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Croissance des cellules végétales jeunes

Dossier - La cellule végétale
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Un tour d'horizon en images des caractéristiques morphologiques et fonctionnelles de la cellule végétale.

  
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Figures 23 et 24 - Représentation schématique de la croissance d'une cellule végétale. Dans un grand nombre de cas, cette croissance se réalise dans une direction privilégiée (élongation). Cette augmentation de taille peut être de l'ordre de 10 fois en 24 heures chez une cellule jeune ce qui implique des synthèses importantes de paroi, de membranes et de solutés vacuolaires.

La croissance des cellules végétales constitue un problème particulier en biologie cellulaire. En effet, la cellule végétale est entourée d'une paroi rigide qui la protège des déformations et lui donne sa forme. Sa croissance (donc son changement de taille et de forme) ne peut donc se réaliser que grâce à des changements de structure et de propriétés de cette paroi.

Cette croissance est sous la dépendance d'une hormone clé de la physiologie végétale, l'auxine ou AIA (Acide Indole Acétique). Elle agit en permettant à la paroi cellulaire de modifier ses propriétés de plasticité.

Figure 25 - Schéma très simplifié de l'action de l'auxine sur la croissance cellulaire. L'auxine (AIA) par l'intermédiaire de récepteurs hormonaux, stimule une ATPase membranaire qui provoque la sortie de protons (H+) ves l'extérieur (dans la paroi cellulaire). Cette action provoque une baisse de pH qui augmente la plasticité de la paroi cellulaire. Cette plasticité est une potentialité qui ne se réalise que si une force intervient.

C'est la pression de turgescence développée par la pression osmotique de la vacuole qui est le moteur de la croissance cellulaire en transformant cette potentialité de déformation en déformation réelle.

Ce mécanisme hormonal permet de comprendre comment la régulation de croissance se réalise à court terme. Il n'explique pas le mécanisme de croissance à long terme.

Lorsqu'une cellule jeune s'allonge de 10 fois en deux jours, son volume augmente d'un facteur 10, ce qui est énorme. Les conséquences son importantes :

- la cellule doit maintenir une pression osmotique convenable,

- l'amincissement dû à la croissance des cellules doit être compensé par une synthèse continuelle de nouveaux constituants.

Les constituants de la paroi sont synthétisés et exportés selon deux modes. Les polysaccharides de la matrice comme les pectines et les hémicelluloses sont élaborés dans les vésicules golgiennes et sécrétés dans la paroi par exocytose. Il en est de même des protéines enzymatiques. La cellulose, au contraire est directement élaborée dans la paroi au niveau de la membrane plasmique.

Le schéma suivant donne un aperçu synthétique des voies de synthèse et de sécrétion.

Figure 26 - Voies de synthèse de la paroi cellulaire. Les fibrilles de cellulose sont fabriquées au niveau de la membrane plasmique par des celluloses synthétases. Elles s'assemblent dans la paroi avec les fibrilles prééxistantes selon une architecture particulière. Les autres polysaccharides (ici les pectines et les xyloglucanes) sont synthétisés dans des vésicules golgiennes puis exportés dans par exocytose. Il en est de même des enzymes de synthèse ou de transformation de ces polysaccharides.