La croissance des cellules végétales s'effectue à l'intérieur d'un cadre rigide : la paroi. Rappelons que la paroi cellulaire est une spécificité des végétaux (elle ne se trouve pas dans les cellules animales).
La paroi végétale est composée de polysaccharides (par exemple la cellulose), d'une armature microfibrillaire de cellulose et d'une matrice (pâte composée de pectines, d'hémicellulose et de protéines).
Lors d'une mitose, les deux cellules filles synthétisent une paroi pour terminer la division. La première paroi formée est appelée paroi primaire.
La matrice constituant la primaire est « molle » et permet donc, par incorporation de nouvelles molécules dans cette matrice, l'agrandissement de la paroi et donc la croissance de la cellule.
Ensuite, la cellule fabriquera une paroi secondaire par dépôt de couches successives. Cette paroi secondaire peut par exemple contenir de la lignine (cellule du bois des arbres) qui lui donnera une grande rigidité. Une fois la paroi secondaire formée, la croissance cellulaire n'est plus possible.
L'eau est impliquée dans ce mécanisme de croissance :
Pression de turgescence : pression exercée contre les parois de la cellule après l'entrée d'eau dans la cellule.
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1 - Le milieu extérieur est moins concentré que la vacuole de la cellule. L'eau entre dans la cellule. La cellule gonfle et exerce une pression sur la paroi, que l'on appelle pression de turgescence. Lorsque la paroi est « molle », comme c'est le cas pour la paroi primaire, la pression de turgescence agrandit cette paroi. 2 - Le milieu extérieur a la même concentration que la vacuole. Il n'y a aucun échange d'eau. La cellule n'exerce aucune pression sur la paroi. La pression de turgescence est nulle. C'est la plasmolyse limite. La croissance ne se fait pas. 3 - le milieu extérieur est plus concentré que la vacuole. L'eau sort de la cellule. Ce phénomène s'appelle la plasmolyse. |
Rappel : la vacuole est un organite spécifique des cellules végétales. C'est un « sac » contenant un liquide concentré en substances diverses et d'intérêt pour la cellule.
A retenir : La paroi des cellules végétales en extension est essentiellement composée de polysaccharides, dont la cellulose et les hémicelluloses.
La pression de turgescence cellulaire et la plasticité pariétale permettent la croissance cellulaire.
La croissance cellulaire végétale est contrôlée par une hormone : l'auxine
L'auxine a été la première hormone végétale mise en évidence. Grâce à des expériences de Darwin en 1881 sur la courbure des coléoptiles d'avoine vers la lumière (phototropisme).
C'est une enzyme végétale synthétisée dans le méristème apical des tiges. Elle est synthétisée à partir d'un acide aminé. Une fois fabriquée, elle migre vers les cellules cibles dont elle modifie le fonctionnement.
L'auxine contrôle la croissance cellulaire par deux mécanismes principaux :
- L'auxine a pour action de déstabiliser la paroi par rupture de liaisons entre les fibrilles de cellulose. La paroi devient alors plus relâchée et peut s'étirer si la pression de turgescence est forte, permettant ainsi la croissance cellulaire.
- Sur le plus long terme, l'auxine agit également sur l'activité génétique. Elle active certains gènes impliqués dans les phénomènes de croissance. Pour ce faire, l'auxine induit une plus grande transcription des gènes de protéines liées à la croissance cellulaire et permet donc une synthèse plus active de ces protéines.
La morphogenèse dépend de facteurs extérieurs
Un éclairement latéral de coléoptiles d'avoine entraîne une courbure de ces coléoptiles vers la lumière. Ceci s'explique par le fait que l'auxine migre du côté éclairé vers le côté sombre. Celle-ci favorisant la croissance, le côté sombre croît plus vite que le côté éclairé et le coléoptile, en grandissant, se dirige vers la lumière.
Réponse du coléoptile d'avoine à un éclairement latéral
Ce phénomène s'appelle le phototropisme positif.
A retenir : L'auxine, facteur de croissance ou hormone végétale, contrôle la croissance cellulaire.
Elle est synthétisée par l'apex des tiges. Elle possède une double action :
- une action à court terme sur la plasticité pariétale ;
- une action à plus long terme sur l'expression de gènes qui participent aux divers événements du métabolisme nécessaires à la croissance.