Biologie cellulaire végétale : Plastes et Vacuoles

Flashcards de vocabulaire détaillant la structure, la biogenèse, la diversité fonctionnelle et les mécanismes membranaires des plastes et des vacuoles végétales.

Plaste

Organite semi-autonome spécifique aux cellules végétales (avec de rares exceptions comme certaines limaces de mer ou parasites de la malaria), délimité par une double membrane et assurant diverses fonctions métaboliques ou de stockage.

Théorie endosymbiotique (des plastes)

Principe selon lequel les plastes proviennent de l'incorporation par phagocytose d'une cyanobactérie photosynthétique par une cellule eucaryote hôte ancestrale sans qu'elle soit digérée, expliquant la présence d'une double membrane.

Génome plastidique

Matériel génétique propre au chloroplaste ne représentant plus que $2\,\%$ du génome cyanobactérien ancestral suite à des transferts massifs de gènes vers le noyau, maintenant néanmoins la transcription, la traduction et la photosynthèse.

Fission (plastidique)

Mode de division autonome des plastes, analogue à celui des bactéries et des mitochondries, assuré par le resserrement de deux anneaux contractiles de protéines (l'un cytoplasmique et l'autre interne).

Stroma

Matrice liquide interne du chloroplaste renfermant l'ADN chloroplastique, des ribosomes, des ARN, des acides aminés, de l'amidon, des plastoglobules et les enzymes du cycle de Calvin comme la RuBisCO.

Thylakoïdes

Sacs membranaires lipidiques aplatis situés dans le chloroplaste, empilés en grana (granum au singulier) et renfermant un espace intérieur appelé lumen où se concentrent les protons ($H^+$) durant la photosynthèse.

Phase photochimique

Première étape de la photosynthèse localisée dans la membrane des thylakoïdes, où l'énergie lumineuse est captée pour oxyder l'eau, libérer du $O_2$ et accumuler des protons ($H^+$) dans le lumen afin de générer de l'ATP et du NADPH.

Phase biochimique (Cycle de Calvin)

Deuxième étape de la photosynthèse localisée dans le stroma, utilisant l'ATP et le NADPH issus de la phase photochimique pour fixer le dioxyde de carbone ($CO_2$) via l'enzyme RuBisCO afin de synthétiser des sucres.

Complexes TOC et TIC

Translocases protéiques situées respectivement sur la membrane externe (TOC) et la membrane interne (TIC) du chloroplaste, permettant l'importation des protéines cytosoliques munies d'un peptide de transit.

Proplaste

Jeune plaste indifférencié présent dans les cellules végétales, constituant le précurseur commun à partir duquel se développent tous les autres types de plastes selon les signaux environnementaux ou tissulaires.

Étioplaste

Plaste intermédiaire formé en l'absence de lumière à partir d'un proplaste, caractérisé par la présence de corps prolamellaires et capable de se transformer en chloroplaste lors d'une exposition lumineuse.

Chromoplaste

Plaste dépourvu de chlorophylle qui accumule des pigments caroténoïdes conférant des colorations rouges, oranges ou jaunes aux fleurs et aux fruits mûrs.

Amyloplaste

Leucoplaste incolore spécialisé dans la mise en réserve de l'amidon; lorsqu'il prend la forme de statolithe dans les cellules racinaires, il sert de senseur de gravité pour orienter la croissance.

Oléoplaste (ou élaïoplaste)

Leucoplaste spécialisé dans la biosynthèse et le stockage des réserves lipidiques dans les tissus végétaux.

Protéinoplaste

Leucoplaste incolore spécialisé dans le stockage des protéines végétales de réserve, telles que le gluten ou la zéine.

Gérontoplaste

Plaste issu du déverdissement et de la dégradation contrôlée des chloroplastes lors de la sénescence foliaire.

Tonoplaste

Membrane unique semi-perméable hautement spécialisée délimitant la vacuole, contrôlant rigoureusement les flux moléculaires et stabilisée par des hélices $\alpha$ hydrophobes transmembranaires.

Suc vacuolaire

Solution aqueuse complexe occupant l'intérieur de la vacuole, acide (avec un $pH$ d'environ $5{,}5$ contre $7$ dans le cytoplasme) et hautement concentrée en ions minéraux, sucres, acides organiques et métabolites secondaires.

Pression de turgescence

Force hydrostatique exercée par l'eau du suc vacuolaire contre la paroi cellulaire rigide sous l'effet de l'osmose, conférant leur fermeté aux tissus herbacés et permettant le port dressé de la plante.

Plasmolyse

État cellulaire consécutif à une déshydratation où la vacuole perd son eau par osmose, ce qui diminue son volume et provoque le décollement de la membrane plasmique par rapport à la paroi végétale.

Vacuoles de stockage protéique (PSV)

Vacuoles spécialisées abondantes dans les graines en développement, issues de la reprogrammation d'une vacuole embryonnaire pour accumuler des protéines de réserve (albumines, globulines) destinées à la germination.

Hydrolases acides

Enzymes lytiques vacuolaires (protéases, glycosidases, nucléases) fonctionnant à $pH$ acide et assurant le recyclage moléculaire, faisant de la vacuole l'analogue fonctionnel du lysosome animal.

Micro-autophagie

Voie d'autophagie végétale caractérisée par l'invagination directe de la membrane du tonoplaste pour séquestrer et dégrader de petits fragments cytoplasmiques.

Macro-autophagie

Voie d'autophagie végétale où le matériel cellulaire est d'abord enveloppé par un phagophore à double membrane pour former un autophagosome, qui fusionne ultérieurement avec la vacuole pour dégradation.

Méga-autophagie (Autolyse)

Processus d'autophagie extrême entraînant la perméabilisation ou la rupture du tonoplaste et le déversement des hydrolases acides dans le cytoplasme, conduisant à la mort cellulaire programmée (ex. différenciation des trachéides du xylème).

Pompes à protons vacuolaires (V-ATPase et V-PPase)

Transporteurs actifs primaires du tonoplaste hydrolysant respectivement l'ATP ou le pyrophosphate pour injecter des protons ($H^+$) dans la vacuole, maintenant son acidité et générant un gradient électrochimique.

Aquaporines du tonoplaste (TIPs)

Protéines canaux du tonoplaste permettant un passage bidirectionnel passif et très rapide des molécules d'eau en réponse aux variations de potentiel osmotique.

Transporteurs ABC vacuolaires

Protéines membranaires du tonoplaste utilisant directement l'énergie de l'hydrolyse de l'ATP pour séquestrer dans la vacuole des xénobiotiques, des métabolites secondaires ou des pigments complexes.

Compartiments pré-vacuolaires (PVC)

Petites vésicules issues du réticulum endoplasmique et de l'appareil de Golgi dont la fusion progressive coordonnée assure la biogénèse des vacuoles centrales et des vacuoles lytiques.