PROTOPLASME: HISTOIRE, CARACTÉRISTIQUES, COMPOSANTS, FONCTIONS - LA BIOLOGIE - 2025

Le protoplasme est le matériau cellulaire vivant. Cette structure a été identifiée pour la première fois en 1839 comme un fluide distinctif du mur. Il a été considéré comme une substance transparente, visqueuse et extensible. Il a été interprété comme une structure sans organisation apparente et avec de nombreux organites.

Le protoplasme a été considéré comme étant toute la partie de la cellule qui se trouve à l'intérieur de la membrane plasmique. Cependant, certains auteurs ont inclus la membrane cellulaire, le noyau et le cytoplasme dans le protoplasme.

Cellule eucaryote animale. Source: par Nikol valentina romero ruiz, de Wikimedia Commons

Actuellement, le terme protoplasme n'est pas largement utilisé. Au lieu de cela, les scientifiques ont préféré se référer directement aux composants cellulaires.

L'histoire

Le terme protoplasme est attribué à l'anatomiste suédois Jan Purkyne en 1839. Il était utilisé pour désigner le matériel de formation des embryons animaux.

Cependant, dès 1835, le zoologiste Félix Dujardin a décrit la substance à l'intérieur des rhizopodes. Il lui donne le nom de sarcoda et indique qu'il possède des propriétés physiques et chimiques.

Plus tard, en 1846, le botaniste allemand Hugo von Mohl réintroduit le terme protoplasme pour désigner la substance présente à l'intérieur des cellules végétales.

En 1850, le botaniste Ferdinand Cohn unifie les termes, indiquant que les plantes et les animaux ont un protoplasme. Le chercheur souligne que dans les deux organismes, la substance qui remplit les cellules est similaire.

En 1872, Beale a introduit le terme bioplasme. En 1880, Hanstein proposa le mot protoplaste, un nouveau terme pour désigner la cellule entière, à l'exclusion de la paroi cellulaire. Ce terme a été utilisé par certains auteurs pour remplacer la cellule.

En 1965, Lardy a introduit le terme cytosol, qui a ensuite été utilisé pour nommer le fluide dans la cellule.

Théorie protoplasmique

L'anatomiste Max Schultze a proposé à la fin du 19ème siècle que la base fondamentale de la vie est le protoplasme. Schultze a suggéré que le protoplasme est la substance qui régule les activités vitales des tissus chez les êtres vivants.

Les travaux de Schultze sont considérés comme le point de départ de la théorie protoplasmique. Cette théorie a été soutenue par les propositions de Thomas Huxley en 1868 et par d'autres scientifiques de l'époque.

La théorie protoplasmique affirmait que le protoplasme était la base physique de la vie. De telle manière que l'étude de cette substance nous permettrait de comprendre le fonctionnement des êtres vivants, y compris les mécanismes de l'hérédité.

Avec une meilleure compréhension de la fonction et de la structure des cellules, la théorie protoplasmique a perdu sa validité.

Caractéristiques générales

Le protoplasme est composé de divers composés organiques et inorganiques. La substance la plus abondante est l'eau, qui constitue près de 70% de son poids total et fonctionne comme support, solvant, thermorégulateur, lubrifiant et élément structurel.

De plus, 26% du protoplasme est constitué de macromolécules généralement organiques. Ce sont de grosses molécules formées par polymérisation de sous-unités plus petites.

Parmi ceux-ci, on trouve des glucides, des macromolécules composées de carbone, d'hydrogène et d'oxygène, qui stockent l'énergie pour la cellule. Ils sont utilisés dans les différentes fonctions métaboliques et structurelles du protoplasme.

De même, il existe différents types de lipides (graisses neutres, cholestérol et phospholipides), qui servent également de source d'énergie pour la cellule. De plus, ils font partie intégrante des membranes qui régulent les différentes fonctions protoplasmiques.

Les protéines représentent près de 15% de la composition du protoplasme. Parmi ceux-ci, nous avons des protéines structurelles. Ces protéines forment la charpente protoplasmique, contribuant à son organisation et à son transport cellulaire.

Les autres protéines présentes dans le protoplasme sont des enzymes. Ils agissent comme des catalyseurs (substances qui modifient la vitesse d'une réaction chimique) de tous les processus métaboliques.

De même, divers ions inorganiques sont présents qui ne correspondent qu'à 1% de sa composition (potassium, magnésium, phosphore, soufre, sodium et chlore). Ceux-ci contribuent au maintien du pH du protoplasme.

Composants

Le protoplasme est composé de la membrane plasmique, du cytoplasme et du nucléoplasme. Cependant, aujourd'hui, grâce aux progrès de la microscopie électronique, on sait que la structure cellulaire est encore plus compliquée.

Il existe en outre un grand nombre de compartiments subcellulaires et des contenus cellulaires structurellement très complexes. En plus des organites, qui font ici partie du cytoplasme.

Membrane plasmatique

La membrane plasmique ou plasmalemme est composée d'environ 60% de protéines et 40% de lipides. Son agencement structurel s'explique par le modèle de mosaïque fluide. En cela, la membrane présente une bicouche phospholipidique dans laquelle les protéines sont incorporées.

Toutes les membranes cellulaires sont considérées comme ayant cette même structure. Cependant, le plasmalemme est la membrane la plus épaisse de la cellule.

Le plasmalemme ne peut pas être vu au microscope optique. Ce n'est qu'à la fin des années 50 du 20e siècle que sa structure a pu être détaillée.

Cytoplasme

Le cytoplasme est défini comme tout le matériel cellulaire qui se trouve dans le plasmalemme, à l'exclusion du noyau. Le cytoplasme comprend tous les organites (structures cellulaires avec une forme et une fonction définies). De même la substance dans laquelle les différents composants cellulaires sont immergés.

Cytosol

Le cytosquelette constitue une charpente protéique qui forme la charpente cellulaire. Il est composé de microfilaments et de microtubules. Les microfilaments sont constitués principalement d'actine, bien qu'il existe d'autres protéines.

Ces filaments ont une composition chimique différente dans différents types de cellules. Les microtubules sont des structures tubulaires essentiellement constituées de tubuline.

Organelles

Le noyau est l'organite cellulaire qui contient l'information génétique de la cellule. Dans celui-ci, les processus de division cellulaire se produisent.

Trois composants du noyau sont reconnus: l'enveloppe nucléaire, le nucléoplasme et le nucléole. L'enveloppe nucléaire sépare le noyau du cytoplasme et se compose de deux unités membranaires.

Le nucléoplasme est la substance interne qui est limitée en interne par l'enveloppe nucléaire. Il constitue une phase aqueuse contenant un grand nombre de protéines. Ce sont principalement des enzymes qui régulent le métabolisme des acides nucléiques.

La chromatine (ADN dans sa phase dispersée) est contenue dans le nucléoplasme. De plus, le nucléole est présenté, qui est une structure formée par des protéines et de l'ARN.

Caractéristiques

Tous les processus qui se produisent dans la cellule sont associés au protoplasme, à travers ses différents composants.

La membrane plasmique est une barrière structurelle sélective qui contrôle la relation entre une cellule et l'environnement qui l'entoure. Les lipides empêchent le passage des substances hydrophiles. Les protéines contrôlent les substances qui peuvent traverser la membrane, régulant leur entrée et leur sortie dans la cellule.

Diverses réactions chimiques se produisent dans le cytosol, comme la glycolyse. Ceci est directement impliqué dans les changements de viscosité cellulaire, le mouvement amiboïde et la cyclose. De même, il est d'une grande importance dans la formation du fuseau mitotique lors de la division cellulaire.

Dans le cytosquelette, les microfilaments sont associés au mouvement et à la contraction des cellules. Alors que les microtubules sont impliqués dans le transport cellulaire et aident à façonner la cellule. Ils participent également à la formation des centrioles, des cils et des flagelles.

Le transport intracellulaire, ainsi que la transformation, l'assemblage et la sécrétion de substances, sont de la responsabilité du réticulum endoplasmique et des dictyosomes.

Les processus de transformation et d'accumulation d'énergie se produisent dans les organismes photosynthétiques qui ont des chloroplastes. L'obtention d'ATP par la respiration cellulaire se produit dans les mitochondries.

Propriétés physiologiques

Trois propriétés physiologiques associées au protoplasme ont été décrites. Ce sont le métabolisme, la reproduction et l'irritabilité.

Dans le protoplasme, tous les processus métaboliques de la cellule se produisent. Certains processus sont anabolisants et sont liés à la synthèse du protoplasme. D'autres sont cataboliques et participent à sa désintégration. Le métabolisme comprend des processus tels que la digestion, la respiration, l'absorption et l'excrétion.

Tous les processus associés à la reproduction par division cellulaire, ainsi que le codage pour la synthèse des protéines nécessaires à toutes les réactions cellulaires, se produisent dans le noyau de la cellule, contenu dans le protoplasme.

L'irritabilité est la réponse du protoplasme à un stimulus externe. Ceci est capable de déclencher une réponse physiologique qui permet à la cellule de s'adapter à l'environnement qui l'entoure.

Références

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