Chloroplastes et chromatine : Structure et fonctions

Les chloroplastes : Organites des cellules végétales

Les chloroplastes sont des organites caractéristiques des cellules végétales. Ils sont impliqués dans la photosynthèse. Leur forme et leur taille sont variées. Les chloroplastes ont une double membrane qui entoure le stroma. Dans l'ensemble, on trouve des disques empilés appelés thylakoïdes, dont l'ensemble est appelé grana. Les réactions photosynthétiques se produisent de la manière suivante :

• Phase lumineuse : se produit dans la membrane thylakoïdale.
• Phase sombre : se produit dans le stroma.

Structure :

• Membrane externe et interne : les deux sont très perméables à l'O₂ et contiennent de nombreux transporteurs protéiques.
• Membrane thylakoïdale : contient des pigments photosynthétiques qui absorbent l'énergie lumineuse.
  • Chlorophylles : ce sont des photorécepteurs très efficaces, contenant un noyau tétrapyrrole.
  • Caroténoïdes : leur fonction est de protéger les protéines photosynthétiques de l'oxydation.
• Membrane thylakoïdale : possède des systèmes enzymatiques pour capter l'énergie lumineuse, transporter les électrons et former de l'ATP.
• Stroma : solution enzymatique contenant des enzymes qui transforment le CO₂ en matière organique, l'ADN plastidial, l'ARN et les plastoribosomes, ainsi que les enzymes de réplication, de transcription et de traduction, etc. Outre les chloroplastes, on trouve les amyloplastes et les chromoplastes.

Fonctions :

Les chloroplastes effectuent la photosynthèse, un processus par lequel l'énergie de la lumière est utilisée pour convertir le CO₂ en composés organiques, principalement des glucides. L'oxygène libéré provient de l'H₂O.

1. Photosynthèse :
   • Phase lumineuse : l'énergie lumineuse est capturée par les pigments photosynthétiques et transformée en énergie chimique sous forme d'ATP et de NADPH. L'oxygène est libéré.
   • Phase sombre : l'ATP et le NADPH sont utilisés comme source d'énergie et de pouvoir réducteur, respectivement, pour convertir le CO₂ atmosphérique en glucides.
2. Biosynthèse des acides gras.
3. Réduction des nitrates en nitrites.

En plus de ces fonctions, l'ADN des chloroplastes exerce d'autres fonctions.

Chromatine : La substance fondamentale du noyau

La chromatine est la substance fondamentale du noyau. Elle est formée par des brins d'ADN à différents degrés de condensation. Dans une cellule humaine, l'ADN disposé longitudinalement atteindrait 2 mètres. Tout est compacté dans le noyau cellulaire. Le compactage est donc énorme, avec une répulsion maximale des charges négatives des phosphates, ce qui est rendu possible grâce aux histones. La chromatine est un complexe supramoléculaire formé par l'ADN et les protéines qui l'accompagnent :

• Histones : protéines basiques de faible poids moléculaire. Elles se répètent en plusieurs unités autour desquelles s'enroule la double hélice d'ADN.
• Protéines non-histones : protéines hétérogènes.

Dans le noyau eucaryote, la chromatine atteint des niveaux d'organisation complexes :

1. Nucléosome : premier niveau de compactage. La double hélice de l'ADN s'enroule autour d'un octamère d'histones. Entre un octamère et un autre se trouve l'ADN espaceur.
2. Fibre de chromatine : deuxième niveau de compactage. Six nucléosomes se regroupent pour former un axe central de la fibre, ce qui entraîne un raccourcissement supérieur. À ce niveau, les gènes sont accessibles à la transcription et à la réplication.
3. Domaines en boucles : troisième niveau de compactage. La fibre forme un ensemble de boucles autour d'un axe de protéines non-histones appelé scaffold.

Un niveau supérieur est le chromosome.