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Introduction
Dans cette image, une cellule colorée par fluorescence est montrée en mitose. La membrane cellulaire est colorée en rouge et les colorations vertes montrent les fuseaux mitotiques à l'intérieur de la cellule. Les chromosomes sont montrés en bleu.
Figure 3.1 Cellule colorée par fluorescence en mitose Une cellule pulmonaire de triton, couramment étudiée pour sa similarité 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 des chromosomes. Cette cellule est en anaphase de mitose. (source : « Mortadelo2005 »/Wikimedia Commons)

Objectifs d'apprentissage

Après avoir étudié ce chapitre, vous serez capable de :

  • 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 de l'ADN
  • Énumérer les étapes du cycle cellulaire dans l'ordre, y compris les étapes de la division cellulaire dans les cellules somatiques
  • Discuter de la manière dont une cellule se différencie et devient plus spécialisée
  • Énumérer les caractéristiques morphologiques et physiologiques de certains types de cellules représentatifs du corps humain

Introduction

Vous vous êtes développé(e) à partir d'une seule cellule œuf fécondée pour devenir l'organisme complexe contenant des billions de cellules que vous voyez lorsque vous vous regardez dans un miroir. Au cours de ce processus de développement, les cellules précoces et indifférenciées se différencient et se spécialisent dans leur structure et leur fonction. Ces différents types de cellules forment des tissus spécialisés qui travaillent de concert pour remplir 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 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 et ne vivre que peu de temps avant d'être éliminée et remplacée. Serrées en rangées et en couches, les cellules squameuses de la peau constituent une barrière protectrice pour les cellules et les tissus sous-jacents. Une cellule nerveuse, en revanche, peut avoir une forme d'étoile, envoyant de longs prolongements pouvant atteindre un mètre de long et pouvant vivre pendant toute la durée de vie de l'organisme. Grâce à leurs longs appendices sinueux, les cellules nerveuses peuvent communiquer entre elles et avec d'autres types de cellules du corps et envoyer des signaux rapides qui informent l'organisme sur son environnement et lui permettent d'interagir avec celui-ci. Ces différences illustrent un thème très important qui est constant à tous les niveaux d'organisation de la biologie : la forme d'une structure est idéalement adaptée pour remplir les fonctions particulières qui lui sont assignées. Gardez ce thème à l'esprit lorsque vous explorerez l'intérieur d'une cellule et que vous découvrirez les différents types de cellules du corps.

Une responsabilité première de chaque cellule est de contribuer à l'homéostasie. L'homéostasie est un terme utilisé en biologie qui fait référence à un état d'équilibre dynamique dans des paramètres compatibles avec la vie. Par exemple, les cellules vivantes ont besoin d'un environnement aqueux pour survivre, et il existe divers mécanismes physiques et physiologiques qui maintiennent humides toutes les billions de cellules vivantes du corps humain. C'est un aspect de l'homéostasie. Lorsqu'un paramètre particulier, tel que la pression artérielle ou la teneur en oxygène du sang, s'écarte suffisamment de l'homéostasie (généralement en devenant trop élevé ou trop bas), une maladie ou un trouble – et parfois la mort – en résulte inévitablement.

Le concept de cellule a débuté avec les observations microscopiques de tissus de liège morts par le scientifique Robert Hooke en 1665. Sans en réaliser la fonction ou l'importance, Hooke a inventé le terme « cellule » en se basant sur la ressemblance des petites subdivisions du liège avec les pièces habitées par les moines, appelées cellules. Environ dix ans plus tard, Antonie van Leeuwenhoek est devenu la première personne à observer des cellules vivantes et en mouvement au microscope. Au cours du siècle qui a suivi, la théorie selon laquelle les cellules représentaient l'unité de base de la vie s'est développée. 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 découvrirez les principaux composants et fonctions d'une cellule prototypique et généralisée, et explorerez certains des différents types de cellules du corps humain.