108 DeUXiÈMe partie La cellule
sépare du reste de la cellule. Comme l’indiquent leurs racines,
le terme eucaryote (du grec eu, « vrai », et karuon, « noyau »)
signifie « vrai noyau » et le terme procaryote (du grec pro,
« avant ») veut dire « prénoyau » – les cellules proca ryotes
ayant précédé les cellules eucaryotes dans l’évolution.
L’intérieur des deux types de cellules s’appelle cytoplasme ; pour les cellules eucaryotes, ce terme ne s’applique
qu’à la région située entre le noyau et la membrane plasmique. Le cytoplasme de la cellule eucaryote contient divers
organites spécialisés qui diffèrent par leurs formes et leurs
fonctions. Les cellules procaryotes sont dépourvues de la
plupart des structures séparées par des membranes qu’on
trouve dans les cellules eucaryotes. La présence ou l’absence
de noyau véritable n’est donc qu’une des nombreuses différences structurales entre les deux types de cellules.
En général, la cellule eucaryote est beaucoup plus imposante que la cellule procaryote (voir la figure 6.2). Or, comme
d’autres caractéristiques générales de la structure cellulaire,
la taille est liée à la fonction. Pour remplir ses fonctions
métaboliques, la cellule ne doit être ni trop petite ni trop
grande. Les plus petites cellules connues appartiennent au
domaine des Bactéries et se nomment mycoplasmes ; leur
diamètre mesure entre 0,1 et 1 µm. Il s’agit peut-être là du
volume minimal pouvant renfermer suffisamment d’ADN
pour programmer le métabolisme, et assez d’enzymes et
d’équipement cellulaire pour accomplir les activités nécessaires au maintien de la vie et à la reproduction. Les bactéries
mesurent généralement de 1 à 5 µm de diamètre ; elles sont
donc une dizaine de fois plus grosses que les mycoplasmes.
Les cellules eucaryotes, quant à elles, mesurent habituellement de 10 à 100 µm de diamètre.
Les exigences du métabolisme cellulaire imposent également une limite aux dimensions que peut atteindre la cellule, en raison de la vitesse à laquelle les molécules peuvent
se déplacer à l’intérieur de la cellule, mais surtout à cause
des échanges nécessaires entre la cellule et son milieu. La
membrane plasmique, qui délimite la périphérie de chaque
cellule, tient lieu de barrière sélective assurant le passage
d’une quantité suffisante d’oxygène, de nutriments et de
déchets pour desservir la totalité de la cellule (figure 6.6).
Toutefois, il y a des limites à la capacité d’une surface membranaire à laisser diffuser ou à faire passer une substance
donnée en un temps donné (disons un micromètre carré de
membrane par seconde). C’est pourquoi le rapport surface/
volume est crucial. Lorsqu’une cellule (ou tout autre objet)
grandit, son volume augmente davantage que sa surface.
(L’aire est proportionnelle au carré de la dimension linéaire,
tandis que le volume est proportionnel au cube de la dimension linéaire.) Par conséquent, plus un objet est petit, plus
le rapport surface/volume est élevé (figure 6.7).
Plus la surface de la membrane plasmique est grande par
rapport au volume de la cellule, plus les échanges satisfont
les besoins cellulaires, ce qui explique la taille microscopique
de la plupart des cellules et la forme allongée des autres,
comme les cellules nerveuses. Généralement, les cellules des
organismes les plus grands ne sont pas plus grandes que celles
des petits organismes, elles sont seulement plus nombreuses
(voir la figure 6.7). Un rapport surface/volume suffisamment
élevé est particulièrement important dans les cellules qui
échangent beaucoup de matières avec leur milieu, par exemple
0,1 Rm
(110 000 ϫ)
(a) Membrane plasmique (MET).
La membrane plasmique (ici celle d’un
globule rouge du sang) apparaît sous
la forme de deux bandes sombres
séparées par une bande claire.
Zone
hydrophobe
Chaînes glucidiques latérales
Protéines
Phosphoglycérolipide
Zone
hydrophile
Zone
hydrophile
(b) Structure de la membrane plasmique
Milieu
intracellulaire
Milieu extracellulaire
m Figure 6.6 La membrane plasmique. La membrane plasmique
et les membranes des organites de la cellule renferment diverses protéines
spécialisées incorporées dans une double couche de phosphoglycérolipides.
En raison de leurs propriétés hydrophiles et hydrophobes, ces molécules
contribuent à l’organisation des membranes cellulaires. En effet, les parties
hydrophobes – les queues des phosphoglycérolipides et les portions intérieures des protéines membranaires –, se regroupent pour constituer
l’intérieur de la membrane. Quant aux parties hydrophiles – la tête des
phosphoglycérolipides, les portions externes des protéines et les canaux
hydrophiles –, elles sont en contact avec la solution aqueuse. Des chaînes
glucidiques latérales peuvent être attachées à des protéines ou à
des lipides sur la surface externe de la membrane plasmique.
FAItes des lIens Consultez la figure 5.12 (p. 84) et décrivez les
propriétés permettant à un phosphoglycérolipide d’exercer un rôle majeur
dans la constitution de la membrane plasmique.
1
5
1
6
150
750
1
125
125
6
1,2
6
Volume total
(hauteur ϫ largeur ϫ longueur
ϫ nombre de cubes)
Rapport
surface/volume
(aire/volume)
L’aire augmente, alors que
le volume total reste constant.
Surface totale
(somme des aires de la surface
[hauteur ϫ largeur] de tous les
côtés ϫ nombre de cubes)
m Figure 6.7 La géométrie du rapport surface/volume. Dans ce
schéma, les cellules sont représentées par des cubes. À l’aide d’unités
de longueur arbitraires, on peut calculer leur surface (en unités carrées,
ou unités
2
), leur volume (en unités cubes, ou unités
3
) ainsi que leur rapport
surface/volume. Un rapport surface/volume élevé favorise les échanges
entre la cellule et son environnement.
sépare du reste de la cellule. Comme l’indiquent leurs racines,
le terme eucaryote (du grec eu, « vrai », et karuon, « noyau »)
signifie « vrai noyau » et le terme procaryote (du grec pro,
« avant ») veut dire « prénoyau » – les cellules proca ryotes
ayant précédé les cellules eucaryotes dans l’évolution.
L’intérieur des deux types de cellules s’appelle cytoplasme ; pour les cellules eucaryotes, ce terme ne s’applique
qu’à la région située entre le noyau et la membrane plasmique. Le cytoplasme de la cellule eucaryote contient divers
organites spécialisés qui diffèrent par leurs formes et leurs
fonctions. Les cellules procaryotes sont dépourvues de la
plupart des structures séparées par des membranes qu’on
trouve dans les cellules eucaryotes. La présence ou l’absence
de noyau véritable n’est donc qu’une des nombreuses différences structurales entre les deux types de cellules.
En général, la cellule eucaryote est beaucoup plus imposante que la cellule procaryote (voir la figure 6.2). Or, comme
d’autres caractéristiques générales de la structure cellulaire,
la taille est liée à la fonction. Pour remplir ses fonctions
métaboliques, la cellule ne doit être ni trop petite ni trop
grande. Les plus petites cellules connues appartiennent au
domaine des Bactéries et se nomment mycoplasmes ; leur
diamètre mesure entre 0,1 et 1 µm. Il s’agit peut-être là du
volume minimal pouvant renfermer suffisamment d’ADN
pour programmer le métabolisme, et assez d’enzymes et
d’équipement cellulaire pour accomplir les activités nécessaires au maintien de la vie et à la reproduction. Les bactéries
mesurent généralement de 1 à 5 µm de diamètre ; elles sont
donc une dizaine de fois plus grosses que les mycoplasmes.
Les cellules eucaryotes, quant à elles, mesurent habituellement de 10 à 100 µm de diamètre.
Les exigences du métabolisme cellulaire imposent également une limite aux dimensions que peut atteindre la cellule, en raison de la vitesse à laquelle les molécules peuvent
se déplacer à l’intérieur de la cellule, mais surtout à cause
des échanges nécessaires entre la cellule et son milieu. La
membrane plasmique, qui délimite la périphérie de chaque
cellule, tient lieu de barrière sélective assurant le passage
d’une quantité suffisante d’oxygène, de nutriments et de
déchets pour desservir la totalité de la cellule (figure 6.6).
Toutefois, il y a des limites à la capacité d’une surface membranaire à laisser diffuser ou à faire passer une substance
donnée en un temps donné (disons un micromètre carré de
membrane par seconde). C’est pourquoi le rapport surface/
volume est crucial. Lorsqu’une cellule (ou tout autre objet)
grandit, son volume augmente davantage que sa surface.
(L’aire est proportionnelle au carré de la dimension linéaire,
tandis que le volume est proportionnel au cube de la dimension linéaire.) Par conséquent, plus un objet est petit, plus
le rapport surface/volume est élevé (figure 6.7).
Plus la surface de la membrane plasmique est grande par
rapport au volume de la cellule, plus les échanges satisfont
les besoins cellulaires, ce qui explique la taille microscopique
de la plupart des cellules et la forme allongée des autres,
comme les cellules nerveuses. Généralement, les cellules des
organismes les plus grands ne sont pas plus grandes que celles
des petits organismes, elles sont seulement plus nombreuses
(voir la figure 6.7). Un rapport surface/volume suffisamment
élevé est particulièrement important dans les cellules qui
échangent beaucoup de matières avec leur milieu, par exemple
0,1 Rm
(110 000 ϫ)
(a) Membrane plasmique (MET).
La membrane plasmique (ici celle d’un
globule rouge du sang) apparaît sous
la forme de deux bandes sombres
séparées par une bande claire.
Zone
hydrophobe
Chaînes glucidiques latérales
Protéines
Phosphoglycérolipide
Zone
hydrophile
Zone
hydrophile
(b) Structure de la membrane plasmique
Milieu
intracellulaire
Milieu extracellulaire
m Figure 6.6 La membrane plasmique. La membrane plasmique
et les membranes des organites de la cellule renferment diverses protéines
spécialisées incorporées dans une double couche de phosphoglycérolipides.
En raison de leurs propriétés hydrophiles et hydrophobes, ces molécules
contribuent à l’organisation des membranes cellulaires. En effet, les parties
hydrophobes – les queues des phosphoglycérolipides et les portions intérieures des protéines membranaires –, se regroupent pour constituer
l’intérieur de la membrane. Quant aux parties hydrophiles – la tête des
phosphoglycérolipides, les portions externes des protéines et les canaux
hydrophiles –, elles sont en contact avec la solution aqueuse. Des chaînes
glucidiques latérales peuvent être attachées à des protéines ou à
des lipides sur la surface externe de la membrane plasmique.
FAItes des lIens Consultez la figure 5.12 (p. 84) et décrivez les
propriétés permettant à un phosphoglycérolipide d’exercer un rôle majeur
dans la constitution de la membrane plasmique.
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125
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Volume total
(hauteur ϫ largeur ϫ longueur
ϫ nombre de cubes)
Rapport
surface/volume
(aire/volume)
L’aire augmente, alors que
le volume total reste constant.
Surface totale
(somme des aires de la surface
[hauteur ϫ largeur] de tous les
côtés ϫ nombre de cubes)
m Figure 6.7 La géométrie du rapport surface/volume. Dans ce
schéma, les cellules sont représentées par des cubes. À l’aide d’unités
de longueur arbitraires, on peut calculer leur surface (en unités carrées,
ou unités
2
), leur volume (en unités cubes, ou unités
3
) ainsi que leur rapport
surface/volume. Un rapport surface/volume élevé favorise les échanges
entre la cellule et son environnement.