Molécules composantes de la cellule

Le plus important en quelques mots

Dans ce résumé, tu verras d'une part, quels sont les différents types de membranes qui constituent les cellules. Tu verras également quelles sont les molécules impliquées dans la structure des membranes biologiques et du noyau cellulaire.

Définition

Une molécule est un association d'atomes. Les molécules organiques constituant l'organisme sont les glucides, les lipides, les protides et les acides nucléiques. Ces molécules composent les cellules en s'associant pour former les membranes et les organites cellulaires.

Les molécules constituant les membranes biologiques

Une membrane est un assemblage de molécules en un double feuillet (bicouche) qui sépare la cellule de son environnement extérieur et qui délimite également les organites du cytoplasme. Les molécules entrant dans la composition des membranes biologiques sont sensiblement identiques :

Note 1 : Le noyau cellulaire est aussi un organite, mais sa membrane porte le nom d'enveloppe nucléaire !

La membrane plasmique

La membrane plasmique sépare l'intérieur d'une cellule (cytoplasme (1.)) de son environnement (milieu extracellulaire (2.)). Les types de lipides présents varient peu d'une cellule à l'autre, les protéines sont de types variés et les glucides sont associés soit à des lipides, soit à des protéines :

Composition moléculaire
Lipides	Glucides	Protéines
Phospholipides (3.) et cholestérol (4.)	Glycolipides (5.) (résidus glucidiques (7.) associés à des lipides) et glycoprotéines (6.) (résidus glucidiques (7.) associés à des protéines)	Protéines intrinsèques (8.) (les plus nombreuses et localisées à l'intérieur de la membrane plasmique) et protéines extrinsèques (9.) (se situent du côté cytoplasmique comme du côté extracellulaire)
Les phospholipides sont les constituants membranaires les plus nombreux		Divers types de protéines qui varient selon la spécialisation des membranes

Les endomembranes

Les endomembranes sont des membranes cellulaires en suspension dans le cytoplasme. Ce sont donc les membranes qui délimitent les organites cellulaires. Leur composition moléculaire est assez similaire à celle des membranes plasmiques au niveau lipidique, mais varie au niveau protéique. Selon les organites, ces membranes peuvent être simples ou doubles (membrane externe et membrane interne) :

Note 2 : Le rapport "protéine/lipide" d'une membrane traduit l'activité membranaire d'un organite. Ainsi, plus la quantité de protéines est élevée, plus l'activité membranaire est importante !

Exemple

Les mitochondries possèdent une membrane externe et une membrane interne qui se replie à l'intérieur de la matrice mitochondriale. Le rapport "protéine/lipide" de ces deux membranes montre que la proportion de protéines est bien plus élevée dans la membrane interne que dans la membrane externe, ce qui signifie que l'activité membranaire est importante dans la membrane interne de la mitochondrie. Ceci s'explique par le fait que c'est dans la membrane interne, au niveau des crêtes mitochondriales, que se déroule l'étape majeure de la respiration cellulaire. Ainsi, la mitochondrie exerce une activité membranaire intense pour pouvoir produire l'énergie utilisable par les cellules, en d'autres mots l'ATP !

Les molécules constituant le noyau cellulaire

Les molécules entrant dans la composition du noyau cellulaires sont différentes de celles entrant dans la composition des membranes biologiques : ce sont les acides nucléiques. Les acides nucléiques sont des macromolécules et il en existe deux types :

• l'acide désoxyribonucléique (ADN) ;
  
• l'acide ribonucléique (ARN).

L'acide désoxyribonucléique ou ADN

L'ADN est une macromolécule bicaténaire, c'est-à-dire qu'elle est constituée de deux chaînes (double brin) qui s'enroulent l'une autour de l'autre pour former une double hélice. L'ADN se situe dans le noyau cellulaire, et est constitué d'un sucre, le désoxyribose, associé à un groupement phosphate et à une base azotée :

1. Double brin en spirale 2. Désoxyribose 3. Nucléotide  4. Groupement phosphate 5. Nucléoside 6. Liaison hydrogène Bases azotées : Adénine (vert) Guanine (rose) Cytosine (bleu) Thymine (jaune)

L'acide ribonucléique ou ARN

L'ARN est une macromolécule monocaténaire et linéaire, c'est-à-dire qu'elle est constituée d'une chaîne (simple brin) linéaire. L'ARN se situe dans le noyau cellulaire, mais aussi dans le cytoplasme de la cellule. Il est constitué d'un sucre, le ribose, associé à un groupement phosphate et à une base azotée :

1. Simple brin linéaire 2. Ribose 3. Nucléotide  4. Groupement phosphate 5. Nucléoside  Bases azotées : Adénine (vert) Guanine (rose) Cytosine (bleu) Uracile (orange)

Note 3 : Au niveau de l'ARN, l'une des bases azotées constituant l'ADN, la thymine, est remplacée par l'uracile. Ainsi, la structure des macromolécules d'ADN et d'ARN diffère par le sucre qui les compose (désoxyribose ou ribose), par l'une de leurs bases azotées (thymine ou uracile) et par leur structure dans l'espace (en double hélice ou linéaire) !