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). 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.

Fig. 1 - Schéma d'une cellule animale.

Fig. 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 (définition)

Il existe deux types de cellules :

• les procaryotes, qui sont souvent des organismes unicellulaires ;
• les eucaryotes, qui sont plus complexes et composées de nombreuses cellules (multicellulaires).

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).

Fig. 3 - Différence entre cellules procaryotes et eucaryotes.

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).

Par ailleurs, 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 faisant 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.