120 DeUXiÈMe partie La cellule
L’enveloppe qui entoure une mitochondrie est formée de
deux membranes. Elles possèdent toutes deux une double
couche de phosphoglycérolipides dans laquelle s’insère un
assemblage de protéines (figure 6.17), mais les proportions
de lipides et de protéines varient pour chacune des membranes. La membrane externe est lisse, alors que la membrane
interne est repliée sur elle-même et dessine des crêtes dont
la forme varie selon le type de cellule. La membrane interne
divise la mitochondrie en deux compartiments : un espace
intermembranaire, situé entre la membrane interne et la
membrane externe, et une matrice mitochondriale, située
dans l’espace délimité par la membrane interne. La matrice
contient plusieurs sortes d’enzymes ainsi que de l’ADN mitochondrial et des ribosomes de plus petites dimensions que
les ribosomes cytoplasmiques. D’autres protéines nécessaires
à la respiration cellulaire, dont l’enzyme qui produit l’ATP,
sont intégrées à la membrane interne. Grâce à leur surface
très plissée, les crêtes augmentent jusqu’à cinq fois l’aire de
la membrane interne, soit l’aire consacrée à la respiration
cellulaire. Voici un autre exemple de corrélation entre structure et fonction.
Les mitochondries mesurent de 1 à 10 µm de long environ. Projetées en accéléré, des prises de vue image par image
de cellules vivantes ont révélé que les mitochondries se
déplacent, modifient leur forme, fusionnent ou se divisent
en deux. Elles sont donc loin d’être les cylindres statiques
que montrent les micrographies électroniques de cellules
mortes. Ces observations ont aidé les biologistes cellulaires à
comprendre que les mitochondries d’une cellule vivante peuvent former un réseau tubulaire ramifié, comme on le voit à
la figure 6.17.
Les chloroplastes :
des capteurs d’énergie lumineuse
Les chloroplastes contiennent plusieurs pigments, dont la chlorophylle, ainsi que les enzymes et les molécules nécessaires à
la production de glucides lors de la photosynthèse. Les chloroplastes sont biconvexes ; ce sont de très gros organites qui
mesurent environ 2 µm sur 5 à 10 µm. Ils se trouvent dans
les feuilles et dans les autres organes verts des Végétaux, de
même que chez les Algues (figure 6.18 et figure 6.27c).
Le contenu d’un chloroplaste est isolé du cytosol par
deux membranes séparées par un espace intermembranaire
très mince. À l’intérieur du chloroplaste se trouve un autre
réseau membraneux organisé en sacs aplatis, les thylakoïdes. Dans certaines régions du chloroplaste, les thylakoïdes
(jusqu’à plusieurs dizaines) s’empilent comme des jetons
de poker et forment des structures appelées grana (granum
au singulier). C’est dans la membrane des thylakoïdes que
se trouvent les molécules de chlorophylle. Le liquide, appelé
stroma, où baignent les thylakoïdes contient de l’ADN
circulaire et des ribosomes, de même que de nombreuses
enzymes. Les membranes du chloroplaste divisent l’intérieur de celui-ci en trois compartiments : l’espace intermembranaire, l’espace intrathylakoïdien et le stroma. Au chapitre 10,
nous verrons comment cette compartimentation permet au
chloroplaste de convertir l’énergie lumineuse en énergie
chimique pendant la photosynthèse.
Comme pour les mitochondries et d’autres organites, les
chloroplastes que montrent les micrographies et les illustrations schématiques présentent une apparence statique et
rigide que contredit leur comportement réel dans les cellules
m Figure 6.17 La mitochondrie, site de la respiration cellulaire. (a) La membrane interne et la membrane
externe de la mitochondrie apparaissent clairement sur cette illustration et sur cette micrographie électronique (MET).
Des crêtes sont formées par les replis de la membrane interne. Celle-ci délimite deux compartiments, comme le fait
ressortir le schéma en trois dimensions : l’espace intermembranaire et la matrice mitochondriale. On trouve de nombreuses
enzymes respiratoires dans la membrane interne et dans la matrice mitochondriale. Habituellement circulaires (comme
chez les Bactéries), les molécules d’ADN sont attachées à la membrane interne de la mitochondrie. (b) Cette micrographie photonique montre un protiste unicellulaire entier (Euglena gracilis), à un grossissement beaucoup plus faible
que la MET. La matrice mitochondriale est colorée en vert. Les mitochondries forment un réseau tubulaire ramifié.
L’ADN nucléaire est coloré en rouge ; les molécules d’ADN mitochondrial correspondent aux taches jaune brillant.
ADN
Espace intermembranaire
Mitochondrie
Membrane
interne
Ribosomes
libres
dans la
matrice
mitochondriale
Crêtes
Matrice
mitochondriale
Membrane
externe
0,1 Rm
(50 000 w)
10 Rm
(1 000 w)
Mitochondries
ADN
mitochondrial
ADN nucléaire
(a) Diagramme et MET d’une mitochondrie
(b) Réseau de mitochondries chez un protiste
unicellulaire (MP)
L’enveloppe qui entoure une mitochondrie est formée de
deux membranes. Elles possèdent toutes deux une double
couche de phosphoglycérolipides dans laquelle s’insère un
assemblage de protéines (figure 6.17), mais les proportions
de lipides et de protéines varient pour chacune des membranes. La membrane externe est lisse, alors que la membrane
interne est repliée sur elle-même et dessine des crêtes dont
la forme varie selon le type de cellule. La membrane interne
divise la mitochondrie en deux compartiments : un espace
intermembranaire, situé entre la membrane interne et la
membrane externe, et une matrice mitochondriale, située
dans l’espace délimité par la membrane interne. La matrice
contient plusieurs sortes d’enzymes ainsi que de l’ADN mitochondrial et des ribosomes de plus petites dimensions que
les ribosomes cytoplasmiques. D’autres protéines nécessaires
à la respiration cellulaire, dont l’enzyme qui produit l’ATP,
sont intégrées à la membrane interne. Grâce à leur surface
très plissée, les crêtes augmentent jusqu’à cinq fois l’aire de
la membrane interne, soit l’aire consacrée à la respiration
cellulaire. Voici un autre exemple de corrélation entre structure et fonction.
Les mitochondries mesurent de 1 à 10 µm de long environ. Projetées en accéléré, des prises de vue image par image
de cellules vivantes ont révélé que les mitochondries se
déplacent, modifient leur forme, fusionnent ou se divisent
en deux. Elles sont donc loin d’être les cylindres statiques
que montrent les micrographies électroniques de cellules
mortes. Ces observations ont aidé les biologistes cellulaires à
comprendre que les mitochondries d’une cellule vivante peuvent former un réseau tubulaire ramifié, comme on le voit à
la figure 6.17.
Les chloroplastes :
des capteurs d’énergie lumineuse
Les chloroplastes contiennent plusieurs pigments, dont la chlorophylle, ainsi que les enzymes et les molécules nécessaires à
la production de glucides lors de la photosynthèse. Les chloroplastes sont biconvexes ; ce sont de très gros organites qui
mesurent environ 2 µm sur 5 à 10 µm. Ils se trouvent dans
les feuilles et dans les autres organes verts des Végétaux, de
même que chez les Algues (figure 6.18 et figure 6.27c).
Le contenu d’un chloroplaste est isolé du cytosol par
deux membranes séparées par un espace intermembranaire
très mince. À l’intérieur du chloroplaste se trouve un autre
réseau membraneux organisé en sacs aplatis, les thylakoïdes. Dans certaines régions du chloroplaste, les thylakoïdes
(jusqu’à plusieurs dizaines) s’empilent comme des jetons
de poker et forment des structures appelées grana (granum
au singulier). C’est dans la membrane des thylakoïdes que
se trouvent les molécules de chlorophylle. Le liquide, appelé
stroma, où baignent les thylakoïdes contient de l’ADN
circulaire et des ribosomes, de même que de nombreuses
enzymes. Les membranes du chloroplaste divisent l’intérieur de celui-ci en trois compartiments : l’espace intermembranaire, l’espace intrathylakoïdien et le stroma. Au chapitre 10,
nous verrons comment cette compartimentation permet au
chloroplaste de convertir l’énergie lumineuse en énergie
chimique pendant la photosynthèse.
Comme pour les mitochondries et d’autres organites, les
chloroplastes que montrent les micrographies et les illustrations schématiques présentent une apparence statique et
rigide que contredit leur comportement réel dans les cellules
m Figure 6.17 La mitochondrie, site de la respiration cellulaire. (a) La membrane interne et la membrane
externe de la mitochondrie apparaissent clairement sur cette illustration et sur cette micrographie électronique (MET).
Des crêtes sont formées par les replis de la membrane interne. Celle-ci délimite deux compartiments, comme le fait
ressortir le schéma en trois dimensions : l’espace intermembranaire et la matrice mitochondriale. On trouve de nombreuses
enzymes respiratoires dans la membrane interne et dans la matrice mitochondriale. Habituellement circulaires (comme
chez les Bactéries), les molécules d’ADN sont attachées à la membrane interne de la mitochondrie. (b) Cette micrographie photonique montre un protiste unicellulaire entier (Euglena gracilis), à un grossissement beaucoup plus faible
que la MET. La matrice mitochondriale est colorée en vert. Les mitochondries forment un réseau tubulaire ramifié.
L’ADN nucléaire est coloré en rouge ; les molécules d’ADN mitochondrial correspondent aux taches jaune brillant.
ADN
Espace intermembranaire
Mitochondrie
Membrane
interne
Ribosomes
libres
dans la
matrice
mitochondriale
Crêtes
Matrice
mitochondriale
Membrane
externe
0,1 Rm
(50 000 w)
10 Rm
(1 000 w)
Mitochondries
ADN
mitochondrial
ADN nucléaire
(a) Diagramme et MET d’une mitochondrie
(b) Réseau de mitochondries chez un protiste
unicellulaire (MP)