centromères

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La cellule vivante
Structure et fonctions
La cellule est la plus petite unit√© d'un organisme vivant; elle en est l'√©l√©ment constitutif de base. Les organismes les plus simples (Bact√©ries, Protistes, etc.) sont compos√©s d'une seule cellule. Dans les organismes pluricellulaires (Animaux, Plantes, etc.), les cellules coop√®rent pour assurer les diff√©rentes fonctions vitales de l'organisme auquel elles appartiennent, et selon la fonction qui leur revient, elles rev√™tent  des caract√©ristiques sp√©ciales. Chez les Animaux, par exemple, les cellules osseuses aident √† soutenir et √† prot√©ger le corps. Les cellules du syst√®me immunitaire combattent les Bact√©ries envahissantes. De plus, les globules rouges transportent l'oxyg√®ne dans tout l'organisme. Chacun de ces types de cellules joue un r√īle vital pendant la croissance, le d√©veloppement et l'entretien quotidien de l'organisme. Les cellules d'un m√™me type s'interconnectent les unes aux autres et remplissent des fonctions communes pour former des tissus (par exemple, le tissu musculaire, le tissu conjonctif et le tissu nerveux), plusieurs tissus se combinent pour former un organe (par exemple, l'estomac, le coeur ou le cerveau), et plusieurs organes constituent un syst√®me organique (comme le syst√®me digestif, le syst√®me circulatoire ou le syst√®me nerveux). Au final, ce sont donc tous ces syst√®mes, qui fonctionnant ensemble, d√©finissent l'organisme (comme un √©l√©phant, par exemple). Malgr√© leur √©norme vari√©t√©, toutes les cellules partagent cependant certaines caract√©ristiques fondamentales.
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Cellules.
(a) Les cellules des sinus nasaux (vues avec un microscope optique), (b) les cellules d'oignons (vues avec un microscope optique), et (c) les cellules bact√©riennes Vibrio tasmaniensis (vues avec un microscope √©lectronique √† balayage) proviennent d'organismes tr√®s diff√©rents, mais tous partagent certaines caract√©ristiques de la structure cellulaire de base. (cr√©dits : a) d'Ed Uthman, MD;  b) Umberto Salvagnin; c) Anthony D'Onofrio; donn√©es d'√©chelle de Matt Russell).

Cellules procaryotes et eucaryotes

On distingue deux grandes cat√©gories de cellules : les cellules procaryotes et les cellules eucaryotes. 

Les cellules procaryotes  (pro- = avant; -karyon- = noyau) n'ont pas de noyau; leur mat√©riel g√©n√©tique se concentre dans une r√©gion de la cellule appel√©e nucl√©o√Įde. Les cellules eucaryotes (eu- = vrai) poss√®dent au contraire un noyau bien d√©limit√©, entour√© par une membrane, qui renferme leur mat√©riel g√©n√©tique.

On défini les deux plus grandes divisions du vivant en substantivant les adjectifs eucaryote et procaryote. Les Procaryotes sont les organismes formés de cellules procaryotes : il s'agit des organismes à prédominance unicellulaire qui forment les domaines des Bactéries et des Archées. Les Eucaryotes sont les organismes formés de cellules eucaryotes : il s'agit des Animaux, des Plantes, des Champignons, des Algues et des Protistes.
Quelle que soit leur cat√©gorie, toutes les cellules partagent quatre composants communs : 
1) une membrane plasmique (qu'on appelait autrefois la membrane cellulaire), qui est un rev√™tement ext√©rieur s√©parant l'int√©rieur de la cellule de son environnement; 

2) un cytoplasme, une substance gélatineuse à l'intérieur de la cellule dans laquelle se trouvent d'autres composants cellulaires;

3) de l'ADN (acide d√©soxyribonucl√©ique), qui est le mat√©riel g√©n√©tique de la cellule; 

4) des ribosomes, qui sont les particules qui synthétisent les protéines

Procaryotes ou eucaryotes, toutes les cellules présentent une grande diversité de formes et de tailles, qui résultent de leur adaptation évolutive à différents environnements ou à différentes fonctions spécialisées au sein des organismes pluricellulaires.
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Cellule procaryote.
Structure g√©n√©rale d'une cellule procaryote. - Une cellule procaryote typique contient une membrane cellulaire, de l'ADN chromosomique concentr√© dans un nucl√©o√Įde, des ribosomes et une paroi cellulaire. Certaines cellules procaryotes peuvent √©galement poss√©der des flagelles, des pili (poils), des fimbriae (franges) et des capsules.

Taille des cellules.
Avec de dimensions de l'ordre de 0,1 √† 5,0 ¬Ķm, les cellules procaryotes sont significativement plus petites que les cellules eucaryotes, dont les diam√®tres se situent g√©n√©ralement entre 10 √† 100 ¬Ķm (certaines pouvant m√™me √™tre beaucoup plus grandes, comme les oeufs des Oiseaux). 

La petite taille des cellules procaryotes permet aux ions et aux mol√©cules organiques qui y p√©n√®trent de se propager rapidement √† d'autres parties de la cellule. De m√™me, tous les d√©chets produits dans une cellule procaryote peuvent rapidement sortir. Ce n'est pas le cas des cellules eucaryotes dont l'√©volution s'est traduite par diff√©rentes adaptations structurelles pour am√©liorer le transport cellulaire. La grande taille de ces cellules n'aurait pas √©t√© possible sans ces adaptations. 

En général, la taille des cellules est limitée, car le volume (proportionnel au cube du diamètre) augmente beaucoup plus rapidement que la surface cellulaire (proportionnelle au carré du diamètre). Lorsqu'une cellule devient plus grande, il devient de plus en plus difficile pour la cellule d'acquérir suffisamment de matériaux pour soutenir les processus à l'intérieur de la cellule, car la taille relative de la surface, autrement dit les voies de passage, à travers laquelle les matériaux doivent être transportés diminue.

Les cellules eucaryotes

Une cellule eucaryote est une cellule qui  a son noyau li√© √† la membrane et d'autres compartiments ou sacs li√©s √† la membrane, appel√©s organites (= petits organes). Ceux-ci ont des fonctions sp√©cialis√©es, tout comme les organes du corps ont des fonctions sp√©cialis√©es. De m√™me, ces organites permettent aux diverses fonctions qu'ils assurent de se produire simultan√©ment dans la cellule. Les cellules eucaryotes ont ainsi une structure plus complexe que les cellules procaryotes.
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Cellule eucaryote.
Cellule eucaryote d'un organisme unicellulaire. - Notez que les cellules des Eucaryotes ont des formes et des des fonctions très variables, aussi n'y trouve-t-on pas nécessairement toutes structure représentées ici.

Avant de discuter plus en détail des fonctions des organites au sein d'une cellule eucaryote, examinons d'abord deux composants importants de la cellule : la membrane plasmique et le cytoplasme.

La membrane plasmique.
Comme les cellules procaryotes, les cellules eucaryotes ont une membrane plasmique compos√©e d'une bicouche phospholipidique avec des prot√©ines incorpor√©es, qui s√©pare le contenu de la cellule de son environnement. Un phospholipide est une mol√©cule lipidique compos√©e de deux cha√ģnes d'acides gras, d'un squelette glyc√©rol et d'un groupe phosphate. La membrane plasmique r√©gule le passage de certaines substances, telles que les mol√©cules organiques, les ions et l'eau, emp√™chant le passage de certaines pour maintenir les conditions internes, tout en introduisant ou en retirant activement d'autres. Certains compos√©s peuvent aussi se d√©placer passivement √† travers la membrane.

Les membranes plasmiques des cellules qui se sp√©cialisent dans l'absorption sont repli√©es pour prendre des formes semblables √† des doigts appel√©es microvillosit√©s. Ce pliage augmente la surface de la membrane plasmique. Ces cellules se trouvent g√©n√©ralement le long de l'intestin gr√™le, l'organe qui absorbe les nutriments des aliments dig√©r√©s. 

Les personnes atteintes d'une maladie coeliaque développent une réponse immunitaire au gluten, qui est une protéine présente dans le blé, l'orge et le seigle. La réponse immunitaire endommage les microvillosités et, par conséquent, les personnes atteintes ne peuvent pas absorber les nutriments. Cela conduit à de la malnutrition, à des crampes et à de la diarrhée. Les patients souffrant d'une telle maladie doivent suivre un régime sans gluten.
Le cytoplasme.
Le cytoplasme correspond au contenu d'une cellule entre la membrane plasmique et l'enveloppe nucléaire. Il est composé de cytosol (un fluide de type gel), d'organites en suspension dans celui-ci, du cytosquelette qui procure une armature à la cellule, et de diverses substances chimiques. Même si le cytoplasme est constitué de 70% à 80% d'eau, il a une consistance semi-solide, qui provient des protéines qu'il contient. Cependant, les protéines ne sont pas les seules molécules organiques présentes dans le cytoplasme. On y trouve également du glucose et d'autres sucres simples, des polysaccharides, des acides aminés, des acides nucléiques, des acides gras et des dérivés du glycérol. Des ions de sodium, de potassium, de calcium et de nombreux autres éléments sont également dissous dans le cytoplasme. De nombreuses réactions métaboliques, à commencer par la synthèse des protéines, ont lieu dans le cytoplasme.

Les organites.
Les organites sont les structures subcellulaires que l'on rencontre dans le cytoplasme des cellules et qui ont une forme et une fonction qui leur est propre. Certains organites sont communs à toutes les cellules eucaryotes (mitochondries, ribosomes, peroxysome, réticulum endoplasmique, vacuoles et vésicules, appareil de Golgi), d'autres sont propres aux cellules animales (centrosome, lysosome), et d'autres encore ne se rencontrent que dans les cellules végétales (paroi cellulaire, chloroplastes, grande vacuole). Les ribosomes, par exemple, sont les centres de production des protéines, les lysosomes décomposent les protéines, les polysaccharides, les lipides, les acides nucléiques et même les organites usés, les chloroplastes sont les organites qui assurent la photosynthèse par les plantes, etc.

Le système endomembranaire.
Le système endomembranaire (endo = intérieur) est un groupe de membranes et d'organites dans les cellules eucaryotes qui travaillent ensemble pour modifier, conditionner et transporter les lipides et les protéines. Il comprend l'enveloppe nucléaire, le réticulum endoplasmique, les vésicules, l'appareil de Golgi, auxquels s'ajoutent, dans les cellules animales, les lysosomes. Bien qu'elle ne soit pas techniquement à l'intérieur de la cellule, la membrane plasmique est incluse dans le système endomembranaire car elle interagit avec les autres organites de ce système.
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SystŤme endomembranaire.
Le r√īle du syst√®me endomembranaire est de modifier, emballer et transporter entre le r√©ticulum endoplasmique et la membrane plasmique des lipides et des prot√©ines. (Cr√©dit: Magnus Manske).

Le cytosquelette.
On donne le nom de cytosquelette au r√©seau de fibres prot√©iques contenu dans le cytoplasme, qui aide √† maintenir la forme de la cellule, s√©curise certains organites dans des positions sp√©cifiques, permet au cytoplasme et aux v√©sicules de se d√©placer √† l'int√©rieur de la cellule et permet aussi aux organismes unicellulaires de se d√©placer ind√©pendamment. 
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Les composantes des cellules
Composant cellulaire Fonction Présent chez les Procaryotes? Présent dans les cellules animales? Présent dans les cellules végétales?
Membrane plasmique
S√©pare la cellule de l'environnement ext√©rieur; contr√īle le passage des mol√©cules organiques, des ions, de l'eau, de l'oxyg√®ne et des d√©chets dans et hors de la cellule Oui Oui Oui
Cytoplasme
Fournit une structure à la cellule; site de nombreuses réactions métaboliques; milieu dans lequel se trouvent des organites Oui Oui Oui
Nucl√©o√Įde
Emplacement de l'ADN Oui Non Non
Noyau
Organite cellulaire qui abrite l'ADN et dirige la synthèse des ribosomes et des protéines Non Oui Oui
Ribosomes
Synthèse des protéines Oui Oui Oui
Mitochondries
Production d'ATP / respiration cellulaire Non Oui Oui
Peroxisomes
Oxyde et décompose les acides gras et les acides aminés et détoxifie les poisons Non Oui Oui
V√©sicules 
et vacuoles
Stockage et transport; fonction digestive dans les cellules végétales Non Oui Oui
Centrosome
R√īle non sp√©cifi√© dans la division cellulaire dans les cellules animales; centre organisateur des microtubules dans les cellules animales Non Oui Non
Lysosomes
Digestion des macromolécules; recyclage des organites usés Non Oui Non
Paroi cellulaire
Protection, support structurel et maintien de la forme des cellules Oui (principalement peptoglycane dans les bactéries, mais pas dans les Archées) Non Oui (principalement cellulose)
Chloroplastes
Photosynthèse Non Non Oui
Réticulum endoplasmique
Modifie les protéines et synthétise les lipides Non Oui Oui
Appareil
de Golgi
Modifie, trie, étiquette, conditionne et distribue les lipides et les protéines Non Oui Oui
Cytosquelette
Maintient la forme des cellules, sécurise les organites dans des positions spécifiques, permet au cytoplasme et aux vésicules de se déplacer à l'intérieur de la cellule et permet aux organismes unicellulaires de se déplacer indépendamment Oui Oui Oui
Flagelles
Locomotion cellulaire Parfois Parfois Non, sauf exception
Cils
Locomotion cellulaire, mouvement des particules le long de la surface extracellulaire de la membrane plasmique et filtration Non Parfois Non

Matrice extracellulaire et jonctions intercellulaires.
La plupart des cellules animales lib√®rent des mat√©riaux dans l'espace extracellulaire. Les principaux composants de ces mat√©riaux sont les glycoprot√©ines et le collag√®ne prot√©ique. Collectivement, ces mat√©riaux constituent la matrice extracellulaire ou ciment intercellulaire). Non seulement la matrice extracellulaire maintient les cellules ensemble pour former un tissu, mais elle permet √©galement aux cellules √† l'int√©rieur du tissu de communiquer entre elles, via des jonctions itercellulaires : jonctions serr√©es,  desmosomes, jonctions lacunaires. Les cellules v√©g√©tales sont connect√©es et communiquent avec leurs voisines via des plasmodesmes.

La matrice extracellulaire.
Lorsque des r√©cepteurs prot√©iques √† la surface de la membrane plasmique d'une cellule animale se lient √† une substance adapt√©e √† la matrice extracellulaire, une cha√ģne de r√©actions commence qui modifie les activit√©s qui se d√©roulent √† l'int√©rieur de la cellule. 

La coagulation sanguine fournit un exemple du r√īle que joue la matrice extracellulaire dans la communication cellulaire. Quand les cellules tapissant un vaisseau sanguin sont endommag√©es, elles pr√©sentent un r√©cepteur prot√©ique appel√© facteur tissulaire. Lorsque le facteur tissulaire se lie √† un autre facteur de la matrice extracellulaire, il fait adh√©rer les plaquettes √† la paroi du vaisseau sanguin endommag√©, stimule les cellules musculaires lisses adjacentes du vaisseau sanguin √† se contracter (resserrant ainsi le vaisseau sanguin) et initie une s√©rie d'√©tapes qui stimulent les plaquettes pour produire des facteurs de coagulation.
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Matrice extracellulaire.
La matrice extracellulaire est constituée d'un réseau
de substances sécrétées par la cellule.

Jonctions intercellulaires.
Les jonctions intercellulaires, on l'a dit, sont de différents types :

‚ÄĘ  Les plasmodesmes. - En g√©n√©ral, de longs tron√ßons des membranes plasmiques des cellules v√©g√©tales voisines ne peuvent pas se toucher car ils sont s√©par√©s par les parois cellulaires entourant chaque cellule. Les plasmodesmes sont de nombreux canaux qui passent entre les parois cellulaires des cellules v√©g√©tales adjacentes, reliant leur cytoplasme et permettant aux mol√©cules de signal et aux nutriments d'√™tre transport√©s de cellule √† cellule. 

‚ÄĘ  Les jonctions serr√©es. - On d√©signe ainsi les jonctions √©tanches √† l'eau entre deux cellules animales adjacentes. Les prot√©ines maintiennent √©troitement les cellules les unes contre les autres. Cette adh√©rence serr√©e emp√™che les mat√©riaux de se perdre entre les cellules. Des jonctions serr√©es se trouvent g√©n√©ralement dans le tissu √©pith√©lial qui tapisse les organes internes et les cavit√©s, et compose la majeure partie de la peau. Les jonctions serr√©es des cellules √©pith√©liales tapissant la vessie, par exemple, emp√™chent l'urine de fuir dans l'espace extracellulaire.

‚ÄĘ  Les desmosomes (jonctions d'ancrage). - On trouve √©galement uniquement dans les cellules animales des desmosomes, qui agissent comme des soudures par points entre les cellules √©pith√©liales adjacentes. Ils maintiennent les cellules ensemble sous la forme d'un feuillet √©lastique dans des organes et des tissus qui s'√©tirent, comme la peau, le coeur et les muscles.

‚ÄĘ  Les jonctions lacunaires  (jonctions communicantes ou jonctions perm√©ables). - Les jonctions lacunaires dans les cellules animales sont analogues aux plasmodesmes dans les cellules v√©g√©tales :  ce sont des canaux entre les cellules adjacentes qui permettent le transport des ions, des nutriments et d'autres substances qui permettent aux cellules de communiquer. Structurellement, cependant, les jonctions lacunaires et les plasmodesmes diff√®rent.

Les jonctions lacunaires apparaissent lorsqu'un ensemble de six protéines (appelées connexines) dans la membrane plasmique s'organisent dans une configuration allongée en forme de beignet appelée connexon. Lorsque les pores des connexons dans les cellules animales adjacentes s'alignent, un canal entre les deux cellules se forme.

Les jonctions lacunaires sont particulièrement importantes dans le muscle cardiaque : le signal électrique pour que le muscle se contracte passe efficacement à travers les jonctions lacunaires, permettant aux cellules du muscle cardiaque de se contracter ensemble.

Jonctions cellulaires.
 Jonctions cellulaires. - Il existe quatre types de connexions entre les cellules. (a) Un plasmodesme est un canal entre les parois cellulaires de deux cellules v√©g√©tales adjacentes. (b) Des jonctions serr√©es joignent les cellules animales adjacentes. (c) Les desmosomes joignent deux cellules animales ensemble. (d) Les jonctions lacunaires agissent comme des canaux entre les cellules animales. (cr√©dits b, c, d :Mariana Ruiz Villareal).

La membrane plasmique

La membrane plasmique d'une cellule enveloppe enti√®rement celle-ci : elle d√©finit donc la limite de la cellule et d√©termine la nature de son contact avec l'environnement. Les cellules excluent certaines substances, en absorbent d'autres et en excr√®tent d'autres encore, toutes en quantit√©s contr√īl√©es. 

La membrane plasmique agit d√®s lors comme une barri√®re entre l'int√©rieur et l'ext√©rieur de la cellule en permettant l'entr√©e et la sortie de ces substances. Ce passage est un ph√©nom√®ne appel√© perm√©abilit√© et cette perm√©abilit√© est s√©lective : certaines substances doivent pouvoir entrer dans la cellule ou en  sortir, les mati√®res nocives ne doivent pas pouvoir rentrer et les mati√®res essentielles de doivent pas √™tre en mesure de sortir. 

La membrane plasmique doit √©galement √™tre suffisamment flexible pour permettre √† certaines cellules, telles que les globules rouges et les globules blancs, de changer de forme lorsqu'elles traversent des capillaires √©troits. La membrane plasmique n'est donc pas un simple sac statique. Elle est dynamique et en constante √©volution. 

De plus, la surface de la membrane plasmique porte des marqueurs (mol√©cules particuli√®res) qui permettent aux cellules de se reconna√ģtre mutuellement, ce qui est vital au cours du d√©veloppement pr√©coce d'un organisme, √† mesure que les tissus et les organes se forment. Cette reconnaissance mutuelle  joue plus tard un r√īle dans la distinction entre "soi" et "non-soi", qui est le fondement de la r√©ponse immunitaire.

La membrane plasmique porte aussi des récepteurs qui sont des sites de fixation pour des substances spécifiques qui interagissent avec la cellule. Chaque récepteur est structuré pour se lier à une substance spécifique. Par exemple, les récepteurs de surface de la membrane créent des changements à l'intérieur, comme ceux observés dans les enzymes des voies métaboliques. Ces voies métaboliques peuvent être vitales pour fournir de l'énergie à la cellule, fabriquer des substances spécifiques pour la cellule, décomposer les déchets cellulaires ou éliminer des toxines.

Les récepteurs situés à la surface extérieure de la membrane plasmique interagissent avec les hormones ou les neurotransmetteurs et permettent à leurs messages d'être transmis à la cellule. Certains sites de reconnaissance sont utilisés par les virus comme points d'attache. Bien qu'ils soient hautement spécifiques, des agents pathogènes comme les virus peuvent évoluer pour exploiter les récepteurs pour entrer dans une cellule en imitant la substance spécifique que le récepteur est censé se lier. Cette spécificité permet, par exemple, d'expliquer pourquoi le virus de l'immunodéficience humaine (VIH) ou l'un des cinq types de virus de l'hépatite envahissent uniquement des cellules spécifiques.

Le mod√®le de la mosa√Įque fluide.
En 1972, S. J. Singer et Garth L. Nicolson ont propos√© un nouveau mod√®le de la membrane plasmique qui, par rapport √† une compr√©hension ant√©rieure, expliquait mieux les observations microscopiques et la fonction de la membrane plasmique. Cela s'appelait le mod√®le de la mosa√Įque fluide. Le mod√®le a quelque peu √©volu√© au fil du temps, mais il rend mieux compte de la structure et des fonctions de la membrane plasmique telles qu'on les comprend aujourd'hui. 

Le mod√®le de mosa√Įque fluide d√©crit la structure de la membrane plasmique comme une mosa√Įque de composants - parmi lesquels des phospholipides, du cholest√©rol, des prot√©ines et des glucides - dans laquelle ces composants peuvent s'√©couler et changer de position, tout en maintenant l'int√©grit√© de base de la membrane. Les mol√©cules de phospholipides et les prot√©ines int√©gr√©es sont capables de diffuser rapidement et lat√©ralement dans la membrane. 
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ModŤle de la mosaÔque fluide de la membrane plasmique.
Mod√®le de la mosa√Įque fluide de la membrane plasmique. - La membrane plasmique est une bicouche phospholipidique avec des prot√©ines incorpor√©es. D'autres composants, tels que le cholest√©rol et les glucides, peuvent √™tre trouv√©s dans la membrane en plus des phospholipides et des prot√©ines. Le mod√®le de mosa√Įque fluide de la structure de la membrane plasmique d√©crit cette membrane comme une combinaison fluide de ces diverses substances.

La fluidit√© de la membrane plasmique est n√©cessaire aux activit√©s de certaines enzymes et transportent des mol√©cules √† l'int√©rieur de la membrane. Les membranes plasmiques ont une √©paisseur de 5 √† 10 nm. √Ä titre de comparaison, les globules rouges humains ont une √©paisseur d'environ 8 ¬Ķm, ce qui est environ 1000 fois plus gros que l'√©paisseur d'une membrane plasmique. 

La membrane plasmique est constitu√©e principalement d'une bicouche de phospholipides dans laquelle sont incluses de nombreuses prot√©ines (= mosa√Įque prot√©ique). Celles qui se trouvent aux surfaces int√©rieure et ext√©rieure de la bicouche sont dites prot√©ines p√©riph√©riques; celles qui p√©n√®trent √† l'int√©rieur de la bicouche sont dites prot√©ines in√©tgrales. Toutes ces mol√©cules (prot√©ines et phospholipides) peuvent √™tre unies √† des glucides pour former des glycoprot√©ines.et des glycolipides. 

Les membranes des cellules animales peuvent également intégrer du cholestérol. La quantité de ce cholestérol dans les membranes plasmiques animales régule la fluidité de la membrane et change en fonction de la température de l'environnement cellulaire. En d'autres termes, le cholestérol agit comme un antigel dans la membrane cellulaire et est plus abondant chez les animaux qui vivent dans des climats froids.

‚ÄĘ  Phospholipides. - Le tissu principal de la membrane est compos√© de deux couches de mol√©cules de phospholipides, et les extr√©mit√©s polaires de ces mol√©cules sont en contact avec un fluide aqueux √† l'int√©rieur et √† l'ext√©rieur de la cellule. Ainsi, les deux surfaces de la membrane plasmique sont hydrophiles. En revanche, l'int√©rieur de la membrane, entre ses deux surfaces, on trouve une r√©gion hydrophobe ou non polaire √† cause des queues d'acides gras des phospholipides. Cette r√©gion n'a aucune attraction pour l'eau ou d'autres mol√©cules polaires.

‚ÄĘ  Prot√©ines. - Les prot√©ines constituent le deuxi√®me composant chimique majeur des membranes plasmiques. 

+ Les prot√©ines int√©grales sont ins√©r√©es dans la membrane plasmique et peuvent s'√©tendre sur tout ou partie de la membrane. Les prot√©ines int√©grales peuvent servir de canaux ou de pompes (canaux prot√©iques) pour d√©placer les mat√©riaux dans ou hors de la cellule. 

+ Les prot√©ines p√©riph√©riques se trouvent sur les surfaces ext√©rieures ou int√©rieures des membranes, attach√©es soit aux prot√©ines int√©grales soit aux mol√©cules de phospholipides. 

Les protéines intégrales et périphériques peuvent servir d'enzymes, de points d'ancrage structuraux pour les fibres du cytosquelette ou de sites de reconnaissance cellulaire.

‚ÄĘ  Glucides. - Les glucides sont le troisi√®me composant majeur des membranes plasmiques. Ils se trouvent toujours √† la surface ext√©rieure des cellules et sont li√©s soit aux prot√©ines (formant des glycoprot√©ines) soit aux lipides (formant des glycolipides). Ces cha√ģnes glucidiques peuvent √™tre constitu√©es de 2 √† 60 unit√©s monosaccharides et peuvent √™tre droites ou ramifi√©es. Avec les prot√©ines p√©riph√©riques, les glucides forment des sites sp√©cialis√©s √† la surface des cellules qui permettent aux cellules de se reconna√ģtre.

Toutes les autres membranes de la cellule (celles du noyau, des mitocondries, de l'appareil de Golgi, des chloroplastes, etc.), poss√®dent une structure similaire; seules les proportions et les types de lipides, de prot√©ines et de glucides pouvant diff√©rer selon l'organite consid√©r√©. 

Fluidité membranaire.
Dans le mod√®le de la mosa√Įque fluide, les prot√©ines int√©grales et les lipides existent dans la membrane sous forme de mol√©cules s√©par√©es mais reli√©es de mani√®re l√Ęche. L'arrangement de ces mol√©cule ressemble √† celui des carreaux multicolores s√©par√©s d'une image en mosa√Įque, et ils flottent, se d√©pla√ßant quelque peu les uns par rapport aux autres. La membrane n'est pas pour autant semblable √† un ballon qui peut se dilater et se contracter; elle est plut√īt assez rigide et peut √©clater si elle est p√©n√©tr√©e ou si la cellule absorbe trop d'eau. En raison de sa nature mosa√Įque, une aiguille tr√®s fine , cependant, peut facilement p√©n√©trer une membrane plasmique sans la faire √©clater, et la membrane se refermera automatiquement lorsque l'aiguille sera extraite.

La structure mosa√Įque de la membrane explique au moins en partie sa fluidit√©. Un facteur qui aide √† maintenir celle-ci tient √† la nature des phospholipides eux-m√™mes. Dans leur forme satur√©e, les acides gras contenus dans les queues de phospholipides sont satur√©s d'atomes d'hydrog√®ne li√©s. Il n'y a pas de doubles liaisons entre les atomes de carbone adjacents. Il en r√©sulte des queues relativement droites. En revanche, les acides gras insatur√©s ne contiennent pas un nombre maximal d'atomes d'hydrog√®ne, mais ils contiennent des doubles liaisons entre les atomes de carbone adjacents; une double liaison se traduit par un coude dans la cha√ģne d'atomes de carbone d'environ 30 degr√©s.

Ainsi, si les acides gras satur√©s, avec leur queue droite, sont comprim√©s lorsque la temp√©rature baisse, ils se pressent les uns contre les autres, formant une membrane dense et assez rigide. Si les acides gras insatur√©s sont comprim√©s, les "plis" dans leur queue couchent les mol√©cules de phospholipides adjacentes, en maintenant un certain espace entre les mol√©cules de phospholipides. Cela aide √† maintenir la fluidit√© de la membrane √† des temp√©ratures auxquelles les membranes contenant des queues d'acides gras satur√©s dans leurs phospholipides ¬ę g√®leraient ¬Ľ ou se solidifieraient. 

La fluidité relative de la membrane est particulièrement importante dans un environnement froid. Un tel environnement a tendance à comprimer les membranes composées en grande partie d'acides gras saturés, les rendant moins fluides et plus susceptibles de se rompre. De nombreux organismes (les Poissons en sont un exemple) sont capables de s'adapter aux environnements froids en modifiant la proportion d'acides gras insaturés dans leurs membranes en réponse à la baisse de la température.

Le transport passif.

La membrane cellulaire peut être perméable à certaines substances (molécules ou corps plus gros). Cette traversée de la membrane peut se faire principalement selon deux modalités, le transport passif, dans lequel des molécules (de petite taille) peuvent traverser la membrane sans apport d'énergie par la cellule, et le transport actif (évoqué plus bas) recourt de l'énergie produite par la cellule, cela permet le transport de petites molécules, mais aussi de corps plus gros (phénomènes d'endocytose et d'exocytose).
Le transport membranaire passif se fait g√©n√©ralement le long d'un gradient de concentration, c'est-√†-dire du c√īt√© o√Ļ une substance est plus concentr√©e vers le c√īt√© o√Ļ elle est moins concentr√©e. Les mol√©cules impliqu√©es dans le transport membranaire passif comprennent un large √©ventail de substances, notamment les ions (comme Na+, K+, Ca2+, Cl-), les petites mol√©cules non charg√©es (telles que l'eau, l'oxyg√®ne et le dioxyde de carbone), ainsi que d'autres mol√©cules plus grandes qui peuvent √™tre sp√©cifiquement transport√©es par des transporteurs membranaires. Les principaux types de transport membranaire passif sont :

Diffusion simple.
Les petites molécules non chargées, telles que l'oxygène (O2) et le dioxyde de carbone (CO2), peuvent diffuser directement à travers la bicouche lipidique de la membrane cellulaire en raison de leur petite taille et de leur nature liposoluble.

Diffusion facilitée.
La diffusion facilit√©e correspond √† la situation o√Ļ des mol√©cules plus grosses ou charg√©es n√©cessitent l'aide de prot√©ines de transport int√©grales pour traverser la membrane. Ces prot√©ines peuvent former des canaux (canaux ioniques) ou des transporteurs (transporteurs membranaires) qui facilitent le passage s√©lectif de certaines substances. Par exemple, les canaux ioniques permettent le passage s√©lectif d'ions tels que le sodium (Na+), le potassium (K+), le calcium (Ca2+), et le chlore (Cl-) √† travers la membrane.

Osmose.
L'osmose est un processus particulier de diffusion de l'eau √† travers une membrane semi-perm√©able qui se produit du c√īt√© o√Ļ la concentration en solut√©s est plus √©lev√©e vers le c√īt√© o√Ļ elle est plus faible. Cela √©quilibre la concentration de solut√©s de part et d'autre de la membrane.

Le transport actif.
Le transport actif dans les membranes cellulaires fait référence au mouvement de substances à travers la membrane cellulaire contre leur gradient de concentration, c'est-à-dire de régions de concentration plus faible vers des régions de concentration plus élevée. Contrairement au transport passif, qui se produit de manière spontanée et ne nécessite pas d'énergie cellulaire, le transport actif requiert de l'énergie, généralement sous forme d'ATP (adénosine triphosphate) dans le cas des cellules vivantes. Il existe plusieurs types de transport actif : transport par pompe ionique et, pour les particules plus grosses, transport par endocytose et transport par exocytose.

Transport par pompe ionique.
Les pompes ioniques sont des prot√©ines membranaires sp√©cialis√©es qui utilisent l'√©nergie de l'ATP pour transporter des ions √† travers les membranes cellulaires contre leur gradient de concentration. Ces pompes permettent de maintenir l'hom√©ostasie ionique et  de g√©n√©rer des potentiels √©lectriques √† travers les membranes cellulaires dans de nombreux types de cellules. Exemples :

‚ÄĘ La pompe sodium-potassium (Na+/K+-ATPase) transporte trois ions sodium (Na‚Āļ) hors de la cellule et deux ions potassium (K‚Āļ) dans la cellule √† l'aide de l'ATP comme source d'√©nergie. Cette pompe est pr√©sente dans presque toutes les cellules animales. Elle est essentielle pour maintenir un potentiel de membrane n√©gatif, pour r√©guler le volume cellulaire et pour cr√©er un gradient ionique qui est utilis√© pour d'autres processus de transport.

‚ÄĘ La pompe calcium ATPase (Ca¬≤‚Āļ-ATPase)  transporte les ions calcium (Ca¬≤‚Āļ) hors de la cellule ou dans les organites cellulaires, en utilisant √©galement √©galement l'ATP. Elle est importante pour la r√©gulation du calcium intracellulaire, qui est impliqu√© dans de nombreuses fonctions cellulaires, telles que la contraction musculaire, la signalisation cellulaire et la s√©cr√©tion.

‚ÄĘ La pompe √† proton (H‚Āļ-ATPase) transporte les ions hydrog√®ne (protons, H‚Āļ) √† travers la membrane cellulaire, contribuant ainsi au maintien du pH intracellulaire et √† la r√©gulation de l'acidit√© cellulaire. Par exemple, la pompe √† protons pr√©sente dans les membranes des lysosomes est essentielle pour maintenir l'acidit√© n√©cessaire √† la d√©gradation des d√©chets cellulaires.

‚ÄĘ La pompe √† chlorure (Cl‚ĀĽ-ATPase) transporte les ions chlorure (Cl‚ĀĽ) √† travers la membrane cellulaire, contribuant ainsi √† la r√©gulation  du volume cellulaire, de l'√©quilibre osmotique et du pH intracellulaire.

‚ÄĘ La pompe √† cations divalents (Ca¬≤‚Āļ, Mg¬≤‚Āļ-ATPase) transporte les ions divalents tels que le calcium (Ca¬≤‚Āļ) ou le magn√©sium (Mg¬≤‚Āļ) √† travers la membrane cellulaire.

Endocytose.
L'endocytose est un type de transport actif par lequel une cellule peut absorber des particules de dimensions plus importantes, telles que des macromol√©cules, des parties de cellules et m√™me des cellules enti√®res. 

Il existe diff√©rentes variantes d'endocytose, mais toutes partagent une caract√©ristique commune : la membrane plasmique de la cellule s'invagine, formant une poche autour de la particule cible. La poche se pince, ce qui fait que la particule est enferm√©e dans une vacuole nouvellement cr√©√©e et qui est form√©e √† partir de la membrane plasmique. Puis la vacuole s'ouvre de l'autre c√īt√© de la membrane plasmique.
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Variantes de l'endocytose.
Trois variantes de l'endocytose. - (a) Dans la phagocytose, la membrane cellulaire entoure la particule et s'invagine pour former une vacuole intracellulaire. (b) Dans la pinocytose, la membrane cellulaire entoure un petit volume de liquide et s'invagine, formant une vésicule. (c) Dans l'endocytose médiée par les récepteurs, l'absorption de substances par la cellule est ciblée sur un seul type de substance qui se lie au récepteur sur la membrane cellulaire externe. (crédit : Mariana Ruiz Villarreal).
‚ÄĘ  La phagocytose. - C'est le processus par lequel de grosses particules, telles que des cellules, sont absorb√©es par une cellule. La phagocytose n'est observ√©e que chez certains organismes unicellulaires tels que l'Amibe (Les Protozoaires) et dans les cellules animales telles que les leucocytes; ces derniers sont  des cellules sanguines responsables de la d√©fense de l'organisme : les leucocytes phagocytent les bact√©ries pathog√®nes ou nuisibles qui ont p√©n√©tr√© dans l'organisme. Ainsi, un leucocyte appel√© macrophage √©met-il d'abord des extensions de sa membrane appel√©es pseudopodes. Les pseudopodes entourent les bact√©ries reconnues comme une menace, les extr√©mit√©s fusionnent pour former une grande v√©sicule (vacuole alimentaire) qui englobe la bact√©rie. La vacuole alimentaire fusionne avec un lysosome dont les enzymes dig√®rent la bact√©ries. Ce m√™me processus est effectu√© par des organismes unicellulaires pour obtenir des nutriments.

Phagocytose d'une bactťrie par un macrophage.

Bact√©rie potentiellement pathog√®ne engloutie (phagocyt√©e) par un macrophage. - On observe les quatre √©tapes suivantes : 1) une portion de la membrane plasmique du macrophage s'invagine ( = se replie) et engloutit un pathog√®ne; 2) la portion invagin√©e qui retient l'agent pathog√®ne se d√©tache de la membrane plasmique et devient une v√©sicule; 3) la v√©sicule fusionne avec un lysosome; 4) les enzymes hydrolytiques du lysosome d√©truisent  le pathog√®ne.

‚ÄĘ  La pinocytose. - Cette autre variante de l'endocytose concerne presque toutes les cellules eucaryotes, √† la fois celles des organismes unicellulaires et celles des animaux pluricellulaires, qui introduit constamment des fluides par pinocytose. On a donn√© le nom de pinocytose  (pino- = boire) √† ce processus  √† une √©poque o√Ļ l'on supposait que la cellule absorbait d√©lib√©r√©ment du liquide extracellulaire. En r√©alit√©, ce processus absorbe les solut√©s du liquide extracellulaire dont la cellule a besoin .

‚ÄĘ  L'endocytose m√©di√©e par un r√©cepteur. - Une variante cibl√©e de l'endocytose utilise des prot√©ines de liaison dans la membrane plasmique qui sont sp√©cifiques √† certaines substances. Les particules se lient aux prot√©ines et la membrane plasmique s'invagine, amenant la substance et les prot√©ines dans la cellule. Si le passage √† travers la membrane de la cible de l'endocytose m√©di√©e par les r√©cepteurs est inefficace, elle ne sera pas √©limin√© des fluides tissulaires ou du sang. Au lieu de cela, elle restera dans ces fluides o√Ļ sa concentration  augmentera. 

Certaines maladies humaines sont caus√©es par une d√©faillance de l'endocytose m√©di√©e par les r√©cepteurs. Par exemple, la forme de cholest√©rol appel√©e lipoprot√©ine de basse densit√© ou LDL (√©galement appel√©e ¬ę mauvais ¬Ľ cholest√©rol) est √©limin√©e du sang par endocytose m√©di√©e par des r√©cepteurs. Dans l'hypercholest√©rol√©mie familiale, une maladie g√©n√©tique humaine, les r√©cepteurs LDL sont d√©fectueux ou compl√®tement absents. Les personnes atteintes de cette maladie ont des taux de cholest√©rol potentiellement mortels, car leurs cellules ne peuvent pas √©liminer ce produit chimique de leur sang.
Exocytose.
L'exocytose est le m√©canisme contraire de l'endocytose. Son but est d'expulser un mat√©riau de la cellule dans le liquide extracellulaire. Ce peut √™tre des d√©chets issus de l'activit√© de la cellule ou des substances qu'elle s√©cr√®te normalement, comme des hormones et les enzymes destin√©es √† √™tre utilis√©es ailleurs dans l'organisme. 
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Exocytose.
Dans l'exocytose, une vésicule migre vers la membrane plasmique, se lie et libère son contenu à l'extérieur de la cellule. (Crédit :Mariana Ruiz Villarreal).

Le cytoplasme 

Le cytoplasme comprend deux parties : 
‚ÄĘ  Le hialoplasme ou cytosol, qui est une solution aqueuse de sels, sucres, acides amin√©s, prot√©ines, acides gras, nucl√©otides et autres mati√®res. De consistance g√©latineuse, le cytosol est le milieu dans lequel baignent  les diverses structures intra-cellulaires : le noyau et les autres organites.

‚ÄĘ  Le cytosquelette, constitu√© d'un r√©seau de fibres et de tubules prot√©iques, forme un syst√®me de support intracellulaire.

De nombreuses r√©actions biologiques se produisent dans le cytoplasme gr√Ęce aux enzymes (prot√©ines) qui catalysent ces r√©actions. 

Les paragraphes qui suivent passent en revue les organites communs à toutes les cellules eucaryotes, puis ceux propres aux cellules animales et végétales. Le cytosquelette et le noyau sont abordés ensuite.

Organites présents dans toutes les cellules eucaryotes

Ribosomes.
De 15 √† 30 nanom√®tres de diam√®tre environ, les ribosomes sont les organites cellulaires les plus nombreux. une cellule peut en contenir jusqu'√† un demi-million. Lorsqu'ils sont vus au microscope √©lectronique, les ribosomes libres apparaissent sous forme de minuscules granules sombres isol√©s ou en amas (polyribosomes)  flottant librement dans le cytoplasme. Selon le type et la fonction de la cellule concern√©e, les ribosomes peuvent aussi √™tre attach√©s au c√īt√© cytoplasmique de la membrane plasmique ou au c√īt√© cytoplasmique du r√©ticulum endoplasmique. 

La microscopie √©lectronique a montr√© que les ribosomes ne poss√®dent pas de membrane et se composent de deux sous-unit√©s, une grande et une petite, chacune compos√©e d'ARN ribosomique (ARNr) et d'un grand nombre de prot√©ines. Lorsque les deux sous-unit√©s se rejoignent, elles forment une machine mol√©culaire complexe, dont les enzymes facilitent la synth√®se des prot√©ines dans la cellule. 

Parce que la synth√®se des prot√©ines est essentielle pour toutes les cellules, les ribosomes se trouvent dans pratiquement toutes les cellules, bien qu'ils soient plus petits dans les cellules procaryotes. Ils sont particuli√®rement abondants dans les globules rouges immatures o√Ļ ils synth√©tisent l'h√©moglobine, la prot√©ine impliqu√©e dans le transport de l'oxyg√®ne dans tout le corps.

Mitochondries.
Les mitochondries sont souvent qualifi√©es de ¬ę centrales √©nerg√©tiques ¬Ľ de la cellule car elles sont responsables de la fabrication de l'ad√©nosine triphosphate (ATP), la principale mol√©cule porteuse d'√©nergie de la cellule. La formation d'ATP √† partir de la d√©gradation du glucose est connue sous le nom de respiration cellulaire. Ce processus d√©livre l'√©nergie dont la cellule a besoin pour mener √† bien ses activit√©s (synth√®se de substances, transport actif, division cellulaire, mouvement des cils et des flagelles, etc.). On notera ici que les cellules musculaires ont une concentration tr√®s √©lev√©e de mitochondries car les cellules musculaires ont besoin de beaucoup d'√©nergie pour se contracter. Si une cellule ne re√ßoit pas d'√©nergie, non seulement elle ne fonctionne pas, mais elle se d√©sint√®gre √©galement en peu de temps.

Typiquement de la taille d'une bact√©rie, les mitochondries affectent des formes tr√®s vari√©es, elles peuvent √™tre cylindriques, sph√©riques, avec l'apparence d'une pomme de terre, mais le plus souvent ovales. Elles poss√®dent une double membrane et ont  leurs propres ribosomes et ADN. Chaque membrane est une bicouche phospholipidique incrust√©e de prot√©ines. La couche interne a des plis appel√©s cr√™tes, qui augmentent la surface de la membrane interne. La zone entour√©e par les plis s'appelle la matrice mitochondriale; elle contient un liquide tr√®s visqueux. Les cr√™tes et la matrice ont des r√īles diff√©rents dans la respiration cellulaire. 
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Mitochondrie.
Mitochondrie. - Chaque mitochondrie est entourée de deux membranes, dont l'intérieur est largement plié en crêtes et est le site de l'espace intermembranaire. La matrice mitochondriale contient l'ADN mitochondrial, les ribosomes et les enzymes métaboliques. La micrographie électronique à transmission d'une mitochondrie, à droite, montre les deux membranes, les crêtes et la matrice mitochondriale. (Micrographie : Matthew Britton).

Peroxysomes.
Les peroxysomes sont de petits organites ronds entour√©s de membranes simples. Ils effectuent des r√©actions d'oxydation qui d√©composent les acides gras et les acides amin√©s. Ils d√©toxifient √©galement de nombreux poisons qui peuvent p√©n√©trer dans le corps (l'alcool, par exemple, est d√©toxifi√© par les peroxysomes des cellules h√©patiques). Beaucoup de ces r√©actions d'oxydation lib√®rent du peroxyde d'hydrog√®ne, qui pourrait endommager les composants cellulaires √† l'ext√©rieur de l'organite; cependant, lorsque ces r√©actions se limitent aux peroxysomes, les enzymes d√©composent le peroxyde d'hydrog√®ne en oxyg√®ne et en eau en toute s√©curit√©. 

Les cellules v√©g√©tales poss√®dent des peroxysomes sp√©cialis√©s, less glyoxysomes, qui sont responsables de la conversion des graisses stock√©es en sucres. Les cellules v√©g√©tales contiennent de nombreux types de peroxysomes diff√©rents qui jouent un r√īle dans le m√©tabolisme, la d√©fense des pathog√®nes et la r√©ponse au stress, pour n'en citer que quelques-uns.

Réticulum endoplasmique.
Le réticulum endoplasmique, découvert en 1945 par Keith Porter, est une série de tubules membranaires interconnectés qui modifient collectivement les protéines et synthétisent les lipides. Ces deux fonctions sont exécutées dans des zones distinctes du réticulum endoplasmique : respectivement le réticulum endoplasmique rugueux, et le réticulum endoplasmique lisse

La partie creuse des tubules s'appelle la lumen (ou lumi√®re) ou l'espace cisternal. La membrane du r√©ticulum endoplasmique qui est une bicouche phospholipidique incrust√©e de prot√©ines, est continue avec l'enveloppe nucl√©aire. 

Réticulum endoplasmique rugueux (ergatoplasme).
Le réticulum endoplasmique rugueux ou granuleux est ainsi nommé parce que les ribosomes attachés à sa surface cytoplasmique lui donnent un aspect clouté lorsqu'ils sont vus au microscope électronique.

Les ribosomes synth√©tisent les prot√©ines lorsqu'ils sont attach√©s au r√©ticulum endoplasmique, ce qui entra√ģne le transfert de leurs prot√©ines nouvellement synth√©tis√©es dans la lumi√®re du r√©ticulum endoplasmique rugueux o√Ļ ils subissent des modifications telles que le pliage ou l'ajout de sucres. Le r√©ticulum endoplasmique rugueux fabrique √©galement des phospholipides pour les membranes cellulaires.

Si les phospholipides ou les prot√©ines modifi√©es ne sont pas destin√©s √† rester dans le r√©ticulum endoplasmique rugueux, ils seront enrob√©s dans des v√©sicules et transport√©s du r√©ticulum endoplasmique rugueux par bourgeonnement √† partir de la membrane. √Čtant donn√© que le r√©ticulum endoplasmique rugueux est engag√© dans la modification des prot√©ines qui seront s√©cr√©t√©es par la cellule, il est abondant dans les cellules qui s√©cr√®tent des prot√©ines, telles que le foie.

Réticulum endoplasmique lisse.
Le r√©ticulum endoplasmique lisse est dans la continuit√© du r√©ticulum endoplasmique rugueux mais a peu ou pas de ribosomes sur sa surface cytoplasmique. Le r√©ticulum endoplasmique lisse synth√©tise des glucides, des lipides (graisses, phospholipides et hormones st√©ro√Įdes); il joue aussi un r√īle dans la d√©sintoxication des m√©dicaments et des poisons dans le m√©tabolisme de l'alcool et le stockage des ions calcium. 

Vésicules et vacuoles.
Presque toutes les cellules contiennent des v√©sicules et des vacuoles; ces organites sont des sacs li√©s √† la membrane plasmique qui interviennent lors du stockage et du transport. Leur contenu d√©pend de la cellule o√Ļ elles se trouvent. 

Les vacuoles sont un peu plus grandes que les vésicules et la membrane d'une vacuole ne fusionne pas avec les membranes d'autres composants cellulaires. Les vésicules peuvent fusionner avec d'autres membranes du système cellulaire. Les enzymes présentes dans les vacuoles des plantes peuvent briser les macromolécules.

Ajoutons que la plupart des Protozoaires ont des vacuoles digestives avec des aliments en cours de digestion, en plus des vacuoles contractiles qui expulsent à l'extérieur de la cellule et de l'excès d'eau. Par exemple, dans un Protozoaire d'eau douce comme la Paramécie, l'eau pénètre constamment dans la cellule par osmose. Si l'excès d'eau n'était pas éliminé par les vacuoles contractiles, cet organisme exploserait.

Appareil de Golgi.
Nous avons dit que les vésicules peuvent bourgeonner du réticulum endoplasmique et transporter leur contenu ailleurs. Avant d'atteindre leur destination finale, les lipides ou les protéines inclus dans les vésicules de transport doivent être triés, empaquetés et étiquetés afin qu'ils se retrouvent au bon endroit. Le tri, le marquage, le conditionnement et la distribution des lipides et des protéines ont lieu dans l'appareil de Golgi (également appelé corps de Golgi), du nom de son découvreur en 1898, l'histologiste Camilo Golgi, qui lui l'appelait l'appareil à réseau interne.

L'appareil de Golgi correspond √† une s√©rie de sacs membraneux aplatis appel√©s saccules membranaires. Un empilement de tels saccules correspond √† un dictyosome. On y distingue une face cis, ou  face de r√©ception c√īt√© r√©ticulum endoplasmique, et une face trans, ou de lib√©ration, du c√īt√© oppos√© au r√©ticulum endoplasmique, vers la membrane cellulaire. 
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Appareil de Golgi.
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L'appareil de Golgi sur cette micrographie √©lectronique √† transmission d'un globule blanc est visibl sous la forme d'un empilement d'anneaux aplatis semi-circulaires dans la partie inf√©rieure de l' image. Plusieurs v√©sicules peuvent √™tre vues pr√®s de l'appareil de Golgi. L'illustration (√† droite) montre les disques empil√©s en forme de coupe et plusieurs v√©sicules de transport. L'appareil de Golgi modifie les lipides et les prot√©ines, produisant des glycolipides et des glycoprot√©ines, respectivement, qui sont g√©n√©ralement ins√©r√©s dans la membrane plasmique.(Photo :  Louisa Howard).

Les v√©sicules de transport qui se forment √† partir du r√©ticulum endoplasmique se dirigent vers la face de r√©ception, fusionnent avec elle et vident leur contenu dans la lumi√®re d'un dictyosome de l'appareil de Golgi. 

La progression continue √† l'int√©rieur de l'appareil de Golgi, et, √† mesure qu'ils avancent, les prot√©ines et les lipides subissent d'autres modifications. La modification la plus fr√©quente est l'ajout de cha√ģnes courtes de mol√©cules de sucre pour fabriquer des glycoprot√©ines et des glycolipides. Les prot√©ines et lipides nouvellement modifi√©s sont ensuite marqu√©s avec de petits groupes mol√©culaires (groupes phosphate ou autres petites mol√©cules) pour leur permettre d'√™tre achemin√©s vers leurs destinations appropri√©es.

Pour finir, les prot√©ines modifi√©es et marqu√©es sont empaquet√©es dans des v√©sicules s√©cr√©toires qui bourgeonnent √† partir de la face trans du dictyosome. Alors que certaines de ces v√©sicules d√©posent leur contenu dans d'autres parties cellulaires o√Ļ elles seront utilis√©es, d'autres v√©sicules s√©cr√©toires fusionnent avec la membrane plasmique et lib√®rent leur contenu √† l'ext√©rieur de la cellule.

La quantité de dictyosomes dans l'appareil de Golgi des différents types de cellules de la fonction des cellules. Les cellules qui exercent une grande activité sécrétoire (comme les cellules des glandes salivaires qui sécrètent des enzymes digestives ou les cellules du système immunitaire qui sécrètent des anticorps) ont un nombre abondant de telles structures.

Dans les cellules v√©g√©tales, l'appareil de Golgi a un r√īle suppl√©mentaire de synth√®se de polysaccharides, dont certains (la cellulose) sont incorpor√©s dans la paroi cellulaire et certains sont utilis√©s dans d'autres parties de la cellule.

Organites présents dans les cellules animales seules (sauf exceptions)

Centrosome et centrioles
Le centrosome, que l'on rencontre à proximité du noyau des cellules animales (ainsi que des cellules de certaines Algues et de Champignons) est un organite composé d'une paire de corps cylindriques creux, perpendiculaires l'un avec l'autre, et appelés centrioles. Chaque centriole est un cylindre de neuf triplets de microtubules.

Le centrosome se r√©plique avant qu'une cellule ne se divise, et les centrioles jouent un r√īle en tirant les chromosomes dupliqu√©s aux extr√©mit√©s oppos√©es de la cellule en cours de division. Cependant, la fonction exacte des centrioles dans la division cellulaire n'est pas claire, car les cellules dont les centrioles ont disparu peuvent toujours se diviser et les cellules v√©g√©tales, qui manquent de centrioles, sont capables de division cellulaire.

Les centrioles donnent également naissance aux cils et aux flagelles. Dans ce cas, étant situés à la base de ces structures motrices, ils prenent le nom de corps basaux
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Centrosome.
(a) Un centrosome est composé de deux centrioles positionnés à angle droit l'un par rapport à l'autre. Chaque centriole est composé de neuf triplets de microtubules maintenus ensemble par des protéines accessoires. (b) Dans les cellules animales, les centrosomes (flèches) servent de centres d'organisation des microtubules du fuseau mitotique pendant la mitose.

Flagelles et cils.
Les flagelles et les cils sont des structures constituées de microtubules, en forme de cheveux, et qui s'étendent hors de la cellule à partir de la membrane plasmique. Les flagelles sont longues, les cils sont courts.

Les flagelles sont utilis√©es pour d√©placer une cellule enti√®re (par exemple, le spermatozo√Įde, Euglena). Les cellules qui en poss√®dent n'ont qu'une ou un petit nombre de flagelles. Note : les flagelles peuvent aussi se rencontrer dans des cellules non animales : chez les  Eucariotes, Chlamydomonas, une algue verte, en poss√®de deux; chez les Procaryotes,Helicobacter pylori, une bact√©rie, en poss√®de une dizaine, etc.

Lorqu'une cellule poss√®de des cils, ceux-ci sont extr√™ment nombreux et sont pr√©sents sur toute la surface de la membrane plasmique (comme la Param√©cie qui poss√®de jusqu'√† 17 000 cils). Par leurs mouvements coordonn√©s les cils permettent  le d√©placement des cellules enti√®res, mais √©galement le d√©placement de substances diverses le long de la surface externe de la cellule. Il en est ainsi des cils des cellules tapissant les trompes de Fallope qui d√©placent l'ovule vers l'ut√©rus, ou des cils tapissant les cellules des voies respiratoires qui d√©placent les particules  que le mucus a pi√©g√© vers la gorge. 

Certains Procaryotes ont aussi des flagelles, des pili (plus ou moins analogues au cils) ou des fimbriae (franges, pili de petite taille). La plupart des pili sont utilisés pour échanger du matériel génétique lors d'un type de reproduction appelé conjugaison. Les flagelles, comme dans le cas des Eucaryotes, sont utilisées pour la locomotion.
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Cellule animale.
Organites d'une cellule animale typique.

Lysosomes.
Les lysosomes,  d√©couverts en 1949 par Christian de Duve, sont des v√©sicules particuli√®res, d'une taille de l'ordre du microm√®tre, dot√©es d'une fonction de d√©gradation et d'√©limination des d√©chets cellulaires, et qui contiennent pour cela d'un grand nombre (on en a d√©nombr√© une cinquantaine) d'enzymes digestives (hydrolases). Ces enzymes aident √† la d√©gradation des prot√©ines, des polysaccharides, des lipides, des acides nucl√©iques et m√™me des organites us√©s. 

Chez les Eucaryotes unicellulaires, les lysosomes ont un r√īle important dans la digestion des aliments ing√©r√©s et dans le recyclage des organites. Les enzymes qu'ils renferment sont actives √† un pH beaucoup plus bas (plus acide) que celles situ√©es dans le cytoplasme. De nombreuses r√©actions qui ont lieu dans le cytoplasme ne pourraient pas se produire √† un pH bas, d'o√Ļ l'avantage de compartimenter la cellule eucaryote pour disposer de lieux, comme l'int√©rieur des lysosomes, o√Ļ certaines r√©actions chimiques sont possibles alors qu'elles ne le sont pas ailleurs.

Les lysosomes utilisent également leurs enzymes hydrolytiques pour détruire les organismes pathogènes qui pourraient pénétrer dans la cellule. Un bon exemple de cela est donné par un groupe de globules blancs appelés macrophages, qui font partie du système immunitaire : ors d'un processus connu sous le nom de phagocytose (voir plus haut).

(Les lysosomes, qui sont des organites propres aux cellules animales ont leur équivalent chez les végétaux : ce sont les phytolysosomes, intégrés dans la vacuole centrale, mais ceux-ci ont des fonctions moins étendues que les lysosomes ).

Organites présents dans les cellules végétales seules

Paroi cellulaire.
La paroi cellulaire est un rev√™tement rigide qui prot√®ge la cellule, lui fournit un support structurel et lui donne sa forme. C'est aussi cette rigidit√© qui permet aux plantes de se desser au-dessus du sol. Outres les plantes, les algues, les champignons et les bact√©ries ont une paroi cellulaire, qui enveloppe  la membrane plasmique.

La principale mol√©cule organique de la paroi cellulaire v√©g√©tale est un polysaccharide compos√© de longues cha√ģnes droites d'unit√©s de glucose, la cellulose.  On rencontre aussi dans la paroi cellulaire de la pectine, une substance g√©latineuse qui agit comme ciment entre les cellules.

On a vu plus haut que la paroi cellulaire comporte de minuscules trous, les plasmodesmes, √† travers lesquels un contact s'√©tablit entre une cellule et une autre, permettant aussi un √©change de substances entre elles. Mais contrairement √† la membrane plasmique, la paroi cellulaire, perm√©able √† la plupart des mol√©cules, ne contr√īle pas le passage des mat√©riaux dans et hors de la cellule. 

Les Bact√©ries, √† l'exception des Microplasmes (les plus petites Bact√©ries) ont une paroi cellulaire en peptidoglycane (contrairement aux Arch√©es et aux Plantes), compos√©e de sucres et d'acides amin√©s, et beaucoup ont une capsule de polysaccharide. Dans leur cas, comme dans celui des Plantes, la paroi cellulaire agit comme une couche de protection suppl√©mentaire, aide la cellule √† conserver sa forme et emp√™che la d√©shydratation. La capsule permet √† la cellule de se fixer aux surfaces de son environnement. 
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Cellule vťgťtale.
Cellule végétale typique.

Les plastes. - Les plastes ou plastides sont des organites que l'on ne trouve que dans les cellules des Plantes et des Algues. Ces organites, entourés de deux membranes, sont de trois types : les chloroplastes, les chromoplastes et les leucoplastes.

Chloroplastes.
D'une taille g√©n√©ralement comprise entre 3 et 10 microm√®tres de long, les chloroplastes sont les plastes les plus courants et ceux qui ont la plus grande importance biologique, car la vie sur notre plan√®te d√©pend de leur fonction, qui est le processus de photosynth√®se. Comme les mitochondries, les chloroplastes (chloro- = vert) ont √©galement leur propre ADN et leurs propres ribosomes. D'ailleurs, selon la th√©orie endosymbiotique de l'origine de la cellule eucaryote, la pr√©sence de chloroplastes, comme celle des mitochondries dans les cellules auraient une origine similaire. Il s'agirait d'anciennes bact√©ries absorb√©es et int√©gr√©es dans le m√©tabolisme des cellules eucaryotes : les chloroplastes d√©riveraient de cyanobact√©ries, tandis que  les mitochondries d√©riveraient de bact√©ries respirantes

Dans la photosynthèse, le dioxyde de carbone, l'eau et l'énergie lumineuse sont utilisés pour fabriquer du glucose et de l'oxygène. C'est la principale différence entre les Plantes et les Animaux : les Plantes (autotrophes) sont capables de fabriquer leur propre nourriture, comme le glucose, tandis que les Animaux (hétérotrophes) doivent compter sur d'autres organismes pour leurs composés organiques ou leur source de nourriture.

Les chloroplastes sont entour√©s d'une membrane externe et d'une membrane interne; dans l'espace clos par la membrane interne d'un chloroplaste se trouve un ensemble de sacs membranaires appel√©s thylako√Įdes, qui sont interconnect√©s et empil√©s et remplis de liquide. Chaque pile de thylako√Įdes prend le nom de granum (pluriel, grana). Le fluide enferm√© par la membrane interne et entourant les grana √©tant quant √† lui nomm√© stroma

Les grana contiennent un pigment vert, la chlorophylle, qui donne leur couleur aux plantes et surtout qui capture l'√©nergie de la lumi√®re solaire pour la photosynth√®se. 

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Chloroplaste.

Chloroplaste. - Ce diagramme simplifi√© d'un chloroplaste montre la membrane externe, la membrane interne, les thylako√Įdes, les grana et le stroma.

Comme les cellules v√©g√©tales, les Protistes photosynth√©tiques ont √©galement des chloroplastes. Certaines Bact√©ries effectuent √©galement la photosynth√®se, mais elles n'ont pas de chloroplastes. Leurs pigments photosynth√©tiques sont situ√©s dans la membrane thylako√Įde √† l'int√©rieur de la cellule elle-m√™me.

En plus de la chlorophylle, certains chloroplastes contiennent des pigments de diverses couleurs. Ordinairement, ils sont masqués par l'abondance de la chlorophylle, mais peuvent donner leur couleur aux cellules et aux organismes qu'elles composent, si la teneur en chlorophylle dimine.

Chromoplastes.
Les chromoplastes (chromo- = couleur) sont les plastes responsables des couleurs rouges, jaunes ou oranges des fruits, des l√©gumes, des fleurs et des feuilles des arbres en automne. Ces couleurs sont dues aux pigments appel√©s carot√©no√Įdes, qui sont divis√©s en deux groupes : les carot√®nes de couleurs orange et rouge et les xanthophylles de couleur jaune.

Les chromoplastes peuvent √™tre d√©riv√©s des chloroplastes lorsqu'ils perdent de la chlorophylle. Le changement de couleur des fruits verts lors de la maturation, dans de nombreuses Plantes, est d√Ľ √† la conversion des chloroplastes en chromoplastes. Par exemple, lorsqu'une tomate m√Ľrit, la chlorophylle est d√©truite, r√©v√©lant la couleur rouge, initialement masqu√©e par la chlorophylle. D'autres pigments qui donnent de la couleur aux fleurs et √† d'autres parties des plantes se trouvent dissous dans des vacuoles. Ces pigments sont des anthocyanes, dont la gamme de couleurs va du bleu ou du violet au rouge.

Leucoplastes.
Les leucoplastes (leuco - = blanc) sont incolores, leur fonction est de stocker l'amidon et d'autres substances telles que les prot√©ines et les lipides. Ils sont tr√®s nombreux dans les racines (navets) ou dans les tubercules (pommes de terre). Ils peuvent √©galement √™tre trouv√©s dans d'autres parties des plantes : dans les graines, ou dans  l'√©piderme des feuilles, des tiges et des fleurs.

La vacuole centrale.
Chaque cellule v√©g√©tale poss√®de une grande vacuole centrale qui occupe la majeure partie de la cellule (couramment jusqu'aux trois quarts de son volume). Une fonction de cette vacuole est de stocker diverses substances de r√©serve telles que l'amidon, des prot√©ines, des graisses et des pigments, en particulier dans les cellules germinales en d√©veloppement. Mais surtout, la vacuole centrale joue un r√īle cl√© dans la r√©gulation de la concentration en eau de la cellule, en cas de changements dans les conditions  environnementales.
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Pression de turgescence.
La pression de turgescence à l'intérieur d'une cellule végétale dépend de la tonicité de la solution dans laquelle elle est baignée. (Crédit :Mariana Ruiz Villarreal).

Lorsqu'elle est gonfl√©e, la vacuole centrale exerce une pression contre la paroi cellulaire, procurant ainsi √† la cellule un degr√© √©lev√© de fermet√© ou de turgescence, ce qui permet aux feuilles, aux fleurs et aux tiges tendres des plantes de rester fermes. Ainsi, si l'on oublie d'arroser une plante pendant quelques jours, elle fl√©trit. En effet, √† mesure que la concentration en eau dans le sol devient inf√©rieure √† la concentration en eau dans la plante, l'eau quitte la vacuole centrale et le cytoplasme de cellules pour p√©n√©trer dans le sol. Lorsque la vacuole centrale se vide et se contracte, elle laisse la paroi cellulaire sans support. C'est cette perte de support des parois cellulaires qui donne l'aspect fl√©tri aux plantes manquant d'eau. 

Le cytosquelette

D√©couvert dans les ann√©es 1970 gr√Ęce au microscope √©lectronique, le cytosquelette, qui s'√©tend en forme de r√©seau dans tout le cytoplasme, repr√©sente l'armature de la cellule. Les fonctions du cytosquelette sont multiples : il soutient et donne sa forme √† la cellule; il maintient et d√©place les organites; il participe au mouvement de la cellule par les d√©formations qu'il imprime √† la cellule (mouvement amibo√Įde). 

Il existe trois types de fibres dans le cytosquelette : les microfilaments, également appelés filaments d'actine, les filaments intermédiaires et les microtubules.
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Cytosquelette.
Le cytosquelette.
Source : Université autonome du Sinaloa.

Les microfilaments.
Les microfilaments, principalement compos√©s des prot√©ines actine et myosine, sont les fibres les plus minces du cytosquelette et interviennent dans les composants cellulaires en mouvement, par exemple, pendant la division cellulaire. Ils maintiennent √©galement la structure des microvillosit√©s, et le pliage √©tendu de la membrane plasmique que l'on trouve dans les cellules d√©di√©es √† l'absorption. Ces composants sont √©galement communs dans les cellules musculaires et sont responsables de leur contraction. 

Les filaments intermédiaires.
Les filaments interm√©diaires, dont les constituants sont des prot√©ines diff√©rentes selon les cellules, sont de diam√®tre interm√©diaire et ont des fonctions structurelles, telles que le maintien de la forme de la cellule et l'ancrage des organites. La k√©ratine, par exemple, qui renforce les cheveux et les ongles, est le composant d'un type de filament interm√©diaire. 

Les microtubules.
Les microtubules, constitu√©s de la prot√©ine tubuline, sont les fibres les plus √©paisses du cytosquelette. Ce sont des tubes creux qui peuvent se dissoudre et se reformer rapidement. Les microtubules guident le mouvement des organites et sont les structures (fuseau mitotique) qui attirent les chromosomes vers leurs p√īles pendant la division cellulaire. Ils sont √©galement les composants structurels des flagelles et des cils. Les flagelles et les cils sont organis√©s de la m√™me fa√ßon : neuf  microtubules doubles forment un cercle √† l'ext√©rieur, tandis que deux autres microtubules sont au centre.

Le noyau

En règle générale, le noyau est l'organite le plus important dans une cellule eucaryote. Le noyau abrite l'ADN (matériel génétique) de la cellule et dirige la synthèse des ribosomes et des protéines. La plupart des cellules ont un seul noyau, mais certaines, issues d'une fusion de cellules, en ont deux (c'est souvent le cas des cellules du foie) ou même bien davantage, comme dans le cas des cellules musculaires striées qui composent les muscles (plusieurs centaines de noyaux). Il existe aussi de cellules, chez les Eucaryotes, qui ne possèdent pas de noyau ou qui l'on perdu (ex. : les globules rouges). En général les cellules anuclées ne survivent pas longtemps.

Le noyau, d'un diam√®re de l'ordre de 5 ¬Ķm, se situe le plus souvent pr√®s du centre de la cellule, mais il peut √™tre trouv√© n'importe o√Ļ dans la cellule; sa forme peut √™tre sph√©rique ou ovale. Il est compos√© de quatre parties : l'enveloppe nucl√©aire, le nucl√©oplasme, le nucl√©ole et la chromatine.
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Noyau cellulaire.


Le noyau cellulaire. - Le noyau stocke la chromatine (ADN plus prot√©ines) dans une substance semblable √† un gel appel√©e nucl√©oplasme. Le nucl√©ole est une r√©gion condens√©e de la chromatine o√Ļ se produit la synth√®se des ribosomes. La limite du noyau s'appelle l'enveloppe nucl√©aire. Celle-ci se compose de deux bicouches (membranes) phospholipidiques: une membrane externe et une membrane interne, contrairement √† la membrane plasmique, qui se compose d'une seule bicouche phospholipidique. La membrane nucl√©aire se prolonge sanns discontinuit√© par le r√©ticulum endoplasmique. Les pores nucl√©aires permettent aux substances d'entrer et de sortir du noyau. (Cr√©dit : NIGMS, NIH).

L'enveloppe nucléaire
L'enveloppe nucléaire ou membrane nucléaire constitue la séparation entre le cytoplasme et le noyau. Elle se compose de deux membranes, séparées par un espace de l'ordre de 10 à 50 nm. En deux nombreux points (plusieurs milliers), ces membranes se rejoignent pour former de petites ouvertures circulaires, appelées pores nucléaires. Ce sont les passages permettant à la matière d'entrer dans le noyau (ex. les nucléotides) ou d'en sortir (ex. l'ARNm). L'enveloppe nucléaire se désassemble au moment de la division cellulaire pour se recontituer dès la télophase.

Le nucléoplasme.
Le nucléoplasme ou caryoplasme est une substance semi-liquide, riche en protéines. Retenu dans le noyau par l'enveloppe nucléaire, on peut y distinguer, comme pour le cytoplasme plusieurs composantes : la composante liquide (70 % à 90 % d'eau) prend le nom de nucléosol ou de hyaloplasme nucléaire. On y trouve en suspension la chromatine et les nucléoles, et en solution de nombreux composés : enzymes et autres protéines, nucléotides triphosphates, etc.

La chromosomes et chromatine. 
La chromatine et les chromosomes ont la même composition chimique : le matériau qui les constitue est appelé chromatide; c'est une combinaison d'ADN (nucléofilament), de protéines histones et d'autres protéines. La chromatide peut revêtir deux aspects différents en fonction des étapes de la vie d'une cellule : chromosomes ou chromatine, donc.

Chez les cellules eucaryotes, les chromosomes, apparaissent comme des structures lin√©aires. Chaque esp√®ce a un nombre sp√©cifique de chromosomes dans le noyau de ses cellules. Par exemple, chez l'Humain, le nombre de chromosomes est de 46, tandis que chez les Mouches des fruits, le nombre de chromosomes est de 8. Les chromosomes ne sont visibles et se distinguent les uns des autres que lorsque la cellule s'appr√™te √† se diviser. Ce sont des structures de de 5 √† 20 ¬Ķm de long.

Lorsque la cellule est dans les phases de croissance et d'entretien de son cycle de vie, les chromosomes ressemblent √† un tas de fils d√©roul√©s et embrouill√©s, formant des structures de 10 000 √† 40 000 ¬Ķm de long. et ils ne sont plus discernables. C'est alors qu'on parle de chromatine.
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Chromatine et chromosomes.
Chromatine et chromosomes. - a) Diff√©rents niveaux d'organisation de la chromatine (ADN 
associé à des histones). b) Chromosomes apariés. (Source : NIH.).

Les nucléoles.
Nous avons dit que le noyau dirige la synthèse des ribosomes. Certains chromosomes ont des sections d'ADN qui codent pour l'ARN ribosomal. Une zone sphérique, sans membrane qui la délimiterait, et de coloration sombre dans le noyau, appelée nucléole (il peut y en avoir plusieurs dans un même noyau, autour de régions chromosomiques appelées régions organisatrices nucléolaires), agrège l'ARN ribosomal avec les protéines associées pour assembler les sous-unités ribosomales qui sont ensuite transportées à travers les pores nucléaires dans le cytoplasme. Lors de la division cellulaire, quand la chromatine se condense en chromosome, la matière des nucléoles se disperse et on la retrouve ensuite recondensée dans les nouvelles cellules filles. (D'après des publications de la collection Openstax de l'Université Rice).

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