Que sont les organelles?
Les organelles sont de minuscules structures qui remplissent des fonctions très spécifiques dans les cellules. Le terme fait référence aux organes, comparant la manière dont ces structures fonctionnent dans les cellules à la manière dont les organes fonctionnent dans le corps. Un certain nombre d'organites différentes peuvent être trouvées dans divers types de cellules de plantes, d'animaux et de bactéries. Chacun a sa propre tâche importante, telle que la production d’énergie ou la fabrication de protéines.
Les types
Ces structures ont un large éventail de fonctions, dont la plupart sont des tâches critiques pour la vie de la cellule. Les structures les plus importantes sont le noyau, le réticulum endoplasmique (ER), l'appareil de Golgi, les mitochondries et les chloroplastes. Chacun de ceux-ci a tendance à être situé dans des zones spécifiques des cellules. En règle générale, le noyau est situé près du centre, à proximité des ER et de Golgi, et les organites restantes se propagent dans la cellule.
Le type et le nombre d'organites présents dans une cellule varient en fonction de l'objectif de la cellule. Par exemple, presque toutes les cellules de plantes et d'animaux contiennent un noyau, à l'exception notable des globules rouges matures, qui ne contiennent ni organelles ni matériel génétique. Un autre exemple est que les cellules musculaires ont généralement beaucoup plus de mitochondries que les autres types de cellules, car il faut plus d'énergie pour que les cellules musculaires continuent de fonctionner efficacement.
Structure
Les chercheurs pensent que les organites ont évolué parce que les cellules tirent profit de l'isolement de leurs nombreuses réactions chimiques complexes. Dans les cellules végétales et animales, chacune est encapsulée dans sa propre membrane, ce qui aide l'unité à fonctionner. L'un des principaux avantages de cette protection est que, dans une unité à membrane, les conditions chimiques telles que le pH peuvent être modifiées sans affecter l'ensemble de la cellule. De même, le contenu de chacun est isolé de ce qui se passe dans la cellule en général.
Certains organites sont si gros que leur forme et leur surface sont visibles au microscope optique. Celles-ci incluent les mitochondries et le Golgi, ainsi que le noyau de la cellule. Un microscope électronique est nécessaire pour les regarder de plus près, cependant. Ce n’est que lorsque ces structures ont pu être examinées par microscopie électronique que les chercheurs ont commencé à comprendre comment elles fonctionnaient.
Production d'énergie
Les mitochondries sont chargées de fournir aux cellules l'énergie utilisable. On les trouve dans la plupart des organismes complexes, y compris les champignons et les plantes, ainsi que chez les animaux. La fonction principale de ces structures est de produire une molécule appelée adénosine triphosphate, ou ATP, qui est la principale source d’énergie dans les cellules animales et fongiques et une source secondaire pour les plantes. Les mitochondries ont également d'autres fonctions, notamment la régulation du métabolisme cellulaire et le stockage du calcium.
Certains organites ne se trouvent que dans un type d'organisme spécifique. L'exemple le plus connu est celui des chloroplastes, que l'on ne trouve que dans les cellules des plantes et des algues. Les chloroplastes utilisent la lumière du soleil pour produire du glucose via le processus appelé photosynthèse. Un autre exemple est le carboxysome, qui ne se trouve que chez certaines espèces bactériennes. Les carboxysomes permettent aux bactéries de transformer le carbone en molécules organiques utilisables comme source d'énergie.
Production de protéines et interactions de l'ADN
De nombreux organites sont capables de communiquer les uns avec les autres, soit en raison de leur proximité, soit via une signalisation chimique. Par exemple, le réticulum endoplasmique se connecte à l'appareil de Golgi et ces deux unités sont impliquées dans la production de nouvelles protéines. De nouvelles protéines sont fabriquées dans le réticulum endoplasmique et de là, sont transférées dans le Golgi, où elles sont modifiées et emballées pour être ensuite transportées dans la cellule.
Un autre exemple de cette communication est celui qui se produit entre le noyau d’une cellule et ses autres organites. Bien que le noyau et l'ADN qu'il contient ne se connectent pas physiquement aux autres structures cellulaires, il communique avec le reste de la cellule par l'intermédiaire de molécules de signalisation protéiniques. La membrane qui enveloppe le noyau contrôle ce qui peut entrer et sortir de la structure en limitant le trafic à des protéines spéciales capables d'interagir avec les brins d'ADN.
Maladies
Tout comme les grands organes peuvent être affectés par des problèmes de santé, les organites individuelles peuvent également être sujettes à des affections médicales et à des troubles congénitaux. Ces structures sont si essentielles au fonctionnement cellulaire que les maladies qui les affectent provoquent souvent des symptômes graves et, dans certains cas, sont fatales. Le dysfonctionnement peut avoir des résultats variés et inattendus.
Le dysfonctionnement du réticulum endoplasmique a été impliqué dans des affections telles que la fibrose kystique et dans les maladies d'Alzheimer, de Huntington et de Parkinson. Dans chaque cas, on pense que les dysfonctionnements cellulaires qui stressent les urgences contribuent aux symptômes qui se développent. Les maladies qui affectent le Golgi comprennent les troubles congénitaux qui provoquent une maladie du foie, un handicap mental et des convulsions, et elles entraînent généralement la mort avant que l'enfant atteigne l'âge de deux ans.
Une grande famille de maladies connues sous le nom de troubles mitochondriaux peuvent tout causer, des problèmes digestifs à la cécité, en fonction de la nature spécifique du trouble qui affecte une personne. Ces conditions peuvent être difficiles à traiter, car elles impliquent généralement des défauts congénitaux qui endommagent tous les organites impliqués dans un type de cellule donné.