Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

4.3: Compartimentation des eucaryotes
TABLE DES
MATIÈRES

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Eukaryotic Compartmentalization
 
TRANSCRIPTION

4.3: Eukaryotic Compartmentalization

4.3: Compartimentation des eucaryotes

One of the distinguishing features of eukaryotic cells is that they contain membrane-bound organelles—such as the nucleus and mitochondria—that carry out particular functions. Since biological membranes are only permeable to a small number of substances, the membrane around an organelle creates a compartment with controlled conditions inside. These microenvironments are often distinct from the environment of the surrounding cytosol and are tailored to the specific functions of the organelle.

For example, lysosomes—organelles in animal cells that digest molecules and cellular debris—maintain an environment that is more acidic than the surrounding cytosol, because its enzymes require a lower pH to catalyze reactions. Similarly, pH is regulated within mitochondria, which helps them carry out their function of producing energy.

Additionally, some proteins require an oxidative environment for proper folding and processing, but the cytosol is generally reductive. Therefore, these proteins are produced by ribosomes in the endoplasmic reticulum (ER), which maintains the necessary environment. Proteins are often then transported within the cell through membrane-bound vesicles.

The genetic material of eukaryotic cells is compartmentalized within the nucleus, which is surrounded by a double membrane called the nuclear envelope. Small pores in the envelope control which molecules or ions can enter or leave the nucleus. For instance, messenger RNA (mRNA) exits the nucleus through these pores to take the genetic instructions encoded in the DNA to the ribosomes, where they can be translated into protein.

Organelles can also protect a cell by containing and neutralizing dangerous substances. For example, peroxisomes carry out oxidation reactions that produce hydrogen peroxide—which is toxic to cells—but they also contain enzymes that convert it into harmless oxygen and water. Therefore, compartmentalization allows eukaryotic cells to carry out a variety of different functions that would otherwise be incompatible in terms of their required environments or by-products produced.

L’une des caractéristiques distinctives des cellules eucaryotes est qu’elles contiennent des organites liés à la membrane, comme le noyau et les mitochondries, qui exercent des fonctions particulières. Comme les membranes biologiques ne sont perméables qu’à un petit nombre de substances, la membrane autour d’une organelle crée un compartiment avec des conditions contrôlées à l’intérieur. Ces microenvironnements sont souvent distincts de l’environnement du cytosol environnant et sont adaptés aux fonctions spécifiques de l’organite.

Par exemple, les lysosomes — organites dans les cellules animales qui digèrent les molécules et les débris cellulaires — maintiennent un environnement plus acide que le cytosol environnant, parce que ses enzymes nécessitent un pH inférieur pour catalyser les réactions. De même, le pH est réglementé dans les mitochondries, ce qui les aide à exercer leur fonction de production d’énergie.

En outre, certaines protéines nécessitent un environnement oxydatif pour le pliage et le traitement appropriés, mais le cytosol est généralement réducteur. Par conséquent, ces protéines sont produites par des ribosomes dans le réticulum endoplasmique (ER), qui maintient l’environnement nécessaire. Les protéines sont souvent transportées à l’intérieur de la cellule par des vésicules liées à la membrane.

Le matériel génétique des cellules eucaryotes est compartimenté dans le noyau, qui est entouré d’une double membrane appelée l’enveloppe nucléaire. De petits pores dans l’enveloppe contrôlent les molécules ou les ions qui peuvent entrer ou quitter le noyau. Par exemple, l’ARN messager (ARNm) sort du noyau par ces pores pour prendre les instructions génétiques codées dans l’ADN aux ribosomes, où elles peuvent être traduites en protéines.

Les Organites peuvent également protéger une cellule en contenant et en neutralisant des substances dangereuses. Par exemple, les peroxisomes effectuent des réactions d’oxydation qui produisent du peroxyde d’hydrogène — qui est toxique pour les cellules — mais ils contiennent également des enzymes qui le convertissent en oxygène et en eau inoffensifs. Par conséquent, la compartimentation permet aux cellules eucaryotes d’effectuer une variété de fonctions différentes qui seraient autrement incompatibles en termes de leurs environnements requis ou des sous-produits produits.


Lecture suggérée

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter