Cytoplasme - Définition

Appareil de Golgi

L'appareil de Golgi (du nom de son découvreur, Camillo Golgi) a une structure similaire à celle du réticulum endoplasmique, mais est plus compact que ce dernier. Il se compose de sacs en forme de disques et se situe à proximité du noyau cellulaire. Chaque pile de saccules s'appelle un dictyosome. Il mesure environ un micron de diamètre et se compose d'environ six saccules, alors que dans les cellules eucaryotes ce nombre peut atteindre la trentaine. L'extrémité de chaque dictyosome est évasée et entourée de vésicules qui ont soit fusionné avec, soit qui s'en sont séparées par gemmation.

Diagramme du système endomembraneux d'une cellule eucaryote.

L'appareil de Golgi est structurellement et biochimiquement polarisé. Il possède deux faces distinctes : le côté cis (ou de formation) et le côté trans (ou de maturation). La face cis est située à proximité des membranes du réticulum endoplasmique. Ses membranes sont fines et sa composition est similaire à celles du réticulum. Elles sont entourées par des vésicules golgiennes, aussi appelé vésicules de transition qui sont issues du réticulum. La face trans est généralement proche de la membrane du plasma. Ses membranes sont plus épaisses et similaires à celle du plasma. On trouve sur ces faces des vésicules plus grandes, les vésicules sécrétrices.

Leur rôle est de modifier les substances synthétisées dans le RER. Ces transformations peuvent être une agrégation des restes de glucides pour obtenir une structure finale ou alors pour être protéolysé et ainsi acquérir une conformation active. Par exemple, dans le RER des cellules acineuses du pancréas synthétisent la pro-insuline qui acquiert la conformation finale de l'insuline grâce aux transformations qu'elle subit dans l'appareil de Golgi. Les enzymes que l'on trouve à l'intérieur des dictyosomes sont capables de modifier des macromolécules par glycosylation (ajout de glucides) et par phosphorylation (ajout de phosphates). À cette fin, l'appareil de Golgi transporte certaines substances telles que des nucléotides et des sucres dans les organites du cytoplasme. Les protéines sont également marquées par des séquences de signaux qui déterminent leur destination finale, comme par exemple le mannose-6-phosphate qui est ajouté aux protéines des lysosomes. L'appareil de Golgi produit également les glycoprotéines nécessaires à la sécrétion qui permet d'ajouter un glucide à une protéine.

En outre, l'appareil de Golgi sécrète des enzymes, telles que les enzymes digestives du pancréas. Elles traversent tous les sacs de l'appareil et quand elles arrivent au niveau de la face trans du dictyosome (sous la forme de vésicules de sécrétion), elles sont transportées vers leur destination finale, en dehors de la cellule, par exocytose. L'appareil de Golgi est le plus important des organites pour la synthèse des hydrates de carbone. Cette tâche est réalisée par des enzymes golgiennes grâce à un résidu de xylose. Parmi les autres fonctions de l'appareil de Golgi, on trouve également la séparation des glucides (comme ceux utilisés pour la réparation cellulaire), le transport et le stockage des graisses et la formation des lysosomes primitifs.

Réticulum endoplasmique

Le réticulum endoplasmique est un système complexe de membranes reliées entre elles et qui forment un squelette cytoplasmique. Il s'organise en un vaste système de canaux contenant des ribosomes. Sa forme peut varier car leur nature dépend de la disposition et de l'arrangement des cellules, qui peuvent être comprimées ou espacées.

Schéma représentant un noyau, un réticulum endoplasmique et un appareil de Golgi.
(1) Noyau, (2) Pore nucléaire, (3) Réticulum endoplasmique rugueux (RER), (4) Réticulum endoplasmique lisse (REL), (5) Ribosome du RER, (6) Protéines transportées, (7) Vésicule, (8) Appareil de Golgi, (9) Côté cis de l'appareil de Golgi, (10) Côté trans de l'appareil de Golgi, (11) Lumière de l'appareil de Golgi.

Il s'agit d'un ensemble de cavités fermées aux formes très variables, allant de lames aplaties, jusqu'à des vésicules, en passant par des tubes enroulés à l'aspect sinueux. Ils communiquent les uns avec les autres et forment un réseau complètement isolé du hyaloplasme grâce à la membrane du réticulum endoplasmique. Par conséquent, le liquide cytoplasmique se divise en deux parties : l'espace citernal (ou lumière) contenu à l'intérieur du réticulum endoplasmique et l'espace cytosolique à l'extérieur.

Les principales fonctions du réticulum endoplasmique sont les suivantes:

• faire circuler des substances qui ne sont pas libérées dans le cytoplasme
• servir d'espace pour les réactions chimiques
• synthétiser et transporter des protéines produites par les ribosomes fixés aux membranes (dans le RER uniquement)
• glycosyler les protéines (RER seulement)
• produire des lipides et des stéroïdes (REL seulement)
• fournir un squelette structurel pour maintenir la forme de la cellule

Réticulum endoplasmique rugueux

Quand la membrane est entourée de ribosomes, on la qualifie de réticulum endoplasmique rugueux (RER). Le RER a pour fonction principale de synthétiser les protéines. Pour cette raison, il produit plus de cellule en croissance ou qu'il sécrète des enzymes. De la même manière, si la cellule est abîmée, cela peut conduire à une augmentation de la synthèse protéinique pour permettre la réparation des dommages.

Les protéines sont transformées et déplacées dans une région du RER : l'appareil de Golgi. Par ailleurs, c'est dans ces corps que sont synthétisée (à l'exception des protéines).

Réticulum endoplasmique lisse

En l'absence de ribosomes, on le qualifie de réticulum endoplasmique lisse (REL). Sa fonction principale est de produire les lipides de la cellule (en pratique, les phospholipides et le cholestérol) qui forment les briques élémentaires des membranes cellulaires. Le reste des lipides cellulaires (acide gras et triglycéride) sont synthétisés dans le cytosol. C'est pour cette raison qu'il est plus abondant dans les cellules de sécrétion (telle que la glande sébacée). Cela reste rare malgré tout pour la plupart des cellules.