travers lesquels les gènes qui ont été transcrits en brins d'acide ribonucléique, ou ARN – qui devient ARN messager, ou ARNm – passe à d'autres organites appelés réticulum endoplasmique en dehors du noyau. La membrane externe de la membrane nucléaire est reliée à la membrane qui entoure la membrane endoplasmique, ce qui facilite le transfert des gènes. C'est le système endomembranaire, et il comprend également le Appareil de Golgi,lysosomes, vacuoles, les vésicules et le membrane cellulaire. La membrane interne de l'enveloppe nucléaire fait le travail principal de protection du noyau.

le réticulum endoplasmique est un réseau de canaux s'étendant du noyau, et qui est enfermé dans une membrane. Les canaux sont appelés citernes. Il existe deux types de réticulum endoplasmique: le réticulum endoplasmique rugueux et lisse. Ils sont connectés et font partie du même réseau, mais les deux types de réticulum endoplasmique ont des fonctions différentes. Les citernes du réticulum endoplasmique lisse sont des tubules arrondis avec de nombreuses branches. Le réticulum endoplasmique lisse synthétise lipides, en particulier les stéroïdes. Il aide également à décomposer les stéroïdes et les glucides, et il détoxifie l'alcool et les autres drogues qui pénètrent dans la cellule. Il contient également des protéines qui déplacent les ions calcium dans les citernes, permettant la douceur endoplasmique réticulum pour servir de lieu de stockage des ions calcium et de régulateur de leurs concentrations.

Le réticulum endoplasmique rugueux est relié à la membrane externe de la membrane nucléaire. Ses citernes ne sont pas des tubules, mais des sacs aplatis parsemés de petits organites appelés ribosomes, d'où son appellation de « rugueux ». Les ribosomes ne sont pas enfermés dans des membranes. Le réticulum endoplasmique rugueux synthétise des protéines qui sont envoyées à l'extérieur de la cellule ou emballées à l'intérieur d'autres organites à l'intérieur de la cellule. Les ribosomes qui reposent sur le réticulum endoplasmique rugueux lisent l'information génétique codée dans l'ARNm. Les ribosomes utilisent ensuite ces informations pour construire des protéines à partir d'acides aminés. La transcription de l'ADN en ARN en protéine est connue en biologie sous le nom de « le dogme central ». Le réticulum endoplasmique rugueux rend également le protéines et phospholipides qui forment le membrane plasmique de la cellule.

le Complexe de Golgi, également connu sous le nom de corps de Golgi ou appareil de Golgi, est un autre réseau de citernes et, comme le noyau et le réticulum endoplasmique, il est enfermé dans une membrane. Le travail de l'organite est de traiter les protéines qui ont été synthétisées dans le réticulum endoplasmique et de les distribuer dans d'autres parties de la cellule, ou de les préparer à être exportées à l'extérieur de la cellule. Il contribue également au transport des lipides autour de la cellule. Lorsqu'il traite les matériaux à transporter, il les emballe dans ce qu'on appelle une vésicule de Golgi. Le matériau est lié dans une membrane et envoyé le long des microtubules du cytosquelette de la cellule, afin qu'il puisse voyager jusqu'à sa destination à travers le cytoplasme. Certaines des vésicules de Golgi quittent la cellule et d'autres stockent une protéine à libérer plus tard. D'autres deviennent des lysosomes, qui sont un autre type d'organite.

Lysosomes sont une vésicule ronde et membranaire créée par l'appareil de Golgi. Ils sont remplis d'enzymes qui décomposent un certain nombre de molécules, telles que les glucides complexes, les acides aminés et les phospholipides. Les lysosomes font partie du système endomembranaire comme l'appareil de Golgi et le réticulum endoplasmique. Lorsqu'une cellule n'a plus besoin d'un certain organite, un lysosome le digère dans un processus appelé autophagie. Lorsqu'une cellule fonctionne mal ou n'est plus nécessaire pour une autre raison, elle s'engage dans une mort cellulaire programmée, un phénomène également connu sous le nom d'apoptose. La cellule se digère au moyen de son propre lysosome, dans un processus appelé autolyse.

Un organite similaire au lysosome est le protéasome, qui est également utilisé pour décomposer les matériaux cellulaires inutiles. Lorsque la cellule a besoin d'une réduction rapide de la concentration d'une certaine protéine, elle peut marquer la protéine molécules avec un signal en leur attachant de l'ubiquitine, qui les enverra au protéasome pour être digéré. Un autre organite de ce groupe est appelé un peroxysome. Les peroxysomes ne sont pas fabriqués dans l'appareil de Golgi comme le sont les lysosomes, mais dans le réticulum endoplasmique. Leur fonction principale est de détoxifier les drogues nocives telles que l'alcool et les toxines qui circulent dans le sang.

Mitochondries, dont le singulier est la mitochondrie, sont des organites responsables de l'utilisation de molécules organiques pour synthétiser l'adénosine triphosphate, ou ATP, qui est la source d'énergie de la cellule. Pour cette raison, la mitochondrie est largement connue comme la « centrale » de la cellule. Les mitochondries se déplacent continuellement entre une forme filiforme et une forme sphéroïdale. Ils sont entourés d'une double membrane. La membrane interne a de nombreux plis, de sorte qu'elle ressemble à un labyrinthe. Les plis sont appelés crêtes, dont le singulier est crête, et l'espace entre eux est appelé matrice. La matrice contient des enzymes que les mitochondries utilisent pour synthétiser l'ATP, ainsi que des ribosomes, comme ceux qui parsèment la surface du réticulum endoplasmique rugueux. La matrice contient également de petites molécules rondes d'ADNmt, abréviation d'ADN mitochondrial.

Contrairement aux autres organites, les mitochondries ont leur propre ADN qui est séparé et différent de l'ADN de l'organisme, qui se trouve dans le noyau de chaque cellule (ADN nucléaire). Dans les années 1960, une scientifique évolutionniste nommée Lynn Margulis a proposé une théorie de l'endosymbiose, qui est encore aujourd'hui communément admise pour expliquer l'ADNmt. Elle croyait que les mitochondries évoluaient à partir de bactéries qui vivaient dans une relation symbiotique à l'intérieur des cellules d'une espèce hôte il y a environ 2 milliards d'années. Finalement, le résultat fut la mitochondrie, non pas comme sa propre espèce, mais comme un organite avec son propre ADN. L'ADN mitochondrial est hérité de la mère et mute plus rapidement que l'ADN nucléaire.