Structure cellulaire d'un animal

Les cellules sont les éléments fondamentaux et irréductibles de la vie sur Terre. Certains êtres vivants, comme les bactéries, ne sont constitués que d'une seule cellule; les animaux comme vous comprennent des milliards. Les cellules sont elles-mêmes microscopiques, mais la plupart d'entre elles contiennent un nombre impressionnant de composants encore plus petits. que tous contribuent à la mission fondamentale de garder la cellule - et par extension, l'organisme parent - vivant. Les cellules animales font généralement partie de formes de vie plus complexes que les cellules bactériennes ou végétales; en conséquence, les cellules animales sont plus compliquées et élaborées que leurs homologues dans les mondes microbien et botanique.

La façon la plus simple de penser à une cellule animale est peut-être un centre de distribution ou un grand entrepôt très fréquenté. Une considération importante à garder à l'esprit, qui décrit souvent le monde en général mais qui s'applique de manière exquise à la biologie en particulier, est « la forme correspond à la fonction ». C'est le La raison pour laquelle les parties d'une cellule animale, ainsi que la cellule dans son ensemble, sont structurées comme elles le sont est très étroitement liée aux tâches que ces parties - appelées "organites" - sont chargées de remplir effectuer.

Les êtres vivants peuvent être divisés en procaryote organismes, qui sont unicellulaires et comprennent:

• les plantes
  
• animaux
  
• champignons

Les cellules des eucaryotes comprennent une membrane autour du matériel génétique, créant un noyau; les procaryotes n'ont pas une telle membrane. De plus, le cytoplasme des procaryotes ne contient pas d'organites, dont les cellules eucaryotes se vantent en abondance.

le membrane cellulaire, également appelée membrane plasmique, forme la limite externe des cellules animales. (Les cellules végétales ont des parois cellulaires directement à l'extérieur de la membrane cellulaire pour une protection et une fermeté supplémentaires.) La membrane est plus qu'une simple barrière physique ou un entrepôt pour les organites et l'ADN; au lieu de cela, il est dynamique, avec des canaux hautement sélectifs qui régulent soigneusement l'entrée et la sortie des molécules vers et depuis la cellule.

La membrane cellulaire est constituée d'un bicouche phospholipidique, ou bicouche lipidique. Cette bicouche se compose essentiellement de deux « feuillets » différents de molécules de phospholipides, le lipide parties des molécules dans différentes couches se touchant et les parties de phosphate pointant en face directions. Pour comprendre pourquoi cela se produit, considérez séparément les propriétés électrochimiques des lipides et des phosphates. Les phosphates sont des molécules polaires, ce qui signifie que leurs charges électrochimiques sont réparties de manière inégale à travers la molécule. Eau (H₂O) est également polaire et les substances polaires ont tendance à se mélanger, de sorte que les phosphates font partie des substances étiquetées hydrophiles (c'est-à-dire attirées par l'eau).

La partie lipidique d'un phospholipide contient deux acides gras, qui sont de longues chaînes d'hydrocarbures avec des types spécifiques de liaisons qui laissent la molécule entière sans gradient de charge. En fait, les lipides sont par définition non polaires. Parce qu'elles réagissent à l'opposé de la façon dont les molécules polaires le font en présence d'eau, elles sont dites hydrophobes. Vous pourriez donc penser à une molécule de phospholipide entière comme « semblable à un calmar », avec la partie phosphate servant de tête et de corps et le lipide comme une paire de tentacules. De plus, imaginez deux grandes "feuilles" de calmars, rassemblés avec leurs tentacules mêlés et leurs têtes dirigées dans des directions opposées.

Les membranes cellulaires permettent à certaines substances d'aller et de venir. Cela se produit de plusieurs manières, y compris la diffusion, la diffusion facilitée, l'osmose et le transport actif. Certains organites, tels que les mitochondries, ont leurs propres membranes internes constituées des mêmes matériaux que la membrane plasmique elle-même.

le noyau est, en effet, le centre de contrôle et de commande de la cellule animale. Il contient l'ADN, qui chez la plupart des animaux est organisé en chromosomes séparés (vous en avez 23 paires) qui sont divisés en petites portions appelées gènes. Les gènes sont simplement des longueurs d'ADN qui contiennent le code d'un produit protéique particulier, que l'ADN livre à la machinerie d'assemblage de protéines de la cellule par l'intermédiaire de la molécule d'ARN (acide ribonucléique).

Le noyau comprend différentes parties. À l'examen microscopique, une tache sombre appelée nucléole apparaît au milieu du noyau; le nucléole est impliqué dans la fabrication des ribosomes. Le noyau est entouré d'une membrane nucléaire, une double postérieure analogue à la membrane cellulaire. Cette doublure, également appelée enveloppe nucléaire, contient des protéines filamenteuses attachées à la couche interne qui s'étendent vers l'intérieur et aident à maintenir l'ADN organisé et en place.

Au cours de la reproduction et de la division cellulaires, le clivage du noyau lui-même en deux noyaux filles est appelé cytokinèse. La séparation du noyau du reste de la cellule est utile pour maintenir l'ADN isolé des autres activités cellulaires, minimisant ainsi les risques qu'il soit endommagé. Cela permet également un contrôle exquis de l'environnement cellulaire immédiat, qui peut être distinct du cytoplasme de la cellule dans son ensemble.

Ces organites, que l'on trouve également dans les cellules non animales, sont responsables de la synthèse des protéines, qui se produit dans le cytoplasme. La synthèse des protéines est déclenchée lorsque l'ADN dans le noyau subit un processus appelé transcription, qui est le fabrication d'ARN avec un code chimique correspondant à la bande d'ADN exacte à partir de laquelle il est fabriqué (ARN messager ou ARNm). L'ADN et l'ARN sont tous deux constitués de monomères (unités répétitives simples) de nucléotides, qui contiennent un sucre, un groupe phosphate et une partie appelée base azotée. L'ADN comprend quatre de ces bases différentes (adénine, guanine, cytosine et thymine), et la séquence de celles-ci dans une longue bande d'ADN est le code du produit finalement synthétisé sur les ribosomes.

Lorsque l'ARNm nouvellement fabriqué se déplace du noyau vers les ribosomes dans le cytoplasme, la synthèse des protéines peut commencer. Les ribosomes eux-mêmes sont constitués d'une sorte d'ARN appelé ARN ribosomique (ARNr). Les ribosomes sont constitués de deux sous-unités protéiques, l'une environ 50 % plus massive que l'autre. L'ARNm se lie à un site particulier sur le ribosome, et les longueurs de la molécule trois bases à la fois sont "lues" et utilisé pour fabriquer l'un des 20 types différents d'acides aminés, qui sont les éléments de base de protéines. Ces acides aminés sont transportés vers les ribosomes par un troisième type d'ARN, appelé ARN de transfert (ARNt).

Mitochondries sont des organites fascinantes qui jouent un rôle particulièrement important dans le métabolisme des animaux et des eucaryotes dans leur ensemble. Ils sont, comme le noyau, entourés d'une double membrane. Ils ont une fonction de base: fournir autant d'énergie que possible en utilisant des sources de carburant glucidique dans des conditions de disponibilité adéquate en oxygène.

La première étape du métabolisme des cellules animales est la décomposition du glucose entrant dans la cellule en une substance appelée pyruvate. C'est appelé glycolyse et se produit que l'oxygène soit présent ou non. Lorsqu'il n'y a pas suffisamment d'oxygène, le pyruvate subit une fermentation pour devenir du lactate, ce qui fournit une bouffée d'énergie cellulaire à court terme. Sinon, le pyruvate pénètre dans les mitochondries et subit une respiration aérobie.

La respiration aérobie comprend deux processus avec leurs propres étapes. Le premier a lieu dans la matrice mitochondriale (semblable au cytoplasme de la cellule) et est appelé cycle de Krebs, cycle de l'acide tricarboxylique (TCA) ou cycle de l'acide citrique. Ce cycle génère des porteurs d'électrons à haute énergie pour le processus suivant, la chaîne de transport d'électrons. Les réactions en chaîne de transport d'électrons se produisent sur la membrane mitochondriale, plutôt que dans la matrice où opère le cycle de Krebs. Cette séparation physique des tâches, bien qu'elle ne soit pas toujours la plus efficace de l'extérieur, permet d'assurer un minimum d'erreurs par les enzymes dans les voies respiratoires, juste car le fait d'avoir différentes sections d'un grand magasin minimise les chances que vous vous retrouviez avec le mauvais achat, même si vous devez vous promener dans le magasin de manière assez éloignée pour vous y rendre il.

Parce que le métabolisme aérobie fournit beaucoup plus d'énergie sous forme d'ATP (adénosine triphosphate) par molécule de glucose que la fermentation, c'est toujours la voie "préférée" et le triomphe de évolution.

On pense que les mitochondries ont été des organismes procaryotes autonomes à une époque, il y a des millions et des millions d'années, avant d'être incorporées dans ce qu'on appelle maintenant les cellules eucaryotes. C'est ce qu'on appelle la théorie des endosymbiotes, qui explique en grande partie de nombreuses caractéristiques des mitochondries qui, autrement, pourraient être insaisissables aux biologistes moléculaires. Que les eucaryotes semblent en effet avoir détourné tout un producteur d'énergie, plutôt que d'avoir à évoluer de composants plus petits, est peut-être le principal facteur permettant aux animaux et autres eucaryotes de prospérer aussi longtemps que ils ont.

Appareil de Golgi : Aussi appelés corps de Golgi, les Appareil de Golgi est un centre de traitement, de conditionnement et de tri de protéines et de lipides fabriqués ailleurs dans la cellule. Ceux-ci ont généralement un aspect "pile de crêpes". Ce sont des vésicules, ou de petits sacs liés à la membrane, qui se détachent des bords extérieurs des disques dans les corps de Golgi lorsque leur contenu est prêt à être livré à d'autres parties de la cellule. Il est utile d'envisager les corps de Golgi comme des bureaux de poste ou des centres de tri et de distribution du courrier, avec chaque vésicule se détacher du "bâtiment" principal et former une capsule fermée ressemblant à un camion de livraison ou voiture de chemin de fer.

Les corps de Golgi produisent des lysosomes, qui contiennent des enzymes puissantes qui peuvent dégrader les composants cellulaires anciens et usés ou des molécules parasites qui ne devraient pas être dans la cellule.

Réticulum endoplasmique : le réticulum endoplasmique (ER) est une collection de tubes sécants et de vésicules aplaties. Ce réseau commence au noyau et s'étend tout au long du cytoplasme jusqu'à la membrane cellulaire. Ceux-ci sont utilisés, comme vous l'avez peut-être déjà compris d'après leur position et leur structure, pour transporter des substances d'une partie de la cellule à l'autre; plus précisément, ils servent de conduit dans lequel ce transport peut avoir lieu.

Il existe deux types de RE, qui se distinguent selon qu'ils ont des ribosomes attachés ou non. Le RE rugueux est constitué de vésicules empilées auxquelles de nombreux ribosomes sont attachés. Dans le RE rugueux, les groupes oligosaccharides (sucres relativement courts) sont attachés à de petites protéines lors de leur passage en route vers d'autres organites ou vésicules sécrétoires. L'ER lisse, en revanche, n'a pas de ribosomes. Le RE lisse donne naissance à des vésicules transportant des protéines et des lipides, et il est également capable d'engloutir et d'inactiver produits chimiques nocifs, remplissant ainsi une sorte de fonction d'exterminateur-femme de ménage-sécurité en plus d'être un moyen de transport conduit.