Dans les cellules procaryotes telles que les bactéries, le matériel génétique de l'organisme, ou ADN (acide désoxyribonucléique), « flotte » dans le cytoplasme de la cellule, séparé du monde extérieur uniquement par la barrière extérieure de la cellule elle-même. Dans les cellules des eucaryotes comme vous, l'ADN est enfermé dans un noyau lié à la membrane, offrant une deuxième couche de protection et une meilleure concentration de la fonctionnalité.
Enfermer le matériel génétique de la cellule dans une double membrane plasmique protectrice est un exemple de compartimentation. Cette des cellules eucaryotes peuvent si facilement invoquer cela dans leur architecture cellulaire est la principale adaptation structurelle qui a permis aux eucaryotes de dépasser de loin les procaryotes en taille et en diversité globale.
Procaryote vs. Des cellules eucaryotes
Toutes les cellules ont quatre éléments de base: un membrane cellulaire dehors, cytoplasme remplir la plupart de l'intérieur, ribosomes pour synthétiser des protéines et du matériel génétique sous forme d'ADN. Les procaryotes n'ont généralement guère plus que cela, et tous, sauf quelques-uns, ne sont constitués que d'une seule de ces cellules simples. Le peu d'ADN qu'ils ont se trouve dans un amas lâche dans le cytoplasme.
Les cellules eucaryotes (c'est-à-dire celles des animaux, des plantes, des protistes et des champignons) ont toutes les inclusions ci-dessus, puis certaines. Surtout, ils contiennent des organites liés à la membrane qui remplissent des fonctions vitales et répétitives, telles que la décomposition complète des molécules de glucides.
Les cellules eucaryotes peuvent différer considérablement les unes des autres à la fois au sein et entre les organismes et les espèces. Tous les eucaryotes, par exemple, ont mitochondries, mais à quelques exceptions près, seules les cellules végétales ont chloroplastes.
Pourquoi l'ADN dans un noyau ?
Si on vous demandait d'expliquer les avantages de la compartimentation dans les cellules eucaryotes, vous auriez une tâche facile si vous disposiez de connaissances de base sur l'anatomie et la physiologie cellulaires en général.
La « biologie de la compartimentation » est une avancée évolutive qui a permis aux cellules de devenir de petites machines spécialisées (et dans certains cas des organismes entiers).
Les cellules eucaryotes ont membranaires organites pour effectuer la digestion, extraire l'énergie des aliments et déplacer les protéines nouvellement synthétisées d'un endroit à l'autre. En l'absence de tout cela, leurs homologues procaryotes ne peuvent atteindre qu'une certaine taille et, dans la plupart des cas, n'ont pas dépassé le stade d'une seule cellule globale.
La taille massive du génome eucaryote, reflétée dans sa grande quantité d'ADN, nécessite qu'il soit emballé très étroitement juste pour s'intégrer dans une cellule. Ayant ainsi un noyau renforce considérablement cet aspect de la construction des cellules eucaryotes.
Membranaires organites
Certains des organites liés à la membrane les plus importants dans les cellules eucaryotes sont:
Mitochondries. Celles-ci sont souvent appelées les « centrales électriques » des cellules, car c'est ici que se produisent les réactions de la respiration aérobie. Ces réactions sont responsables de la quantité écrasante de "création" d'énergie chez les eucaryotes.
Chloroplastes. Présent dans les cellules végétales, chloroplastes utiliser la puissance de la lumière du soleil pour fabriquer des sucres à partir de dioxyde de carbone dans l'environnement.
Lysosomes. Ce sont "l'équipe de nettoyage" des cellules (voir ci-dessous).
Réticulum endoplasmique. Cette « autoroute » membraneuse déplace les protéines nouvellement fabriquées des ribosomes vers les Corps de Golgi et ailleurs.
corps de Golgi. Ces « sacs » déplacent les protéines dans la cellule entre les réticulum endoplasmique et leur destination ultime.
Lysosomes et digestion
Les lysosomes portent enzymes digestives capable de décomposer les déchets cellulaires, mais aussi les composants sains des cellules. Ainsi, lorsque ces enzymes sont fabriquées au niveau des ribosomes, elles doivent être déplacées vers leurs foyers éventuels dans les lysosomes sans endommager quoi que ce soit en cours de route.
Ces enzymes sont transportées dans la cellule presque de la même manière que les HAZMAT (déchets dangereux) sont transportés le long des autoroutes et des chemins de fer américains: portant des étiquettes spéciales et avec le plus grand soin. Une fois dans l'environnement très acide des lysosomes, ces hydrolase acide les enzymes fonctionnent très efficacement.
Trois exemples de digestion intracellulaire par les lysosomes :
- Glucides, lipides, acides nucléiques et protéines
- Les organites "morts" et leurs composants
- Bactéries et autres substances provenant de l'extérieur de la cellule