Paroi cellulaire : définition, fonction et structure

La paroi cellulaire est un organelle caractéristique des cellules végétales. Cette structure est une enveloppe qui entoure complètement le protoplaste et c'est d'ailleurs sa présence qui les distingue des cellules animales. La paroi cellulaire est naturellement rigide, ce qui permet à la cellule de maintenir sa forme et sa taille. Cette propriété est particulièrement importante quand la cellule végétale absorbe de l'eau et que son volume augmente, car la paroi cellulaire permet d'éviter la rupture de la membrane plasmique.

Il est important de noter que les parois cellulaires ne sont pas l'apanage des plantes. Les cellules procaryotes des Eubactéries et des Archaebactéries, ainsi que les cellules du règne des Monères, possèdent également des parois cellulaires, bien que leur composition chimique soit différente.

Dans certains groupes, comme pour les cellules des thalles des Myxomycètes (connus sous le nom de "champignons gélatineux") et les cellules germinales des plantes supérieures (spermatozoïdes), la paroi cellulaire peut exceptionnellement être absente. Dans les cellules méristématiques, en revanche, la paroi cellulaire peut être très fine.

La paroi cellulaire a des fonctions spécifiques qui sont cruciales pour la survie de la cellule et du tissu dans lequel elle se trouve ainsi que pour le fonctionnement global de l'organisme. Quelle est donc la fonction spécifique de la paroi cellulaire ? Voici les principales fonctions de la paroi cellulaire :

• Elle fournit un soutien structurel et une protection : la paroi cellulaire confère force et rigidité à la cellule, car elle lui permet de maintenir sa forme tout en la protégeant des dommages mécaniques externes. Elle protège également le contenu de la cellule, appelé protoplaste, des changements osmotiques soudains et elle empêche la lyse cellulaire.
• Elle facilite l'échange des nutriments : la paroi cellulaire contient une variété d'enzymes et elle joue un rôle fondamental dans l'absorption, le transport et la sécrétion des substances nécessaires au métabolisme cellulaire. Elle peut également servir de site pour l'activité lysosomale ou digestive, à l'instar de ce qui se passe dans les vacuoles.
• Protection contre les agents pathogènes : elle participe activement à la défense contre les bactéries et les champignons pathogènes. La plante peut acquérir une résistance aux attaques en produisant des phytoalexines ou d'autres substances qui agissent comme des barrières, telles que la lignine, qui empêchent l'invasion des pathogènes.

La paroi cellulaire des cellules végétales est principalement composée de polysaccharides, comme la cellulose et d'autres composants de la matrice. Les polysaccharides dominants dans la matrice sont les hémicelluloses et les composants pectiques. Les protéines, la lignine, la cutine, la subérine et les cires sont également présentes, mais dans des proportions moindres.

La cellulose est un polymère linéaire de glucose (1-4 β-D-glucan). Ces longues et fines chaînes de glucose sont reliées entre elles par des liaisons hydrogène, formant ainsi des microfibrilles d'un diamètre de 10 à 25 nm. Les microfibrilles se tordent et s'enroulent les unes autour des autres, comme les brins d'un fil conducteur. Chaque "fil" ou macrofibrille a un diamètre d'environ 0,5 µm et peut atteindre une longueur de 4 µm. Grâce à cette structure, les molécules de cellulose acquièrent une résistance comparable à celle d'un fil d'acier de même diamètre. Les microfibrilles confèrent une résistance mécanique à la paroi cellulaire et résistent à la dégradation chimique et biologique. Elles représentent environ 20 à 30 % du poids sec d'une paroi primaire normale et 40 à 60 % du poids sec de la paroi secondaire des cellules de soutien.

D'autre part, la paroi cellulaire est composée de deux phases principales :

• Phase fibrillaire ou squelette : elle est composée de cellulose, qui est agencée de manière très ordonnée au moyen de liaisons hydrogène, ce qui lui confère des propriétés cristallines.
• Phase amorphe ou matrice : elle est composée d'hémicelluloses, de composés pectiques et de glycoprotéines.

La paroi cellulaire peut aussi être divisée en trois parties principales :

• Lamelle médiane ou substance intercellulaire : formée lors de la division cellulaire, elle est principalement composée de composés pectiques, qui sont l'union de molécules d'acide galacturonique avec de l'acide pectique et des ions métalliques.
• Paroi primaire : présente dans la plupart des cellules végétales, elle se forme après la division cellulaire et est associée à des protoplastes vivants, ce qui permet à ses changements d'être réversibles.
• Paroi secondaire : elle se développe entre la paroi primaire et la membrane plasmique lorsque la cellule cesse de croître et atteint sa taille maximale.

Découvrez dans l'article les différences qui existent entre une cellule végétale et animale !

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