Chapitre 4

• Vu le caractère polyphylétique du règne des protistes, la composition des parois est extrêmement variable. De plus, de nombreux protistes sont dépourvus de paroi.
• Chez les cellules animales, contrairement aux cellules végétales, il n’y a pas de paroi mais une matrice extra cellulaire souple.
• Il y a plusieurs types de parois chez les procaryotes. La plupart des procaryotes en possèdent une.

  • Bactéries : présence d’un énorme polymère appelé peptidoglycane. Les mycoplasmes n’ont pas de paroi.
  • Archées : paroi comportant des protéines et des polysaccharides (mais pas de peptidoglycanes).
• Structure des parois cellulaires de bactéries Gram positif et Gram négatif :

  
• Certaines bactéries n’ont pas de paroi, d’autres en ont. On les classe en 2 types : Gram positif et Gram négatif. En fonction de la constitution de la paroi.
• Les bactéries Gram positif ont de multiples couches de peptidoglycanes, ils forment un épais réseau complexe autour de la cellule. Chez les Gram négatif, il y a en général une seule couche de peptidoglycanes.
• Les lipopolysaccharides sont aussi appelés « LPS », c’est un polysaccharide attaché aux lipides de la membrane externe.
• La coloration de Gram a été inventée il y a 130/140 ans et est toujours utilisée aujourd'hui.
• Toutes les parois cellulaires fixent le colorant lors de l'application du cristal violet.
• Dans le cadre de la coloration de Gram, l'application de l'iode de Gram forme un complexe cristal violet-iode dans les cellules, ce qui permet de fixer la coloration.
• Pour Gram positif, l'alcool déshydrate l'épaisse couche de peptidoglycanes piégeant le complexe colorant.
• Pour Gram négatif, l'alcool affecte peu la mince couche de peptidoglycanes, ce qui fait que les cellules perdent leur coloration.
• Pour Gram positif, le colorant rouge est sans effet.
• Pour Gram négatif, les cellules incolores se colorent en rouge.
• Les Gram négatif ayant été nettoyés par l'alcool, elles seront colorées en rouge.
• La phase structurée de la matrice extra cellulaire des cellules animales se trouve dans la phase amorphe et contient des protéines de structure comme le collagène et l'élastine, ainsi que des protéines adhésives comme la fibronectine.
• La phase amorphe de la matrice extra cellulaire des cellules animales a la consistance d'un gel hydraté et contient des glycosaminoglycanes et des protéoglycanes.
• Les triples hélices du collagène sont stabilisées par les processus d'exclusion hydrophobe et des ponts hydrogènes.
• Le collagène a des fibres souples mais non extensibles, comme une corde, et s'oppose à l'étirement de la matrice.

  
• L’élastine : c’est une chaine de protéines repliée un grand nombre de fois. Plusieurs sont reliées par des liaisons chimiques. Elle peut s’étendre comme un élastique quand on tire dessus et reprend sa forme de départ quand on arrête.

  
• Fibronectine : c’est une protéine qui pourra s’attacher aux molécules de collagène, de protéoglycanes et à la membrane plasmique. Elle renforce la solidité de la matrice car elle attache les constituants les uns aux autres.

  
• Les protéoglycanes : 90% de sa masse sont des sucres qui contiennent des groupements chargés (sulfates et carboxylates). Ils retiennent dans la matrice des ions sodium et une grande quantité d’eau, formant un gel hydraté. Il y aura donc une résistance à la compression de la matrice.

  
• Vue globale de la matrice extra cellulaire :

  
• Constituants de la paroi cellulaire des cellules végétales

  • Lamelle mitoyenne : elle est la première séparation qui apparait quand la cellule se divise en 2.
  • Paroi primaire : elle apparait suite à la division d’une cellule, les 2 cellules filles sont séparées par la formation d’une mince pellicule appelée la lamelle mitoyenne, recouverte de part et d’autre d’une membrane plasmique. Sont principal composant est la pectine, un polysaccharide ramifié.
  • Paroi secondaire

  
• Les pectines sont les principales composants de la lamelle mitoyenne, ont la capacité de former un gel hydraté. Il y a une chaine principale chargée négativement et des ramifications non chargées. Les ramifications permettent un attachement à l’hémicellulose et à l’extensine.

  
• La paroi primaire : elle contient :

  • Phase structurée : contient de la cellulose.
  • Phase amorphe (gel hydraté) : contient de la pectine, de l’extensine et de l’hémicellulose.
• Conformations cycliques α et β glucose :

  • Pyrane : hétérocycle à 6 atomes : 5C et 1O
  • Furane : hétérocycle à 5 atomes : 4C et 1O

  
• La cellulose est un polymère de β-1,4 glucose. Son degré de polymérisation est de quelques dizaines à 15 000 monomères. Les microfibrilles de cellulose sont « pliables » mais non extensibles. Elles s’opposent à l’étirement de la paroi. L’amidon et le glycogène sont par contre deux polymères de α-1,4 glucose.

  
• Hémicellulose : polymère ramifié de β-1,4 glucose. Son degré de polymérisation est d’environ 50 monomères. C’est le revêtement, l’enveloppe, des fibres de cellulose, elle sert a attacher les fibres de cellulose entre elles. Elle augmente la solidité de la paroi (pas sa rigidité).
• Extensine : protéine abondante dans la paroi cellulaire végétale. Elle est localisée entre les différents polysaccharides de la paroi. Elle s’attache à différents composants de la paroi et a elle-même. Elle augmente la solidité de la paroi (pas sa rigidité).
• La paroi secondaire : c’est une accumulation de couches successives de cellulose et d’hémicellulose. Il y a un ajout éventuel d’autres composants comme la lignine et des substances lipidiques.
• Lignine : contribue à la rigidité, est une protection contre la dégradation.
• Substances lipidiques : elle servent à l’imperméabilisation. Elles peuvent être dans les cellules épidermiques ou dans le liège par exemple.
• Rôles de la paroi des cellules végétales :

  • Soutient et rigidité
  • Limitation des échanges entre cellules
  • Stockage de molécules de signalisation
  • Protection mécanique
  • Protection chimique
• Les polymères qui constituent la paroi des cellules des champignons peuvent varier.
• La paroi des cellules des champignons est composée d’une phase amorphe de polysaccharides et de protéines dans laquelle se trouve une phase structurée constituée de microfibrilles de chitine.
• Chitine est un polysaccharide (β-1,4) dont le monomère est l’N-acétyl glucosamine, un glucose modifié.
• Chitine entre également dans la composition de l’exosquelette des arthropodes (insectes, crustacés).
• Mycélium : masse d’hyphes interconnectées. La paroi est constituée de microvésicules contenant de la chitine synthase dans leur membrane, ainsi que de macro vésicules qui contiendraient des protéines, des enzymes et les précurseurs des autres polysaccharides.

  
• La membrane plasmique est la frontière de la vie, sert à réguler les échanges entre les milieux intra et extra cellulaires. Elle est également le support de l’information.