Chloroplaste
Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
Les chloroplastes sont des organites présents dans le cytoplasme des cellules végétales. Ils sont sensibles aux expositions des différentes ondes du spectre lumineux. Par l'intermédiaire de la chlorophylle qu'ils possèdent et de leurs ultrastructures, ces organites sont capables de transférer l'énergie véhiculée par les photons à des molécules chimiques (eau). Le nombre de chloroplastes par cellule est génétiquement défini.
Sommaire |
[modifier] Historique
Le chloroplaste a été découvert seulement après les recherches scientifiques sur les plantes. Les premières recherches ont commencé par Joseph Priestley en 1771. Il s'était intéressé à l’étude des gaz dont il en identifia plusieurs. Plus tard, il démontra que les plantes sont capables de régénérer les gaz qui viennent des animaux.
Quatre ans plus tard, Jan Ingenhousz reprend les travaux de Priestley et montre que le dégagement d’oxygène se produit uniquement à la lumière. Pendant la nuit, les plantes rejettent un gaz rendant impossible la combustion d’une bougie.
À la fin du XVIIIe siècle, les recherches ont conclu que les plantes respirent comme tout le monde. En 1837, Henri Dutrochet découvre que le pigment vert dans les feuilles est la chlorophylle. En 1862, Julius von Sachs, le plus grand physiologiste de son temps, prouve que l’assimilation chlorophyllienne se déroule dans des chloroplastes. Ce n'est qu'en 1898 que le scientifique Charles Reid Barnes invente le terme photosynthèse.
[modifier] Localisation
La plupart des parties aériennes de la plante contiennent des chloroplastes. Ce sont les feuilles qui en contiennent le plus. On en compte environ un demi-million par millimètre carré de feuille. Leur lieu de prédilection est tout particulièrement le mésophylle de la feuille c’est-à-dire le tissu interne de la feuille. Mais divers tissus n'en contiennent pas ou très peu : les cellules de revêtement de l'épiderme, les cellules stomatiques aquifères (des groupes de cellules qui évacuent de l'eau chez certaines feuilles)...
[modifier] Structure
1-membrane externe
2-espace intermembranaire
3-membrane interne (1+2+3: enveloppe)
4-stroma (fluide aqueux)
5-lumen du thylakoïde
6-membrane du thylakoïde
7-granum (thylakoïdes accolés)
8-thylakoïde inter-granaire (lamelle)
9-grain d'amidon
10-ribosome
11-ADN plastidial
12-plastoglobule (gouttelette lipidique)
La taille des chloroplastes est de l'ordre du micron. Ils prennent souvent la forme de disques aplatis de 2 à 10 microns de diamètre pour une épaisseur d'environ 1 micron. Le chloroplaste est un organite composé de deux membranes (1 et 3) séparées par un espace inter-membranaire (2). Il contient un réseau membraneux constitué de sacs aplatis nommés thylakoïdes (8) qui baignent dans le stroma (4) (liquide intra-chloroplastique). Les thylakoïdes sont composés d'un lumen (5) entouré d'une membrane (6), et contiennent de la chlorophylle (pigments verts) et des caroténoïdes (pigments jaune orange). Un empilement de thylakoïdes se nomme granum (7) (au pluriel : des grana).
[modifier] ADN chloroplastique
De plus, ces organites contiennent de l'ADN circulaire (11) (comme il se doit pour une bactérie symbiote) et des ribosomes (10) leur permettant de se dupliquer seuls. Il joue un rôle essentiel dans le fonctionnement d'une cellule végétale car il permet de capter la lumière à l'origine de la photosynthèse. D'autre part, les stroma contient quelques réserves sous forme d'amidon (9) ou de gouttelettes lipidiques (12).
L'ADN du chloroplaste ne lui permet pas de subvenir à tous ses besoins ; il y a une coopération entre la cellule et le chloroplaste. Par exemple, le Ribulose 1,5 Bisphosphate Carboxylase/Oxygénase (ou Rubisco) est composée de deux parties : une grande et une petite qui sont répétées chacune huit fois. La grosse sous-unité (55 kDa) est formée dans le chloroplaste et la petite sous-unité (15 kDa) est synthétisée dans le cytoplasme de la cellule, sous la forme de précurseurs, puis pénètre dans le chloroplaste. En règle générale, les protéines codées par l'ADN nucléaire mais destinées à une localisation chloroplastique sont synthétisées sous la forme de précurseurs pourvus d'un signal de transit en N-terminal, qui consiste en un peptide d'une cinquantaine d'acides aminés (taille variable d'une protéine à une autre), et qui sera clivé au moment du passage à l'intérieur du chloroplaste pour aboutir à la protéine mature. Les protéines destinées à la membrane externe du chloroplaste peuvent même être pourvues de deux séquences de transit, la première pour entrer dans le chloroplaste, la deuxième pour être intégrée dans la membrane. Ces mécanismes font intervenir deux complexes protéiques connus sous le nom de TIC et TOC.
[modifier] Rôle
Article détaillé : photosynthèse.Le chloroplaste est un élément indispensable à la photosynthèse. Il absorbe l’énergie lumineuse pour la transformer en énergie chimique sous forme d'adénosine triphosphate (ATP). Il intervient dans la phase photochimique de la photosynthèse.
Le chloroplaste absorbe l'ensemble du spectre de la lumière visible mis à part le vert, raison pour laquelle les feuilles des plantes ont un aspect vert. La chlorophylle se trouve dans la membrane des thylakoïdes. Les différentes étapes de la photosynthèse qui convertissent la lumière en énergie chimique se déroulent dans les thylakoïdes tandis que les étapes de conversion de l'énergie en glucide se déroulent dans le stroma du chloroplaste.
Le chloroplaste joue aussi un rôle dans la biosynthèse des lipides.
[modifier] Origine
Les chloroplastes (comme les mitochondries) sont le résultat d'une endosymbiose, c’est-à-dire que des cellules primitives ont ingéré des bactéries (cyanobactéries pour les chloroplastes, et actinobactéries (gram +) pour les mitochondries) puis ont vécu en symbiose avec ces dernières.
Il y a deux types d'endosymbiose :
- Endosymbiose primaire : une cellule eucaryote ingère une bactérie, celle-ci devenant un chloroplaste avec deux membranes ayant pour origine la membrane de la bactérie pour la membrane interne, la membrane cytoplasmique pour la membrane externe (Rhodophyta et Chlorobionta).
- Endosymbiose secondaire : une cellule eucaryote ingère une autre cellule eucaryote possédant un chloroplaste; le cytoplasme et le noyau dégénère pour ne laisser que le chloroplaste à 4 membranes (2 issues de l'endosymbiose primaire + la membrane cytoplasmique de la cellule phagocytée + la membrane invaginée de la cellule qui phagocyte).
Suite à une réduction du nombre de membranes, on connaît aussi des chloroplastes à trois membranes chez certains Dinophytes.
On distingue une lignée verte et une lignée rouge selon que les plastes d'endosymbiose secondaire sont issus d'algues respectivement verte et rouge.
[modifier] Voir aussi
[modifier] Comparaison
- Plaste
- Chloroplaste et étioplaste
- Chromoplaste
- Leucoplaste
[modifier] Articles connexes
[modifier] Liens externes
[modifier] Références
- Henri Camefort, Morphologie des végétaux vasculaires : cytologie.anatomie.adaptations, Doin, 1996, 2e éd. (7e tirage), 432 p., p.32-49 (ISBN 2-7040-0395-5)
- [pdf] cours de DEUG en ligne.
- Protein import into chloroplasts: new aspects of a well-known topic.Article anglophone (malheureusement réservé aux adhérents)
| Organites d'une cellule |
|---|
| Plaste | Cytosquelette | Centriole | Appareil de Golgi | Lysosome | Mitochondrie | Noyau | Paroi | Peroxysome | Réticulum endoplasmique | Vacuole | Vésicule |
