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Les Protoplastes
1-Qu’est ce qu’un protoplaste ?
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Les cellules végétales se distinguent des cellules animales par la présence autour d’elles d’une paroi. Pendant longtemps, on a fait une différence entre la partie vivante de la cellule (cytoplasme et noyau limité par la membrane plasmique) dénommée protoplasme et la paroi squelettique jugée inerte et dénommée paraplasme. Il est possible par plasmolyse de la cellule de séparer ces deux constituants. L’ensemble du protoplasme séparé de la paroi est alors appelé protoplaste.
Il sera ensuite possible d’envisager de l’isoler et de le cultiver.

Qu’est ce que la plasmolyse ?
Lorsque l’on place un tissu végétal dans une solution hypertonique (c’est à dire plus concentrée en solutés que le protoplasme (cytoplasme et vacuole), l’équilibre hydrique est perturbé. Comme la membrane plasmique est hémiperméable, elle laisse passer l’eau vers l'extérieur mais pas certains solutés vers l'intérieur pour équilibrer les concentrations interne et externe. Il s’ensuit une sortie d’eau et donc une diminution du volume du protoplasme. La membrane plasmique se décolle alors de la paroi cellulaire et l’ensemble du protoplasme prend une forme arrondie et est appelé protoplaste « in situ ».

plasmolyse d'épiderme d'oignon

Etapes de la plasmolyse
A, B et C : celules d'épiderme d'oignon dont la vacuole est colorée par le Rouge neutre
A', B', et C' : Schémas correspondants

La plasmolyse dépend de la concentration du milieu. Dans l'eau pure ou fiblement concentrée en solutés (solution hypotonique), la cellule est turgescente; dans une solution isotonique, la pression de turgescence est annulée (plasmolyse limite) Dans une solution concentrée (solution hypertonique), la cellule est plasmolysée. La concentration des solutions utilisées est souvent voisine de 0,6M.

La plasmolyse ne s'effectue pas toujours sans difficulté. Les cellules communiquent par des plasmodesmes au travers de leur paroi mitoyenne. Au cours de la plasmolyse, les protoplasmes de deux cellules jpintives peuvent reste liés par de fins tractus. S'ils se rompent progressivement, c'est sans dommage pour le protoplaste plasmolysé et on peut observer de fines gouttelettes résiduelles de cytoplasme dans l'espace de rétraction

Etapes de la plasmolyse
Etapes de la plasmolyse d'une cellule d'épiderme d'oignon.
a, cellule turgescente;
b, début de plasmolyse; de fins tractus cytoplasmiques relient le protoplaste à sa paroi;
c, cellule plasmolysée, les tractus sont rompus et le protoplaste est parfaitement arrondi.
Lorsque les cellules sont isodiamétriques, les protoplastes deviennent parfaitement sphériques
feuille d'élodée du Canada plasmomysée
Feuille d’élodée du Canada plasmolysée par une solution de saccharose.
Une coloration supplémentaire au rouge neutre est réalisée pour bien visualiser les vacuoles

La plasmolyse, lorsqu’elle est effectué correctement, n’affecte pas les structures cellulaires comme on peut le voir en microscopie électronique

cellule plasmolysée d'oignon au MET
Cellule plasmolysée de racine d’oignon contrastée par le test PATAg des polysaccharides pour visualiser la paroi.
Noyau et cytoplasme sont bien conservés.
On observe dans l'espace de rétraction des tractus cytoplasmiques qui semblent relier le protoplaste à la paroi.

Une fois la plasmolyse effectuée, il suffirait d’enlever la paroi pour obtenir des protoplastes isolés. C’est l’objet de la suite de ce dossier.

protoplastes in situ
protoplastes isolés
Protoplastes "in situ" d'une feuille d’élodée plasmolysée
Protoplastes isolés de feuille de poireau
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auteur de la page : Roger Prat
De nombreux chercheurs se sont intéressé à l'impact de la plasmolyse sur la structure cellulaire. On trouvera une bibliographie abondante dans:
PRAT R., 1972. Contribution à l'étude des protoplastes végétaux; i- Effet du traitement d'isolement sur la tructure cellulaire. J. Microscopie, 14, 85-114
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