Dans cet article, tu pourras réviser l’un de tes chapitres au programme de SVT (sciences de la vie et de la Terre) en seconde, les organismes pluricellulaires et la spécialisation des cellules. N’hésite pas à prendre quelques notes.
La cellule, essentielle au vivant
Composition d’une cellule
Une cellule est l’unité de base de tout organisme du règne animal comme végétal. Sa structure de base est composée d’un espace contenant des molécules, le cytoplasme, et délimité par une membrane plasmique. Son contenu diffère en fonction qu’il s’agisse d’une cellule d’un organisme unicellulaire ou pluricellulaire ; ce sont les organites cellulaires. Parmi ceux-ci, on trouve le noyau, qui qualifie la cellule d’eucaryote, au contraire de procaryote.
La cellule est essentielle à la vie puisque c’est à partir de la cellule que se crée toute forme de vie, qu’elle est porteuse de l’information génétique de l’organisme et qu’elle en assure les fonctions métaboliques essentielles. On parle de cycle cellulaire lorsque l’on veut évoquer les phases de croissance puis de division, et la mort de la cellule.
Organismes unicellulaires et pluricellulaires
Les organismes unicellulaires sont des organismes formés à partir d’une seule et unique cellule. On trouve par exemple comme procaryotes bactéries les levures, et comme eucaryotes les paramécies vivant dans l’eau.
Les organismes pluricellulaires sont eux formés de plusieurs cellules, en général issues d’une même cellule-mère qui s’est divisée. La fécondation de gamètes mâle et femelle chez l’être humain donne naissance à une cellule embryonnaire, qui se divise pour permettre le développement du fœtus et la croissance du descendant qui sera composé de plusieurs milliers de cellules.
Organites et spécialisation des cellules
Chez les organismes pluricellulaires, les cellules assurent chacune une fonction métabolique, on dit qu’elles se spécialisent. Cette spécialisation est permise par les organites intracellulaires contenus dans le cytoplasme et qui les composent, eux-mêmes délimités par une membrane.
Parmi ces sous-ensembles cellulaires, on trouve le noyau porteur de l’information génotypique, les mitochondries permettant la respiration cellulaire, les chloroplastes assurant la photosynthèse chez les plantes chlorophylliennes, etc. Une cellule peut contenir plusieurs organites de même nature, mais le noyau généralement unique.
Formation des tissus cellulaires et des organes
La spécialisation des cellules mène généralement à la formation d’un ensemble cellulaire qui adhère les unes aux autres sous l’effet de molécules spécialisées telles que les protéines : c’est un tissu cellulaire, qui forme un organe. On peut par exemple évoquer la fibre musculaire, constituée de cellules musculaires dont la respiration cellulaire et l’apport en glucose est accrue et dont les protéines extracellulaires permettent l’extension. De même, les neurones sont des cellules nerveuses spécialisées dans les fonctions cérébrales et leur assemblage et coopération permettent le fonctionnement du système nerveux central. Les gamètes sont les cellules spécialisées impliquées dans la reproduction sexuée, elles réalisent notamment une division cellulaire particulière, la mitose.
À noter que même si ces cellules sont spécialisées et forment des ensembles fonctionnels, ils ne sont pas nécessairement indépendants les uns des autres et nécessitent plutôt des échanges.
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La cellule, porteuse de l’information génétique
L’ADN, molécule génétique
L’Acide désoxyribonucléique ou ADN est une macromolécule porteuse de l’information génétique d’un organisme, c’est-à-dire l’ensemble des caractéristiques génétiques visibles ou non d’un individu. Elle est caractérisée par sa forme en double-hélice, formée de deux brins complémentaires d’ADN enroulés l’un autour de l’autre, tous deux formés de 4 types de nucléotides dont les bases azotées sont complémentaires 2 à 2 (adénine A et thymine T, guanine G et cytosine C). Les séquences nucléotidiques permettent de coder l’information génétique, elles sont ensuite lues par l’ADN-polymérase qui permettra la synthèse de protéines faisant s’exprimer ces informations. L’ADN est porté dans le noyau de la cellule chez les eucaryotes.
Chaque caractère de l’ADN correspond à un gène, dont chaque version est un allèle. Toutes les cellules sont porteuses de l’ensemble des gènes du génotype de l’individu.
La division cellulaire
L’ADN est commun à toutes les cellules d’un même organisme, c’est pour cela que l’on parle de molécule universelle. Il est présent dès la cellule-œuf résultant de la fécondation, puis se transmet aux cellules de l’organisme grâce au phénomène de division cellulaire fréquent au cours du cycle cellulaire. Celui-ci se caractérise plus précisément par une phase de croissance permettant en outre le doublement de la quantité d’ADN (la réplication de l’ADN), puis la division cellulaire, où une cellule-mère à 2n chromosomes à 2 chromatides, à 2 cellules-filles à 2n chromosomes à 1 chromatide.
En effet, pour permettre la division cellulaire et de l’ADN, celui-ci se condense pour former des chromosomes, des molécules en forme de X, les chromatides correspondant à chaque partie du X.
Certaines mutations peuvent intervenir lors de la réplication ou de la division de l’ADN conduisant, si la cellule est viable et l’erreur n’est pas réparée, à des variations génétiques propres à l’individu ou héréditaires.
ADN et spécialisation des cellules
La spécialisation des cellules résulte de l’expression de certains gènes plutôt que d’autres par chaque cellule. Par exemple, les gènes relatifs aux cheveux peuvent être exprimés par une cellule ce qui les impliquera dans la production et le maintien de la densité capillaire.
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