I. Localisation de ces cellules (coupe pancréatique)

• Cellules acineuses = cellules sécrétrices = sécrétion d'enzymes de la digestion vers l'intestin (vers l'extérieur) = sécrétion exocrine.
  
• Cellules de Langerhans = cellules sécrétrices = sécrétion d'hormones (Insuline hypoglycémiante / Glucagon hyperglycémiant) vers les vaisseaux (vers l'intérieur) = sécrétion endocrine.
  

Les cellules acineuses sont regroupées en acinus.

II. Observations structurales de la cellule acineuse

Les organites cellulaires sont des compartiments cellulaires. La cellule est compartimentée et elle présente ici une polarité structurale.

III. Un aspect du fonctionnement de la cellule acineuse illustrée par les expériences de Palade

Les enzymes sont des protéines constituées d'acides aminés.

III.A. Mise en évidence du cheminement intracellulaire des protéines

III.A.1. Protocole expérimental

III.A.1.a. Incorporation de Leucine*

III.A.1.b. Localisation de la radioactivité dans les cellules par autoradiographie

- Fixation des cellules (tuer les cellules = bloquer toutes les réactions) - Traitement au tétroxyde d'osmium (contraster les membranes) - Inclusion dans la résine (Manipulation, durcir l'échantillon) - Coupes ultra fines (0,02 µ)

Le rayonnement ß transforme le bromure d'argent en bromure métallique.

Résultat : on obtient une image avec des taches qui représentent l'emplacement de la leucine radioactive.

III.A.2. Résultats

Participation du réticulum endoplasmique et de l'appareil de Golgi au transport intracellulaire des protéines sécrétées par les cellules acineuses du pancréas. Courbes montrant l'évolution de la radioactivité des structures cellulaires impliquées dans le transport des protéines, les conditions expérimentales étant les mêmes que la figure précédente. On comte sur les micrographies le nombre de grains d'argent situés sur le réticulum endoplasmique rugueux, sur l'appareil de Golgi et sur les grains de Zymogène. Pour chacune de ces structures, les résultats sont exprimés en pourcentage du nombre total de grains comptés pour des temps de chasse de 7, 17, 37, 57 et 117 minutes. Le pulse étant de 3 minutes, la durée totale des expérimentations est respectivement de 10, 20, 40, 60 et 120 minutes. A la fin du pulse, les grains d'argent sont localisés sur le réticulum rugueux et il n'y en a pas sur l'appareil de Golgi et les grains de Zymogène. Pour des temps de chasse de plus en plus longs, on constate que le pourcentage du nombre de grains diminue progressivement sur le réticulum ; sur l'appareil de Golgi, ce pourcentage augmente, passe par un maximum 15 minutes environ après le début d'incubation en présence de Leucine-3H puis diminue ; sur les grains de Zymogène le pourcentage des grains d'argent augmente d'abord rapidement, puis pour des temps de chasse dont la durée est supérieure à 37 minutes, cette augmentation est plus lente (d'après J.D.Jamieson, 1975).

III.A.3.Interprétation

L'assemblage des acides aminés en protéines se fait sur le Réticulum endoplasmique Rugueux (RER). Les protéines migrent depuis le RER, passent par l'appareil de Golgi et forment les grains de zymogène. C'est le cheminement intracellulaire de la protéine. Il y a coopération entre les organites cellulaires.

III.A.4.Problèmes restant posés

La protéine est-elle à l'intérieur ou à l'extérieur des organites ? La méthode ne peut le dire. Comment la protéine passe-t-elle d'un organite à un autre ?

III.B. Mise en évidence de la continuité fonctionnelle entre les organites

III.B.1. Localisation de la radioactivité par le dosage des portions cellulaires

III.B.2. Résultats

Le surnageant n'est jamais pollué donc les protéines se trouvent exclusivement à l'intérieur des organites.

III.B.3. Conclusion

Il y a continuité fonctionnelle entre les organites structurellement indépendants (compartimentation cellulaire).

III.B.4. Problème

Comment passer d'un organite à un autre sans passer par le surnageant ?

IV. Explication des faits mis en évidence

1. Absorption
   
2. Synthèse des protéines
   
3. Entrée des protéines dans le réticulum endoplamique
   
4. Accumulation dans les bourgeons, intervention d'une protéine la Clatrine qui entoure
   
5. Détachement de la vésicule, la Clatrine disparaît
   
6. Déplacement et fusion avec l'appareil de Golgi
   
7. Mêmes vésicules jusqu'au dernier saccule de Golgi
   
8. Déplacement sur les microtubules du cytosquelette
   

Conclusion : Polarité structurale + Polarité fonctionnelle

1. Entrée à la base
2. Synthèse des protéines dans le RER
   
3. Concentration des protéines dans l'appareil de Golgi
   
4. Rejet par la partie apicale

Il existe des compartiments cellulaires structurellement indépendants mais en coopération fonctionnelle.

Il existe un flux membranaire depuis la membrane du RER, puis celle de l'appareil de Golgi, puis celle des grains de zymogène, jusqu'à la membrane plasmique. Ces structures sont dynamiques et non figées.

V. Origine de la spécificité fonctionnelle de la cellule animale

Synthèse abondante et rejet de protéines. Rejet discontinu dans le temps au moment de la digestion, en fonction des besoins.

V.A. Origine interne : expression génétique spécifique

Chez les eucaryotes, l'ADN est localisé dans le noyau. Toutes les cellules possèdent la même information génétique. Toute cette information ne s'exprime pas dans toutes les cellules. Des gènes spécifiques s'expriment. Ils sont responsables de la différenciation structurale de la cellule et de sa spécificité fonctionnelle. Il y a une régulation de l'information génétique spécifique.

V.B. Contrôle externe

Il y a deux systèmes régulateurs : nerveux et endocrinien (hormonal). Ils régulent le rejet d'enzymes au moment de la digestion. Une cellule de métazoaire est intégrée à l'organisme et donc au fonctionnement général de cet organisme. Son fonctionnement est coordonné par les systèmes régulateurs.

Généralisation

• Toutes les cellules possèdent les mêmes organites mais leur importance quantitative varie en fonction du rôle de cette cellule.
  
• La cellule est compartimentée.
  
• Les caractéristiques structurales et fonctionnelles d'une cellule sont le résultat de l'information génétique.
  
• Les cellules de métazoaires ont un fonctionnement intégré à l'organisme.
  
• Les cellules effectuent des échanges avec l'extérieur (matière et énergie). La cellule respire, se nourrit, rejette des déchets ou des substances qu'elle a fabriqué.

Sujets :

• Organisation d'une cellule eucaryote.
  
• Expérience de Palade.
  
• Les particularités fonctionnelles de la cellule acineuse.
  
• La cellule
  
  • Plus petite unité structurale de l'organisme.
    
  • Plus petite unité fonctionnelle (respiration, nutrition, déchets).
    
  • Intégrée et régulée (nerveux et hormones)