Organelle

Organite

En biologie cellulaire, le terme organite (en anglais organelle) désigne différentes structures spécialisées contenues dans le cytoplasme des cellules eucaryotes et délimitées du reste de la cellule par une membrane lipidique. Il existe de nombreux types d'organites, en particulier dans les cellules eucaryotes. On a toujours pensé qu'il n'y avait pas d'organites chez les cellules procaryotes, mais quelques exemples ont été mis en évidence. ^[1]

Les principaux organites

Les organites sont :

• le réticulum endoplasmique (5 et 8), constitué d'un ensemble de replis et de tubules membranaires qui délimitent un compartiment interne séparé du reste du cytosol. Certaines protéines, lors de leur synthèse, transitent par le réticulum pour y être maturées. Participe aussi à la synthèse des lipides. (11) ;
• l’appareil de Golgi (6), synthétisant la plupart des sécrétions cellulaires (protéines glycosylées en général et polysaccharides non cellulosiques, en particulier chez les végétaux), et complété par des vacuoles de condensation (absentes du schéma) ;
• les mitochondries (9), centrales énergétiques des cellules supérieures (eucaryotes) contenant une petite partie du génome sous forme d’ADN, transmis par voie femelle uniquement ;
• les lysosomes (12), vésicules entourées par une membrane phospholipidique simple, au contenu acide, remplies d'enzymes de dégradation et chargées chez les cellules animales de la digestion des molécules complexes ;
• les endosomes (absents du schéma), formés par déformation de la membrane plasmique lors de l'absorption de molécules complexes, et se combinant avec les lysosomes pour leur digestion par endocytose ;
• les peroxysomes , dépourvus de génome et limités par une simple membrane , contiennent des enzymes qui oxydent divers substrats en leur arrachant de l'hydrogène qui est alors transféré à l'oxygène pour former de l'eau oxygénée; cette eau oxygénée est ensuite dégradée sur place.

Organites présents chez les cellules végétales et les champignons :

• les vacuoles , entourées d'une membrane simple (appelée tonoplaste) assurent des fonctions de dégradation cellulaire (comme les lysosomes des cellules animales), de stockage (protéines, sels, substances toxiques...), d'occupation de l'espace (dans des grandes cellules végétales qui se gonflent d'eau par osmose) ou bien encore pour produire une couleur en stockant des pigments (pétales et organes analogues).

Organites spécifiques de la cellule végétale :

• les plastes, contenant une petite partie du génome végétal sous forme d’ADN. Les plastes les plus connus sont les chloroplastes, siège de la photosynthèse. Ils capturent l'énergie du soleil grâce à des pigments chlorophylliens et caroténoïdes pour arracher de l'hydrogène à l'eau et le transférer au gaz carbonique, ce qui permet la synthèse de sucres (cycle de Calvin). Accessoirement, l'arrachage d'hydrogène à l'eau libère de l'oxygène. Les plastes dépourvus de pigments sont des leucoplastes, dont certains sont spécialisés (absents du schéma) dans le stockage d'amidon (amyloplastes), de lipides (oléoplastes) ou de protéines (Protéinoplastes).

Les autres structures cellulaires

Autres structures cellulaires :

• le nucléole (1), l'espace du noyau (2) contenant les segments d'ADN codant les ARNr ribosomiques.
• les ribosomes (3), lieux de la synthèse des protéines à partir de l’ARNm messager synthétisé dans le noyau (2) ;
• les vésicules (4) de transport, à membrane simple et assez semblables aux micelles, formées par bourgeonnement du réticulum endoplasmique (5) ou de l’appareil de Golgi (6) ;
• le réticulum endoplasmique rugueux (5), couvert de nombreux ribosomes (3) ;
• la membrane plasmique et les composants du cytosquelette (7) ;
• le réticulum endoplasmique lisse, dépourvu de ribosomes et spécialisé dans la synthèse des lipides (8) ;
• le cytosol (11), partie liquide au pH neutre du cytoplasme (qui comprend aussi les organites) ;
• la paire de centrioles (13), enchâssées dans les microtubules endoplasmiques, présentes uniquement dans les cellules animales, l'ensemble forme le centrosome qui est toujours à proximité du noyau et intervient dans la division cellulaire ;
• le protéasome (absent du schéma), complexe protéique responsable de la dégradation des protéines, véritable centre de recyclage des constituants cellulaires ;
• parfois un ou plusieurs flagelles (absents du schéma), constitués de filaments de microtubules du cytosquelette.

Coupe d’une cellule biologique animale typique

Quelques organites de grande taille possèdent un génome propre, hors du noyau (2), et ont très probablement une origine endosymbiotique :

• les mitochondries (9), dont une grande partie du génome est présent dans le noyau (2), sont les centrales énergétiques de la cellule eucaryote. L'utilisation d'oxygène leur permet de terminer l'oxydation du glucose beaucoup plus efficacement que la fermentation dans le cytosol, en produisant beaucoup d'ATP (Adénosine Tri Phosphate, petite molécule stockant l'énergie dans ses liaisons chimiques, disponible instantanément).  ;
• les plastes, chez les végétaux uniquement (absents du schéma), comportant des ribosomes, et capables de se multiplier dans le cytoplasme végétal.

D'autres organites ont aussi probablement une origine endosymbiotique :

Coupe d’une cellule biologique végétale typique

Histoire et terminologie

En biologie, les organes sont définis comme des unités fonctionnelles confiné au sein d'un organisme. L'analogie des organes avec les organites microscopiques est évidente, de même que, dans les premières œuvres, les auteurs de manuels scolaires donnaient rarement des précisions sur la distinction entre les deux.

Pour avoir une distinction entre les deux, les biologistes on voulus utiliser un diminutif du mot organe ^[2][3][4] et c'est pourquoi le zoologiste allemand Karl Möbius a utilisé en août 1884 le terme organula (pluriel du nom latin organulum, diminutif du nom organum, se traduisant par organe)^[5].

Références

1. ↑ Kerfeld, Ca; Sawaya, Mr; Tanaka, S; Nguyen, Cv; Phillips, M; Beeby, M; Yeates, To, « Protein structures forming the shell of primitive bacterial organelles. », dans Science (New York, N.Y.), vol. 309, n^o 5736, August 2005, p. 936–8 [lien PMID lien DOI] 
2. ↑ (en) O. Bütschli, Dr. H. G. Bronn's Klassen u. Ordnungen des Thier-Reichs wissenschaftlich dargestellt in Wort und Bild. Erster Band. Protozoa. Dritte Abtheilung: Infusoria und System der Radiolaria., 1888, p. 1412 :

   « Die Vacuolen sind demnach in strengem Sinne keine beständigen Organe oder O r g a n u l a (wie Möbius die Organe der Einzelligen im Gegensatz zu denen der Vielzelligen zu nennen vorschlug). »

    
3. ↑ Amer. Naturalist. 23, 1889, S. 183: „It may possibly be of advantage to use the word organula here instead of organ, following a suggestion by Möbius. Functionally-differentiated multicellular aggregates in multicellular forms or metazoa are in this sense organs, while, for functionally-differentiated portions of unicellular organisms or for such differentiated portions of the unicellular germ-elements of metazoa, the diminutive organula is appropriate.“ Cited after : Oxford English Dictionary online, entry for „organelle“.
4. ↑ 'Journal de l'anatomie et de la physiologie normales et pathologiques de l'homme et des animaux' at Google Books
5. ↑ K. Möbius, « Das Sterben der einzelligen und der vielzelligen Tiere. Vergleichend betrachtet », dans Biologisches Centralblatt, vol. 4, n^o 13,14, September 1884, p. 389–392, 448 [texte intégral] :

   « Während die Fortpflanzungszellen der vielzelligen Tiere unthätig fortleben bis sie sich loslösen, wandern und entwickeln, treten die einzelligen Tiere auch durch die an der Fortpflanzung beteiligten Leibesmasse in Verkehr mit der Außenwelt und viele bilden sich dafür auch besondere Organula." Footnote on p. 448: "Die Organe der Heteroplastiden bestehen aus vereinigten Zellen. Da die Organe der Monoplastiden nur verschieden ausgebildete Teile e i n e r Zelle sind schlage ich vor, sie „Organula“ zu nennen »

    

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