La Cellule

e phases de synthèse protéique permettant le renouvellement et la croissance cellulaire, de synthèse d'ADN et enfin de partition plus ou moins équitable de la cellule.

La synthèse protéique résulte de l'expression du matériel génétique, elle se déroule en plusieurs étapes : transcription de l'ADN en ARN, traduction de l'ARN en une chaîne polypeptidique, repliement de celle-ci (chez les eucaryotes s'insèrent des phases de maturation où l'on coupe et modifie la séquence synthétisée). La copie du génome est réalisée par toute une machinerie protéique permettant à l'ADN polymérase d'accéder à la séquence et de la copier, selon le principe d'appariement des bases.

La partition de la cellule se fait par des mécanismes différents chez les procaryotes et les eucaryotes (nommée alors mitose) : celle-ci consiste en la partition et la transmission du génome intégral de la cellule mère.

Reproduction sexuée et cycle du développement

La cellule est là aussi le vecteur de gènes et permet un brassage génétique au sein de la population grâce aux processus cellulaires que sont la méiose et la fécondation.

La reproduction sexuée est caractéristique des eucaryotes, mais il existe des mécanismes de brassage génétique chez les procaryotes.

Êtres unicellulaires : la cellule « bonne à tout faire »

Ici, l'être vivant ne comporte qu'une cellule : celle-ci doit donc assurer toutes les fonctions vitales (se nourrir, intégrer et réagir aux variations du milieu, proliférer...)

La cellule est donc en quelque sorte autonome mais elle dépend tout de même des autres cellules (rares sont les cellules ne prélevant que dans le milieu des composés exclusivement inorganiques).

Il peut donc exister une interdépendance cellulaire, même pour les êtres unicellulaires.

[modifier] Organisme pluricellulaire : une communauté de cellules interdépendantes

Ses cellules sont totalement dépendantes du bon fonctionnement des autres cellules: chacune d'entre elles, bien qu'ayant le même matériel génétique (à de rares exceptions près: les gamètes, les lymphocytes par exemple), exprime un programme génétique particulier qui la maintient dans une voie de différenciation (plus ou moins poussée). Cette spécialisation implique le fractionnement d'opérations effectuées dans une seule cellule pour les unicellulaires : les cellules d'un même organisme s'organisent en différentes structures (tissus organes systèmes....) réalisant des fonctions particulières. Ce fractionnement des fonctions nécessite une coordination entre cellules d'où l'émergence de systèmes de communication entre cellules.

On a donc une interdépendance forte au sein même de l'organisme qui se superpose à la dépendance aux autres êtres vivants.

[modifier] Cellule eucaryote : formation de communautés de cellules intracellulaires

La théorie endosymbiotique (théorie démontrée en ce qui concerne les mitochondries et les chloroplastes) énonce que les cellules eucaryotes se sont formées à partir d'une cellule procaryote ayant phagocyté puis domestiqué des bactéries : celles-ci seraient à l'origine des mitochondries. L'invagination de cyanobactéries aurait donné naissance aux chloroplastes.

La cellule eucaryote dérive donc de l'association symbiotique de bactéries qui sont devenues totalement interdépendantes au point de former une seule et même unité structurale et fonctionnelle.

[modifier] Principales structures cellulaires

Il existe deux types fondamentaux de cellules selon qu'elles possèdent ou non un noyau :

• les procaryotes dont l'ADN est libre dans le cytoplasme (les bactéries, par exemple). Ils comprennent les eubactéries et les archéobactéries ;

• les eucaryotes qui ont une organisation complexe, de nombreux organites et dont le noyau est entouré d'une membrane nucléaire.

Principales différences entre les cellules procaryotes et eucaryotes

Procaryotes Eucaryotes

représentants bactéries, archées

protistes, champignons, plantes, animaux

Taille typique ~ 1-10 µm ~ 10-100 µm

Type de noyau

nucléoïde; pas de véritable noyau vrai noyau avec une enveloppe

ADN circulaire (chromosome), avec des protéines HU pour eubactéries molécules linéaires (chromosomes) avec des protéines histone

ARN/synthèse des protéines

couplé au cytoplasme

synthèse d'ARN dans le noyau

synthèse de protéines dans le cytoplasme

Ribosomes

23S+16S+5S 28S+18S+5,8S+5S

Structure cytoplasmique très peu de structures très structuré par des membranes intracellulaires et un cytosquelette

Mouvement de la cellule flagelle fait de flagelline

flagelle et cils fait de tubuline

Métabolisme anaérobie ou aérobie

habituellement aérobie

Mitochondries

aucune de une à plusieurs milliers

Chloroplastes

aucun dans les algues et les plantes chlorophylliennes

Organisation habituellement des cellules isolées cellules isolées, colonies, organismes complexes avec des cellules spécialisées

Division de la cellule division simple Mitose (multiplication conforme de la cellule)

Méiose (formation de gamètes)

[modifier] Eubactéries

• Le cytoplasme des procaryotes (le contenu de la cellule) est diffus et granulaire, du fait des ribosomes (complexe macromoléculaire responsable de la synthèse des protéines).

• La membrane plasmique isole l'intérieur de la cellule de son environnement, et sert de filtre et de porte de communication.

• Il y a souvent1 une paroi cellulaire. Elle est formée de peptidoglycane chez les eubactéries, et joue le rôle de barrière supplémentaire contre les forces extérieures. Elle empêche également la cellule d'éclater sous la pression osmotique dans un environnement hypotonique.

• L'ADN des procaryotes se compose d'une molécule circulaire super enroulée. Bien que sans véritable noyau, l'ADN est toutefois condensé en un nucléoïde.

Les procaryotes peuvent posséder un ADN extra-chromosomal, organisé en molécules circulaires appelées plasmides. Ils peuvent avoir des fonctions supplémentaires, telles que la résistance aux antibiotiques. Certains procaryotes ont un flagelle leur permettant de se déplacer activement, plutôt que de dériver passivement.

Spécificités des archées

Les archéobactéries (archaea) sont considérées comme similaires à certains des premiers organismes qui existèrent sur Terre. On les rencontre notamment dans des milieux extrêmes (elles sont souvent appelées extrémophiles), tels que geysers, monts hydrothermaux, les fonds abyssaux. Certaines peuvent résister à des pressions et des températures extrêmes, et avoir un métabolisme basé sur le méthane ou le soufre.

Cellule eucaryote

• Le cytoplasme n'est pas aussi granulaire que celui des procaryotes, puisque la majeure partie de ses ribosomes sont rattachés au réticulum endoplasmique.

• La membrane plasmique ressemble, dans sa fonction, à celle des procaryotes, avec quelques différences mineures dans sa configuration.

• La paroi cellulosique, quand elle existe (végétaux), est composée de polysaccharides, principalement la cellulose.

• L'ADN des eucaryotes est organisé en une ou plusieurs molécules linéaires. Ces molécules se condensent en s'enroulant autour d'histones lors de la division cellulaire. Tous les chromosomes de l'ADN sont stockés dans le noyau, séparés du cytoplasme par une membrane. Les eucaryotes ne possèdent pas de plasmides : seuls quelques organites peuvent contenir de l'ADN.

• Certaines cellules eucaryotes peuvent devenir mobiles, en utilisant un cil ou un flagelle (spermatozoïde par exemple). Leur flagelle est plus évolué que celui des procaryotes.

Les eucaryotes contiennent plusieurs organites. Ce sont des compartiments cellulaires baignant dans le hyaloplasme. Ils sont délimités par une membrane plasmique (simple, double ou triple) et possèdent des fonctions spécifiques.

• Le