Objectifs d’apprentissage
- Décrire la structure et la fonction de la membrane cellulaire, y compris sa régulation des matériaux entrant et sortant de la cellule
- Décrire les fonctions des divers organites cytoplasmiques
- Expliquer la structure et le contenu du noyau, ainsi que le processus de réplication de l’ADN
- Expliquer le processus par lequel une cellule construit des protéines en utilisant le code ADN
- Lister les étapes du cycle cellulaire dans l’ordre, y compris les étapes de la division cellulaire dans les deux cellules somatiques
- Discuter de la façon dont une cellule se différencie et devient plus spécialisée
- Lister les caractéristiques morphologiques et physiologiques de quelques types de cellules représentatives du corps humain
Figure 1. Cellule colorée en florescence subissant une mitose. Une cellule pulmonaire d’un triton, communément étudiée pour sa similitude avec les cellules pulmonaires humaines, est colorée avec des colorants fluorescents. La coloration verte révèle les fuseaux mitotiques, le rouge est la membrane cellulaire et une partie du cytoplasme, et les structures qui apparaissent en bleu clair sont les chromosomes. Cette cellule est en anaphase de la mitose. (crédit : « Mortadelo2005″/Wikimedia Commons)
Vous vous êtes développé à partir d’un seul ovule fécondé pour devenir l’organisme complexe contenant des trillions de cellules que vous voyez lorsque vous vous regardez dans un miroir. Au cours de ce processus de développement, les premières cellules indifférenciées se différencient et deviennent spécialisées dans leur structure et leur fonction. Ces différents types de cellules forment des tissus spécialisés qui travaillent de concert pour assurer toutes les fonctions nécessaires à l’organisme vivant. Les biologistes cellulaires et du développement étudient comment la division continue d’une seule cellule conduit à une telle complexité et à une telle différenciation.
Considérez la différence entre une cellule structurelle de la peau et une cellule nerveuse. Une cellule structurelle de la peau peut avoir la forme d’une plaque plate (squameuse) et ne vivre que peu de temps avant d’être éliminée et remplacée. Serrées en rangées et en feuilles, les cellules squameuses de la peau constituent une barrière protectrice pour les cellules et les tissus qui se trouvent en dessous. Une cellule nerveuse, en revanche, peut avoir la forme d’une étoile et envoyer de longs processus pouvant atteindre un mètre de long, et peut vivre pendant toute la durée de vie de l’organisme. Avec leurs longs appendices sinueux, les cellules nerveuses peuvent communiquer entre elles et avec d’autres types de cellules corporelles et envoyer des signaux rapides qui informent l’organisme sur son environnement et lui permettent d’interagir avec cet environnement.
Ces différences illustrent un thème très important qui est cohérent à tous les niveaux d’organisation de la biologie : la forme d’une structure est adaptée de manière optimale à l’exécution de fonctions particulières assignées à cette structure. Gardez ce thème à l’esprit lorsque vous visitez l’intérieur d’une cellule et que l’on vous présente les différents types de cellules du corps. Une des principales responsabilités de chaque cellule est de contribuer à l’homéostasie.
L’homéostasie est un terme utilisé en biologie qui fait référence à un état dynamique d’équilibre dans des paramètres compatibles avec la vie. Par exemple, les cellules vivantes ont besoin d’un environnement à base d’eau pour survivre, et il existe divers mécanismes physiques (anatomiques) et physiologiques qui maintiennent l’humidité de tous les billions de cellules vivantes du corps humain. C’est l’un des aspects de l’homéostasie. Lorsqu’un paramètre particulier, comme la pression artérielle ou la teneur en oxygène du sang, s’éloigne suffisamment de l’homéostasie (en devenant généralement trop élevé ou trop faible), il en résulte inévitablement une maladie ou un malaise – et parfois la mort.
Le concept de cellule est né des observations microscopiques de tissus de liège morts par le scientifique Robert Hooke en 1665. Sans se rendre compte de leur fonction ou de leur importance, Hook a inventé le terme « cellule » en se basant sur la ressemblance des petites subdivisions du liège avec les pièces que les moines habitaient, appelées cellules. Environ dix ans plus tard, Antonie van Leeuwenhoek est devenu la première personne à observer des cellules vivantes et en mouvement sous un microscope. Au cours du siècle suivant, la théorie selon laquelle les cellules représentent l’unité de base de la vie allait se développer. Ces minuscules sacs remplis de liquide abritent les composants responsables des milliers de réactions biochimiques nécessaires à la croissance et à la survie d’un organisme. Dans ce chapitre, vous apprendrez les principaux composants et fonctions d’une cellule prototypique généralisée et découvrirez certains des différents types de cellules du corps humain.