Biologie cellulaire/Cellule

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Biologie cellulaire

Introduction • CelluleConstituants chimiques de la celluleDifférents types de cellules
Structure de la cellule • Paroi cellulaireMembrane cellulaireNoyau cellulaireCytosolRéticulum endoplasmiqueRibosomesAppareil de GolgiLysosomesPeroxysomesMitochondriesChloroplastesVacuoleCytosquelette
Dynamique et régulation cellulaire • Expression de l'information génétiqueMétabolisme cellulaireSignalisation cellulaireCycle cellulaireMitoseMéioseMort cellulaireDifférenciation cellulaireCellules souchesCancerClonage et hydridation cellulaire
Annexes • Méthodes d'étude en biologie cellulaireGlossaireBibliographie et liens


Malgré leur diversité, tous les êtres vivants qui peuplent notre planète sont faits de cellules (à l'exception des virus, si on les considère comme une forme de vie exceptionnelle). Les organismes vivants les plus simples sont des cellules uniques (organismes unicellulaires) qui se propagent en se divisant en deux.

Les organismes supérieurs, comme nous, sont comme de véritables « cités cellulaires » (organismes pluricellulaires) dans lesquelles des groupes de cellules exécutent des fonctions spécialisées et sont coordonnées par des systèmes de communication. Les cellules des organismes pluricellulaires proviennent de la division d’une cellule préexistante appelée cellule œuf ou zygote qui résulte de la fécondation, c'est à dire de la fusion de deux cellules reproductrices produite par le mâle et la femelle.

La compréhension de la biologie moléculaire des cellules est un domaine de recherche primordial pour l'ensemble des sciences biologiques. Cela est vrai non seulement du point de vue de la science fondamentale, mais aussi à l'égard d'un nombre croissant d'applications pratiques dans l'agriculture, la biotechnologie et la médecine. En médecine, de nouvelles approches de prévention et de traitement sont rendus possibles grâce à une meilleure compréhension des processus cellulaires et moléculaires des maladies humaines.

À travers ce qui suit, nous allons étudier les cellules pour apprendre, d'une part, comment elles sont fabriquées à partir de molécules et, d'autre part, la façon dont ils coopèrent pour faire un organisme aussi complexe que l'être humain.

Dites moi d’abord, c'est quoi une cellule ?[modifier | modifier le wikicode]

La cellule est la plus petite unité structurale et fonctionnelle fondamentale de tous les êtres vivants. Il existe une grande variété de cellules vivantes qui diffèrent par leur taille, leur forme, leur fonction, leur comportement, et leur association mais elles décrivent toutes un même modèle de base :

  • Elles portent l'information génétique, ou génome, codée par la molécule d'ADN;
  • Elles sont délimitées de leur environnement par une membrane formée d'une double couche lipidique et de protéines;
  • La machinerie chimique de leur milieu intérieur (le cytoplasme) permet d'assurer les fonctions de base d'expression de la vie, comme le métabolisme (production et conversion de l'énergie), la reproduction (transmission de l'information génétique), la motilité (mobilité cellulaire) etc.

Échappent à ce dernier critère les virus, qui sont des entités biologiques nécessitant une cellule hôte pour se reproduire.

Les cellules sont des systèmes ouverts. Ils échangent en permanence avec leur environnement de l'énergie et de la matière et sont ainsi en état d'équilibre (homéostasie).

Qui a découvert la cellule ?[modifier | modifier le wikicode]

« 

Cellules de l'écorce de Mimosa de Robert Hooke (Micrographia, 1665).
  • Le savant anglais Robert Hooke fut le premier à observer les cellules du liège de Mimosa à l'aide du microscope (qu'il venait d'inventer). Il a forgé le terme de cellule pour décrire la ressemblance des structures qu'il observait avec les petites chambres des moines (cellula en latin). En effet, il s'agit de couches de cellules végétales mortes, faisant partie du suber, qui protègent les parties vivantes du tronc.
  • Le savant néerlandais Antoni van Leeuwenhoek rapporte à la Royal Society de Londres ses observations, à l'aide de microscopes rudimentaires qu’il réalisait lui-même, sur la découvre de micro-organismes unicellulaires notamment les euglènes (des micro-algues mobiles) et les bactéries dans la salive humaine ...
  • Louis Pasteur et d'autres réfutent la théorie selon laquelle les cellules peuvent apparaître spontanément de la matière organique morte (génération spontanée). En 1855, Rudolf Virchow confirme, dans le domaine de la pathologie, l'axiome de la théorie cellulaire selon lequel chaque cellule prend naissance d'une autre (Omnis cellula ex cellula).

La théorie cellulaire moderne[modifier | modifier le wikicode]

Avec la théorie de l'évolution et la génétique, la théorie cellulaire fait partie de la structure conceptuelle de l'ensemble des sciences biologiques. Elle postule que :

  • La cellule est l'unité fondamentale de structure et de fonction des différents êtres vivants;
  • Toutes les cellules descendent de cellules préexistantes par division cellulaire;
  • Les cellules contiennent une information génétique caractéristique (portée par l'ADN) transmise successivement à leurs descendance (la continuité génétique);
  • A priori, toutes les cellules ont une composition chimique identique;
  • Les cellules possèdent un flux énergétique propre (métabolisme cellulaire);
  • L'activité d'un organisme est dépendante de la totalité des activités des cellules indépendantes qui le constituent.

Mis à part leur diversité, tous les êtres vivants sont faits d'une unité de base commune : la cellule
Tigre d'Asie à robe blanche (règne Animal).
Algue rouge Laurencia (règne Végétal).
Chapeau de l'amanite panthère (règne des Mycètes)
Salmonelles agrandies au microscope électronique (règne des Bactéries).

Exceptions
  • C'est une question de définition: les virus sont considérés par certains comme des êtres vivants bien qu'ils soient non-cellulaires ;
  • Les premières cellules vivantes n'ont pas été engendrées par des cellules préexistantes (voir origines de la vie) ;
  • Nous allons le revoir, certains organelles subcellulaires comme les mitochondries et les chloroplastes possèdent un génome propre et peuvent s'auto-reproduire.