Lorsque le terme protoplasme a été utilisé pour la première fois en 1835, il faisait référence à la substance claire et semi-fluide contenue dans la membrane cellulaire de tous les êtres vivants. À cette époque, les scientifiques pensaient qu’il n’y avait qu’un seul type de liquide dans la cellule et qu’il était responsable de toutes les fonctions. Ce concept a été revu puisque le développement d’équipements scientifiques a permis aux chercheurs de découvrir l’incroyable complexité de la cellule. Maintenant, le terme n’a plus de signification technique spécifique, mais est utilisé pour décrire toute la matière à l’intérieur des parois de la cellule, y compris le cytoplasme, le noyau et divers organites.
Le protoplasme est composé à 90 % d’eau, de sels minéraux, de gaz tels que l’oxygène et le dioxyde de carbone, de protéines, de lipides ou de graisses, de glucides, d’acides nucléiques et d’enzymes. Au sein de cette unité complexe se trouvent de nombreux petits corps appelés organites, des structures qui ont des objectifs distincts. Le premier organite découvert fut le noyau. D’autres incluent les mitochondries, le réticulum endoplasmique (RE), l’appareil de Golgi, les chloroplastes et les plastes. Le liquide clair et gélatineux qui remplit la cellule est maintenant appelé cytoplasme.
Le cerveau de la cellule, le noyau, contrôle toutes les activités de la cellule et est responsable de la transmission des caractéristiques héréditaires à travers un processus reproducteur de division cellulaire appelé mitose. À l’intérieur du noyau se trouvent le nucléole, le centre de l’ARN, et le réseau de la chromatine, qui est formé d’ADN et synthétise les protéines qui forment les chromosomes. Il contrôle également les enzymes qui régissent les fonctions d’autres parties de la cellule.
Les centrales électriques de la cellule sont les mitochondries qui contiennent les enzymes nécessaires à la respiration cellulaire, le processus par lequel une cellule produit de l’ATP et libère des déchets. L’ATP, qui est composé d’adénine, de ribose et de trois phosphates, est la principale source d’énergie pour toutes les autres réactions cellulaires. Le nombre de mitochondries présentes dans les cellules varie en fonction du type de cellule et de ses besoins énergétiques. Certaines cellules peuvent n’avoir qu’une seule mitochondrie, tandis que d’autres cellules peuvent en avoir des milliers.
Un autre organite situé dans le protoplasme est l’appareil de Golgi, ou corps de Golgi, du nom du scientifique italien Carmillo Golgi, qui les a découverts. L’appareil de Golgi est composé de sacs recouverts d’une membrane repliée qui stockent et finalement transportent les protéines produites par le réticulum endoplasmique (RE) de la cellule. Avant de libérer la protéine pour une utilisation ailleurs dans la cellule, le corps de Golgi effectue plusieurs modifications. De plus, cette structure importante produit des sucres complexes et des lysosomes, des molécules qui agissent comme des poubelles, digérant les composants morts ou inutiles dans la cellule.
Le RE dans le protoplasme est responsable de la production de la plupart des protéines et des lipides utilisés par d’autres organites de la cellule. Il existe deux types de RE; RE rugueux, qui a des ribosomes attachés, et RE lisse, qui n’a pas de ribosomes. Le RE brut produit les protéines et les envoie à l’appareil de Golgi. L’ER lisse est une installation de stockage qui stocke des ions et crée et stocke des stéroïdes pour une utilisation future.
Certains organites ne se trouvent que dans le protoplasme des cellules végétales. Ceux-ci comprennent les chloroplastes et les plastes. Les chloroplastes contiennent la chlorophylle de la plante et sont le centre du processus de photosynthèse. Les plastes sont des organites végétaux impliqués dans un certain nombre de fonctions importantes, notamment la pollinisation, la photosynthèse et la synthèse des graisses, des amidons et des protéines.