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Cellules

Les cellules sont les plus petites unités de tout être vivant et sont considérées comme les éléments constitutifs de la vie. Certains organismes ne sont constitués que d'une seule cellule, tandis que d'autres, comme nous les humains, en sont constitués de milliards ; cependant, toutes les cellules proviennent d'autres cellules (préexistantes).

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Les cellules sont les plus petites unités de tout être vivant et sont considérées comme les éléments constitutifs de la vie. Certains organismes ne sont constitués que d'une seule cellule, tandis que d'autres, comme nous les humains, en sont constitués de milliards ; cependant, toutes les cellules proviennent d'autres cellules (préexistantes).

Globalement, elles ont toutes des structures et des formes similaires, mais elles peuvent considérablement varier en fonction de la manière dont elles stockent leurs informations génétiques ou leurs fonctions. Par exemple, les cellules végétales présentent de nombreuses similitudes avec les cellules animales, mais ont aussi leurs propres caractéristiques, principalement concernant le stockage de l'eau.

Exemples de cellules

Parmi les exemples de cellules, citons les cellules animales comme le neurone (cellule nerveuse), les cellules souches (cellules humaines spéciales pouvant se différencier en n'importe quel autre type de cellules), les cellules épithéliales (à la surface de la peau) et les cellules musculaires, éléments constitutifs essentiels de nos muscles.

Cellule Schéma d'une cellule animale StudySmarterFig. 1 - Schéma d'une cellule animale.

Cellule Schéma d'une cellule végétale StudySmarterFig. 2 - Schéma d'une cellule végétale.

Fonctions des cellules

Les cellules ont de nombreuses fonctions différentes. Voici quelques-unes des plus importantes :

  • La production de sources d'énergie : les cellules ont besoin d'énergie pour remplir leurs fonctions au sein de la cellule et de l'organisme entier.

  • La production de protéines : les protéines sont nécessaires pour la quasi-totalité des processus dans la cellule et l'organisme, et se fait par le biais de la synthèse des protéines.

  • La division : quasiment toutes les cellules eucaryotes peuvent se répliquer par mitose, ce qui signifie que la cellule entière, ainsi que son matériel génétique, est copiée.

    • Les cellules procaryotes se reproduisent de différentes manières, la plus courante étant un processus appelé fission binaire, semblable à la mitose.

  • Le transport : une cellule fait entrer et sortir des matériaux à travers la membrane cellulaire afin de remplir des fonctions à l'intérieur et à l'extérieur de la cellule. Il existe différents types de mécanismes de transport, par exemple actif et passif. Le transport actif utilise l'ATP pour faire entrer ou sortir de la cellule des molécules qui, autrement, ne pourraient pas traverser la membrane cellulaire. Le transport passif concerne les molécules qui suivent un gradient de concentration. Ces molécules se déplacent alors vers le côté de la membrane cellulaire sur lequel il y a moins de ces molécules. Ce processus est connu sous le nom d'osmose et est lié au concept de diffusion.

  • La reconnaissance : les cellules peuvent communiquer entre elles grâce à la reconnaissance de certaines molécules présentes sur les deux surfaces cellulaires. Grâce à ces molécules, les cellules reconnaissent potentiellement d'autres cellules, mais également des corps étrangers. Il s'agit d'une caractéristique importante du système immunitaire pour combattre les infections et produire des anticorps.

Types de cellules

Il existe deux types de cellules :

Cellules eucaryotes

Les cellules eucaryotes représentent un type de cellules qui se distingue principalement par la présence d'un noyau délimité par une double membrane, contenant le matériel génétique de la cellule, l'ADN.

Les cellules eucaryotes sont le fondement de tous les organismes multicellulaires, y compris les plantes, les animaux et les champignons. Elles sont également présentes dans certains organismes unicellulaires comme les protistes. En plus du noyau, les cellules eucaryotes se caractérisent par une complexité cellulaire supérieure avec la présence d'organites tels que les mitochondries, le réticulum endoplasmique et l'appareil de Golgi.

Cellules procaryotes

Les cellules procaryotes sont des cellules qui n'ont pas de noyau délimité. Au lieu de cela, leur ADN est souvent regroupé dans une région du cytoplasme connue sous le nom de nucléoïde.

Les procaryotes comprennent les bactéries et les archées, qui sont généralement plus petites et moins complexes que les cellules eucaryotes. Malgré leur simplicité relative, les cellules procaryotes sont incroyablement diverses et adaptées à une gamme étonnante d'environnements, y compris certains des environnements les plus extrêmes de notre planète.

Comme le type d'organisme est généralement défini par la cellule, les cellules sont divisées en cellules animales, cellules végétales, bactéries ou archées. Enfin, la cellule elle-même peut être classée par catégorie histologique (par exemple, les cellules de la peau ou du foie).

Schéma d'une cellule eucaryote et procaryote

Cellule Eucaryote procaryote StudySmarterFig. 3 - Différence entre les cellules eucaryotes et procaryotes.

Les cellules et les organismes vivants

Pourquoi les cellules sont-elles les plus petits éléments constitutifs de la vie ? De nombreux organismes sont unicellulaires, c'est-à-dire qu'ils ne possèdent qu'une seule cellule. Il s'agit majoritairement de procaryotes. Cependant, il existe aussi des organismes unicellulaires plus complexes avec des cellules eucaryotes (la levure et les algues sont des eucaryotes unicellulaires).

Nous savons que les animaux et les plantes sont vivants, mais les organismes unicellulaires comme les bactéries sont également considérés comme vivants, même si nous ne pouvons pas les voir à l'œil nu. Comment savoir que ces petits organismes sont vivants ? On les observe au microscope et on les étudie pour voir s'ils répondent aux caractéristiques du vivant établies pour déterminer ce qu'est un organisme vivant.

Cela devient particulièrement intéressant dans le cadre des études sur le traitement des maladies. Certaines particules pathogènes sont des virus et des prions (des protéines généralement inoffensives dont les structures anormales provoquent des maladies), qui ne sont pas considérés comme des organismes vivants. En revanche, les bactéries sont techniquement vivantes et c'est pour cela que le traitement des maladies causées par les bactéries est un processus à part.

Caractéristiques du vivant dans les cellules et les organismes

  • Organisation : les cellules et les parties de cellules ont toujours un ordre spécifique. Les organites d'une cellule sont toujours organisés de manière similaire. Par exemple, les cellules de la peau sont organisées en rangées.

  • Reproduction : les cellules peuvent multiplier le nombre d'individus ou produire de nouvelles cellules, par voie sexuée ou asexuée. Chez les eucaryotes, les nouvelles cellules sont formées par mitose. Les procaryotes se reproduisent habituellement par fission binaire. À plus grande échelle, les animaux se reproduisent en donnant naissance à des petits.

  • Croissance : par exemple, le développement de la graine en arbre.

  • Alimentation et métabolisme : un organisme produit des sources d'énergie comme l'ATP, qui est nécessaire à diverses réactions comme le mouvement des muscles.

  • Homéostasie : maintien de conditions stables à l'intérieur d'un organisme ou d'une cellule. L'intérieur d'une cellule a toujours un pH spécifique afin que les réactions puissent avoir lieu dans des conditions optimales.

  • Interaction avec l'environnement : mouvement et production d'enzymes. Par exemple, lorsque les plantes poussent vers la lumière du soleil, la plante répond aux stimuli de la lumière naturelle. Il en va de même pour les organismes unicellulaires. Lorsqu'un procaryote rencontre un environnement différent, il réagit à ces changements environnementaux (stimuli) en produisant, par exemple, des enzymes.

  • Évolution et adaptation : les bactéries n'ont pas toujours été résistantes aux antibiotiques. Cela est dû à leur capacité d'adaptation par mutation génétique.

Les cellules sont considérées comme les éléments constitutifs de la vie, car elles constituent la plus petite unité répondant à ces critères. Même un procaryote unicellulaire est considéré comme un organisme vivant.

Cellules - Points clés

  • Les cellules sont les plus petites unités de tout être vivant : ce sont des compartiments remplis d'organites entourés d'une membrane cellulaire.
  • Les cellules peuvent être classées en cellules procaryotes et eucaryotes, ces dernières étant les plus complexes des deux.
  • Les fonctions les plus importantes des cellules sont la production de sources d'énergie et de protéines, la reconnaissance d'autres cellules, le transport de matériaux à travers la membrane cellulaire et la division cellulaire.
  • Les cellules ne sont généralement pas visibles à l'œil nu et sont donc étudiées à l'aide d'un microscope.
  • Même si nous ne pouvons pas les voir, elles sont toujours considérées comme vivantes car elles répondent à des critères tels que la croissance et l'utilisation de l'énergie.

References

  1. Fig. 1 - Schéma d'une cellule animale. Auteur : Lu.kommons. Source : Wikipedia Commons. Licence : Public Domain
  2. Fig. 2 - Schéma d'une cellule végétale. Auteur : Mariana Ruiz Villarreal. Source : Wikipedia Commons. Licence : Public Domain
  3. Fig. 3 - Différence entre cellules procaryote et eucaryote. Auteur : Science Primer (National Center for Biotechnology Information). Source : Wikipedia Commons. Licence : Public Domain

Questions fréquemment posées en Cellules

La cellule est une unité fondamentale, structurale et fonctionnelle des organismes vivants qui peut remplir toutes les fonctions de l'organisme, à savoir le métabolisme, le mouvement, la croissance, la reproduction ou encore la transmission de gènes.

La cellule est une unité de base de la vie qui constitue tout organisme, animal ou végétal. Le corps humain est composé de plusieurs milliards de cellules de différents types (cellules de peau, des os, du sang…) qui, pour la plupart, se multiplient, se renouvellent et meurent. 

On retrouve 2 types de cellules, à savoir procaryotes et eucaryotes. Ces premières possèdent un noyau contenant le matériel génétique (exemple : l'homme, la levure) alors que ces dernières sont dépourvues de noyau et leur matériel génétique est donc libre dans le cytoplasme (exemple : les bactéries).

La cellule végétale et la cellule animale peuvent être différenciées par la présence d’organites en elles. Bien que les deux soient classés comme eucaryotes, la présence de la paroi cellulaire, des vacuoles et des chloroplastes sont les composants les plus remarquables et les plus distinctifs des cellules végétales absentes dans les cellules animales. De plus, ces dernières sont généralement plus petites que les cellules végétales.

Les cellules ont besoin de glucose, un nutriment issu de la digestion, et de dioxygène qui provient de la respiration. Pour produire son énergie à partir de ces deux éléments, la cellule effectue une réaction chimique, appelée la respiration cellulaire.

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