La cellule : la plus petite unité vivante
Tous les organismes vivants sont constitués de cellules. Certains organismes comme les bactéries sont constitués d’une seule cellule, on parle alors d’organismes unicellulaires. D’autres organismes sont pluricellulaires et peuvent être constitués de plusieurs milliards de cellules.
La cellule est l’unité de base qui forme tous les tissus d’un organisme comme la peau, les muscles, les neurones, les feuilles d’un arbre ou les pétales d’une fleur.
Qu’est-ce qui caractérise une cellule?
La cellule est l’unité de base de la vie. Tous les organismes vivants sans exception sont constitués d’au moins une cellule.
La cellule est autonome et capable d’effectuer les fonctions vitales nécessaires à sa survie, dont la nutrition, l’adaptation et la reproduction.
Toutes les cellules sont entourées d’une membrane plasmique qui les sépare et les protège de l’extérieur. À l’intérieur, on retrouve le cytoplasme, un liquide gélatineux, et différents organites. La grande majorité des cellules possèdent une copie complète de l’ADN de l’organisme dont elles font partie.
On peut classer les cellules (et les organismes vivants qu’elles constituent) en deux grandes catégories en fonction de la présence ou de l’absence d’un noyau : les procaryotes et les eucaryotes.
La cellule procaryote
Le mot procaryote vient du grec et signifie avant le noyau (pro = avant, karyon = noyau).
Les cellules procaryotes sont les cellules des organismes unicellulaires, comme les bactéries ou les archées. Leur caractéristique la plus distincte est l’absence d’un noyau délimité par une membrane nucléaire. L’ADN des procaryotes flotte donc dans le cytoplasme de la cellule et se concentre dans une région pas bien délimitée appelée le nucléoïde.
Les cellules procaryotes se reproduisent seulement par reproduction asexuée, c’est-à-dire, seules, sans la formation et la fusion de cellules sexuelles. Contrairement à la reproduction sexuée, qui implique la combinaison de matériel génétique provenant de deux parents, la reproduction asexuée crée une descendance génétiquement identique au parent, c’est-à-dire des clones.
La cellule eucaryote
Le terme eucaryote signifie vrai noyau en grec (eu = vrai, karyon = noyau). Ces cellules ont une membrane nucléaire qui délimite le noyau contenant leur matériel génétique et possèdent des structures appelées organites qui ont différentes fonctions dans la cellule. Elles sont plus grosses et plus complexes que les cellules procaryotes. Elles forment généralement des organismes pluricellulaires.
Il existe deux types principaux de cellules eucaryotes, les cellules animales et les cellules végétales. Leurs similarités et leurs différences sont détaillées dans les tableaux ci-dessous.
Structures partagées par toutes les cellules eucaryotes
| Structure cellulaire | Définition | Localisation |
| Noyau | Le noyau est le plus gros des organites de la cellule eucaryote et est délimité par la membrane nucléaire. On retrouve dans le noyau la presque totalité de l’ADN, ainsi que les éléments nécessaires pour décoder et répliquer l’ADN. | Intérieur de la cellule |
| Cytoplasme | Zone remplie d’un fluide riche en protéines (le cytosol) dans laquelle on retrouve les organites et où plusieurs réactions chimiques ont lieu. | Intérieur de la cellule. |
| Membrane plasmique | Membrane qui délimite la cellule. Joue aussi un rôle dans la communication et les échanges entre l’intérieur et l’extérieur de la cellule. | Délimite l’intérieur et l’extérieur de la cellule |
| Réticulum endoplasmique rugueux (RER) | Site de traitement des protéines. Se retrouve juste en dehors de la membrane nucléaire. On dit que le RER est rugueux, parce qu’il contient des ribosomes, contrairement au réticulum endoplasmique lisse. | Cytoplasme |
| Réticulum endoplasmique lisse (REL) | Site de synthèse des lipides, d’entreposage de substances et d’élimination de molécules nocives pour la cellule. On dit que le REL est lisse, parce qu’il ne contient pas de ribosomes, contrairement au réticulum endoplasmique rugueux. | Cytoplasme |
| Ribosome | Site pour la synthèse des protéines. | Réticulum endoplasmique rugueux et cytoplasme |
| Cytosquelette | Maintient la forme de la cellule et donne du support structural. Facilite le mouvement cellulaire ainsi que celui du matériel de la cellule. Participe à la régulation de divers processus cellulaires. | Cytoplasme |
| Mitochondrie | Transforme la nourriture en énergie utilisable par la cellule (l’ATP). | Cytoplasme |
| Vésicule | Transport de matériel cellulaire et de protéines dans la cellule et vers l’extérieur de celle-ci. | Cytoplasme |
| Complexe de Golgi | Traitement et tri des protéines. | Cytoplasme |
La cellule animale
| Structure cellulaire | Définition | Localisation |
| Lysosome | Sac membranaire rempli d’enzymes capables de dégrader diverses molécules. Servent à décomposer ou recycler les choses que les cellules n’utilisent plus, comme des morceaux d’organites et des protéines cassées. Ils jouent aussi un rôle dans le système immunitaire en digérant des éléments nocifs pour l’organisme. | Intérieur de la cellule. |
La cellule végétale
| Structure cellulaire | Définition | Localisation |
| Chloroplastes | Organites sensibles à la lumière, qui renferment un pigment appelé la chlorophylle. Permets de transformer le gaz carbonique en sucre à partir de l’énergie du Soleil. Ce processus est appelé la photosynthèse. | Intérieur de la cellule. |
| Paroi cellulaire | Couche protectrice supplémentaire. Supporte les stress physiques et chimiques de l’environnement. | Délimite l’intérieur et l’extérieur de la cellule |
| Vacuoles | Compartiments agissant comme des réservoirs ayant plusieurs fonctions. Stockent des nutriments, de l’eau et des pigments. Jouent aussi un rôle dans la détoxification. Fournissent un soutien structurel en exerçant une pression sur la paroi cellulaire et interagissent avec d’autres organites pour le recyclage cellulaire. Leur présence et leur diversité contribuent à la vitalité des cellules végétales dans des environnements variés. | Intérieur de la cellule. |
Les cellules : usines de à protéines!
On peut comparer les cellules à des cuisines de protéines. Elles ont un noyau qui contient l’ADN, le livre de recettes comprenant toutes les informations nécessaires pour créer des protéines et qui, comme chef, donne les instructions. Pour leur part, les organites accomplissent différentes tâches, comme des commis spécialisés dans certaines parties de la recette de la fabrication des protéines.
Toutes les parties du génome ne sont pas exprimées dans chaque cellule. Seules les protéines nécessaires à la fonction de la cellule sont produites. Il existe différents types de cellules qui forment tous les différents tissus d’un organisme et ont différents rôles. Ce sont par exemple des neurones, des cellules musculaires, des cellules de la peau ou encore des glandes. Les cellules forment aussi tous les tissus des plantes, des champignons, des animaux et de tous les autres organismes vivants.
- Les neurones sont très allongés et ont des dendrites qui leur servent à faire énormément de connexions avec d’autres cellules afin de passer rapidement de l’information. Ils doivent donc produire beaucoup de protéines qui servent à l’architecture de la cellule. (Protéines du cytosquelette)
- Les cellules épithéliales de notre intestin sont cillées. Ce qui permet d’agrandir la surface d’absorption des nutriments. Elles produisent des protéines qui leur permettent d’absorber les nutriments (protéines transmembranaires) ainsi que des immunoglobulines qui sont des protéines du système immunitaire.
- Les cellules caliciformes sont allongées et sécrètent du mucus. Elles produisent les protéines qui le composent, notamment la mucine et des enzymes antibactériennes.
- Les ovules sont les plus grandes cellules d’un corps humain alors que les spermatozoïdes sont les plus petits. Ces cellules ont à leur surface des protéines qui leur permettent de se lier ensemble lors de la fécondation.
- Les cellules musculaires se contractent et permettent la mobilité du corps. Elles doivent donc produire beaucoup de myosine, des protéines qui aideront la cellule à transformer son énergie en mouvement.
Le cycle cellulaire
Le cycle cellulaire est le cycle de vie d’une cellule. Il est séparé en deux phases : l’interphase et la phase mitotique, aussi appelée phase de division cellulaire.
Pourquoi se diviser?
Comme tout ce qui est vivant, les cellules finissent par mourir. Elles doivent donc se diviser pour remplacer les cellules manquantes. C’est aussi ce processus qui permet aux organismes vivants de grandir et de guérir de leurs blessures.
Lors de l’interphase, la cellule joue son rôle dans l’organisme et croît. Elle duplique ses chromosomes en vue de la division cellulaire.
La phase mitotique est le processus de division cellulaire qui donne naissance à deux cellules filles génétiquement identiques à la cellule mère.
L’ADN est d’abord dupliqué, puis réparti de chaque côté de la cellule mère (mitose). La cellule se divise ensuite en deux cellules filles (cytocinèse).
- Prophase : Les chromosomes se condensent et deviennent des bâtonnets distincts. Le fuseau mitotique, une structure composée de fibres de protéines, commence à se former dans le noyau de la cellule.
- Métaphase : Les chromosomes sont alignés et forment une structure appelée la plaque équatoriale. Les fibres du fuseau mitotique se fixent aux centres des chromosomes.
- Anaphase : Chacune des chromatides sœurs est tirée vers les extrémités opposées de la cellule-mère par les fibres du fuseau mitotique. La cellule s’étire pour aider la distribution du matériel génétique.
- Télophase : Les chromatides sœurs atteignent les pôles opposés et commencent à se dérouler pour retrouver leur état décondensé. De nouveaux noyaux commencent à se former et la cellule se prépare à la séparation complète.
- Cytocinèse : Le cytoplasme et la membrane cellulaire se divisent pour former deux cellules filles.
