Biologie - Théorie cellulaire

Théorie cellulaire

• Toutes les cellules doivent respecter ces principes :
  • La cellule est l'unité de base de la vie.
  • Toutes les cellules proviennent d'une cellule préexistante.
  • Tous les organismes sont composés d'une ou plusieurs cellules.

Taille des cellules

• Certaines cellules doivent être petites pour maximiser leur rapport surface/volume.

  • Un faible rapport surface/volume conduit à une diffusion lente dans le volume cellulaire.
  • Des fonctions biologiques liées à la membrane (comme la respiration cellulaire) sont affectées par une surface réduite.
  • L'élimination des déchets toxiques est également ralentie.
  • La dissipation de la chaleur est également impactée. Un faible rapport S/V réduit la surface disponible pour ces échanges, ralentissant les fonctions essentielles (comme la production d'ATP).

• Des cellules plus petites nécessitent plus de cellules qui augmentent le rapport surface/volume total

• Les cellules procaryotes sont plus petites car elles n'ont pas les mêmes fonctions complexes que les cellules eucaryotes.

Croissance de cellules

• Certaines cellules, comme les cellules eucaryotes, deviennent grandes grâce à la compartimentation.
  • La compartimentation des processus biologiques et les systèmes de transport permettent une plus grande taille tout en maintenant un rapport surface/volume élevé.

Taille relative des cellules et organites

• Les procaryotes mesurent de 1 à 5µm
• Les eucaryotes mesurent de 10 à 100µm
• Les mitochondries et les bactéries mesurent environ 1µm
• Les cellules "géantes" comprennent les ovules, les neurones et les cellules musculaires.

Eucaryotes vs Procaryotes

Organites cellulaires

• Les organites sont des structures spécialisées qui ont des fonctions spécifiques dans la cellule.
• Les organites membraneux sont délimités par une ou plusieurs membranes intracellulaires.
• Ils sont uniquement présents dans les cellules eucaryotes. Exemples: -noyau : stockage et protection du matériel génétique.
  • ribosomes : traduction de l'information génétique.
  • réticulum endoplasmique (lisse et rugueux) : synthèse des protéines et lipides
  • mitochondrie : production d'énergie (ATP).
  • appareil de Golgi : modification, tri et expédition des protéines.
  • lysosomes : dégradation des déchets
  • peroxysomes : dégradation des molécules toxiques.

Membranes cellulaires

• Elles sont une barrière sélective qui permet le passage d'oxygène, de nutriments et de déchets.
• Leur structure est une bicouche phospholipidique.
• Elles sont importantes pour le transport intracellulaire.
• Le réticulum endoplasmique rugueux synthétise les protéines transmembranaires.
• Le réticulum endoplasmique lisse synthétise les lipides et détoxifie certaines substances.
• L'appareil de Golgi modifie, trie et expédie les protéines et les lipides.
• Les lysosomes et les peroxysomes dégradent les déchets cellulaires.

Autres organites

• La vacuole centrale stocke les déchets et les nutriments
• Les peroxysomes sont impliqués dans la dégradation des molécules toxiques.
• La vacuole contractile élimine l'eau en excès
• Les chloroplastes sont responsables de la photosynthèse.

Cytosquelette

• Le cytosquelette est un réseau de fibres protéiques qui donne forme et soutien à la cellule.
• Il est composé de microfilaments (actine), de filaments intermédiaires et de microtubules.
• Il est impliqué dans le mouvement cellulaire, la division cellulaire et le transport intracellulaire.
• Les protéines motrices (kinésine et dynéine) aident au transport le long des microtubules.

Jonctions cellulaires

• Les jonctions entre les cellules peuvent être temporaires ou permanentes
• Les jonctions temporaires reposent sur l'adhérence entre les membranes cellulaires adjacentes.
• Les jonctions permanentes, jonctions serrées, desmosomes, hémidesmosomes, jonctions ouvertes assurent le scellement et l'adhérence entre cellules.
• Elles aident à la communication et au transport entre cellules. Exemple : les plasmodesmes permettent le passage de certains matériaux entre cellules végétales

Parois cellulaires

• Les parois cellulaires sont des structures extracellulaires qui fournissent soutien et protection aux cellules.
• Les parois cellulaires des plantes sont composées de cellulose, hemicellulose, et pectine.
• Les parois cellulaires des bactéries sont composées de peptidoglycane.