Croissance de la cellule ou Auxese
Définition
Les cellules végétales jeunes sont le siège d'un grandissement important avant d'acquérir leur taille adulte. Dans les tiges et les racines, cette croissance est le plus souvent unidirectionnelle. Il s'agit de l'élongation cellulaire.
I _ Mise en évidence de l'action d'une hormone : l'auxine
Les premières expériences qui suggèrent l'intervention d'un messager datent de Darwin.
C'est aux alentours de 1930 que plusieurs chercheurs ont analysé méthodiquement les phénomènes de croissance cellulaire (Went, Thimann, etc...).
Après plusieurs tentatives, la molécule responsable de la croissance est caractérisée, isolée et déterminée chimiquement. Elle est aujourd'hui synthétisée. C'est l'auxine, acide indole acétique (AIA) ou en anglais indol acetic acid (IAA).
La notion d'hormone est ainsi établie chez les végétaux.
On connaît alors dans le coléoptile le lieu de production et le lieu d'action de cette hormone. Sa transmission se réalise de haut en bas avec très peu de diffusion latérale.
On connaît aujourd'hui de nombreux analogues naturels ou de synthèse.
Voici une expérience qui illustre cette recherche :
Un coléoptile d'avoine est décapité : la zone productrice d'auxine est ainsi supprimée et la croissance s'arrête.
Un cube de gélose contenant de l'AIA est posé sur le côté du coléoptile : la croissance reprend de ce côté et cette dissymétrie de croissance est visualisée par la courbure du coléoptile.
II _ Le mécanisme à court terme de l'auxine
De nombreux travaux ont essayé de comprendre le mécanisme d'action de l'auxine. A l'aide d'auxanomètres qui permettent d'analyser la croissance avec précision, une série de résultats a montré que l'auxine avait une action très rapide sur la croissance cellulaire. On observait néanmoins un temps de latence d'une quinzaine de minutes ce qui laissait supposer que la réaction nécessitait des intermédiaires.
D'autres travaux ont montré que l'action de l'auxine s'accompagnait d'une baisse de pH (due à une sécrétion de protons au niveau d'une ATP synthétase membranaire) et que celle-ci était responsable en dernier lieu d'une action sur la paroi cellulaire.
Le schéma suivant illustre ces résultats :
Ainsi, l'auxine provoque la sortie d'\(H^{+}\) dans le milieu extérieur. Ceci amène une baisse de pH dans la paroi.
C'est cette acidification qui agit sur la structure pariétale et augmente sa plasticité. La pression de turgescence, appliquée sur une paroi plus déformable, provoque son grandissement et donc celui de la cellule.
III _ Le mécanisme à long terme de l'auxine
Pour que le phénomène subsite, d'autres mécanismes complémentaires doivent exister.
Tout d'abord le maintien de la turgescence
L'association de la sécrétion de protons, et certains événements du métabolisme cellulaire, provoquent l'accumulation de produits (ici, du malate de potassium) dans la vacuole.
Ceci permet de maintenir une pression osmotique constante et donc une pression de turgescence sur la paroi.
Enfin, des synthèses des constituants membranaires, pariétaux et enzymatiques sont nécessaires ; ce qui implique une action de l'auxine sur la synthèse de protéines.
