Composant un règne bien à eux, les mycètes ou champignons ont leurs spécificités propres, en commençant par leur composition, leur organisme. Cette publication est donc dédiée à la découverte de leurs organites associés à leurs fonctions.
LES HYPHES
La publication 1 / 4 aborde rapidement la notion d'hyphe septé et non septé, qui constitue un critère de classification chez les mycètes. Il s'agit maintenant de développer un peu plus ses composants et différents rôles.
A : Hyphe non septé = coenocytique
B : Hyphe septé
Les parois cellulaires extérieurs des hyphes fongiques protègent les cellules des changement de pression et font écran aux stress environnementaux. Elles contiennent un peu de cellulose (une chaîne de polysaccarides constitués de glucose comme les végétaux) et également de la chitine (une macro molécule polymère). Cette dernière renforce les parois cellulaires tout en offrant une certaine flexibilité. Elle est produite par des enzymes dans la couche de membrane plasmique juste à l'intérieur de la paroi cellulaire et elle est entrelacée avec des filaments semblables à des fibres (microfibrilles), sur une base de glycoprotéines.
Environ 20% de la paroi peut être constituée de ces glycoprotéines qui jouent donc un rôle structurant et sont importantes pour l'absorption de nutriments. Certaines servent à la signalisation, à la détection, et à l'identification.
Elles contiennent aussi des ions de phosphore, du calcium et du magnésium.
Presque 80% de la paroi cellulaire fongique est constituée de polysaccaride, de fibrilles faites de chitine et de chitosane, de glucane et de mélanine. Tous sont mélangés dans un gel qui forme une matrice. La composition exacte de la paroi cellulaire dépend de chaque champignon en particulier ainsi que de la durée de vie de l'hype spécifique.
La membrane plasmique est nichée contre la paroi cellulaire interne et enveloppe le cytoplasme et les organites. Elle constitue le portail moléculaire permettant de pénétrer à l'intérieur du cytoplasme de la cellule.
LES HYDROPHOBINES
Les hydrophobes sont des protéines riches en cystéine et n'existent que les champignons et toujours imbriqués dans les parois cellulaires.
Elles forment un revêtement à la surface de la cellule qui réduit le mouvement de l'eau à travers la paroi. Elles ont à la foi une face hydrophobe et une face hydrophile.
La face hydrophile se fixe à la paroi fongique et empêche la cellule de se dessécher. LA face hydrophobe empêche l'eau de pénétrer à l'intérieur de la cellule, ce qui pourrait diluer le cytoplasme et endommager ou noyer les hyphes. La surface hydrophobe de ces protéines permet aussi aux champignons de se fixer aux autres hyphes, bactéries, particules du sol, plantes ou spores.
Les monomères, ces molécules individuelles des protéines hydrophobes, sont assemblées dans le champignon et émises par la croissance de l'apex de l'hype. Elles s'unissent et forment une solution qui fait en sorte que chaque fois que l'hype se retrouve hors de l'eau, il est recouvert de molécules qui l'empêchent de le dessécher.
Un champignon peut contenir 10 sortes différentes d'hydrophobes, voire davantage. Chacune possède une fonction spécialisés qui permet au champignon de vivre quel que soit son environnement.
Certaines facilitent la communication interne ou externe des cellules fongiques entre elles. Certaines contrôlent le flux vers les membranes, tandis que d'autres renforcent les hyphes.
LES SEPTES
Les septes cloisonnent les hyphes en compartiments distincts, sous différentes structures selon le type de champignon.
Par exemple :
- Chez les Ascomycètes, certains septes possèdent un pore central de 50 à 500 nanomètres de diamètre, assez large pour que les organites passent à travers en fonction du flux cytoplasmique.
- Chez les Basidiomycètes, les septes ont des structurent spéciales qui empêchent les noyaux de se déplacer mais qui permettent le passage des petits organites et du cytoplasme.
Les pores septaux situés entre les cloisons sont souvent régulés par les corps de Woronin, des organites spéciaux reliés par une membrane qui peuvent combler les pores septaux lorsqu'un hype est endommagé et manque de cytoplasme, qu'il est trop vieux ou rempli de vacuoles porteuses de toxines indésirables. Si les corps de Woronin sont absents, les cellules peuvent produire des cristaux de protéines qui obstruent les pores septaux pour condamner une partie de l'hype lorsqu'il est endommagé.
Tous les champignons à hyphes, qu'ils soient septés ou non, sont homocaryotiques : tous les noyaux qui se trouvent dans les cellules hyphales sont génétiquement identiques et partagent le même cytoplasme.
L'une des grande différences entre les hyphes septés et ceux non septés tient au fait que les nutriments circulent plus rapidement dans les hyphes non septés, de sorte que l'absorption de nutriments se produit plus vite que dans les hyphes cloisonnés. Ils peuvent donc être facilement concurrencés.
LA MEMBRANE PLASMIQUE
La membrane plasmique nichée à l'intérieur de la paroi cellulaire fongique comprend une double couche de lipides, dans lesquels les molécules phospholipidiques, avec des têtes hydrophiles et des queues hydrophobes, se déplacent librement.
La composition de base de la membrane plasmique d'un champignon varie mais un élément est constant : l'ergostérol.
La membrane plasmique est incrustée de molécules de signalisation et de protéines qui font office de vecteurs pour les molécules du nutrition, permettant d'une manière sélective à certaines molécules de sortir ou d'entrer dans la cellule. Dans ces cellules, les protéines incrustées comprennent la chitine synthase et la glucane synthase.
VACUOLES ET VÉSICULES
Les vacuoles sont des bulles de stockage intracellulaires remplis d'eau et de puissantes enzymes qui aident à détruire et à construire des molécules. Les vacuoles régulent la quantité d'eau et le niveau de pH à l'intérieur de la cellule, elles stockent et isolent les éléments nocifs et elles permettent aux nutriments et aux autres substances de sortir et d'entrer dans la cellule.
Les vacuoles sont formées par la fusion de multiples vésicules qui sont semblables aux vacuoles mais de plus petites tailles.
Des vésicules spécialisées, les lysosomes, sont utilisés dans la dissolution, la dégradation ou la mort des cellules.
Les peroxisomes sont des vésicules qui contiennent des enzymes et qui servent à décomposer les chaînes d'acides gras longues, ce qui importe pour créer de l'énergie métabolique. Ils interviennent aussi dans la décomposition des aminoacides, ainsi que du peroxyde d'hydrogène (H202), un sous produit de la digestion qui est nocif pour les organites fongiques.
NOYAU
Chaque cellule fongique contient un ou plusieurs noyaux entourés d'une membrane.
Ces noyaux contiennent le matériel génétique, l'ADN, responsable de la reproduction. À l'intérieur du noyau se trouve un nucléole qui produit des ribosomes, certaines protéines et l'acide ribonucléique.
RÉTICULUM ENDOPLASMIQUE & RIBOSOMES
La membrane qui enveloppe le noyau possède de grandes extensions tubulaires, qui constituent le réticulum endoplasmique. Ce réseau de tubules transporte les protéines, synthétise les lipides et stocke le calcium utilisé dans la signalisation et le métabolisme des glucides. Il produit également du matériau pour renouveler les membranes cellulaires, les vacuoles et les vésicules, et fournit des glucides aux glycoprotéines.
Le réticulum endoblasmique est divisé en 2 parties :
- Rugueux : contient beaucoup de ribosomes, qui servent à construire les protéines, mais aussi de l'acide ribonucléique et des aminoacides.
- Lisse : peu de ribosomes, les lipides sont créés pour intervenir dans la création de membranes.
APPREIL DE GOLGI
L'appareil de Golgi (du biologiste Camillo Golgi) est constitué de saccules qui servent de lieu de transit et de réservoir pour les protéines et les lipides.
L'appareil de Golgi termine le travail commencé dans le réticulum endoblastique. Des enzymes spécialisées taillent et coupent les protéines et les chaînes lipidiques qui sont synthétisées dans le réticulum endoplasmique pour qu'elles soient acheminées à l'intérieur ou à l'extérieur de la cellule.
LES MITOCHONDRIES
Les mitochondries font office de petits générateurs qui fournissent l'énergie dans toutes les cellules fongiques. CEs organistes sont indispensables à toute forme de vie sur Terre.
Elles produisent de l'adénosine triphosphate (ATP) qui constitue la source d'énergie utilisée dans toutes les cellules vivantes et servent de siège à la respiration aérobie chez les champignons.
Elles se chargent du transport du matériel à destination de l'appareil de Golgi, elles créent les membranes intracellulaires et les protéines incrustées qui y sont associées, elles en contrôlent la croissance et la mort.
Les mitochondries produisent des protéines pour leur propre usage et contiennent leur propre ADN (ce qui laisse à penser que leurs ancêtres étaient des organites indépendants qui ont établi une relation mutuelle endosymbiotique avec les eucaryotes).
CYTOSQUELETTE & MICROTUBULES
Chez un champignon, le cytosquelette constitue la structure de la cellule depuis l'intérieur. Il comprend un réseau complexe de fibrilles, de microtubules et de tubules.
Les moteurs moléculaires dans les microtubules transportent des matériaux, des organites, des noyaux et autres éléments importants à travers les hyphes.
Les microtubules jouent un rôle vital dans la croissance des cellules et des extrémités des hyphes. Ils sont donc importants pour le bon fonctionnement de l'organe champignon.
RÉFÉRENCES :
Jeff Lowenfels - Fertiles champignons
Paul Stamets - Mycelium Running
https://organelleprojectmb.weebly.com/background.html
Jean-André Fortin - Christian Plenchette et Yves Piché - Les Mycorhizes l'essor de la révolution verte
Régis Courtecuisse et Bernard Duhem - Champignons de France et d'Europe