1 Généralités sur la cellule et ses constituants
I Généralités sur les bases du vivant
A La cellule, base de l’unité et de la diversité du vivant
La cellule est la plus petite structure organisée capable de vivre de manière indépendante. Il existe deux types cellulaires fondamentaux : les cellules procaryotes et les cellules eucaryotes (tableau 1.1).
Cellules procaryotes | Cellules eucaryotes | |
---|---|---|
Êtres unicellulaires : – bactéries | Êtres unicellulaires ou protistes : | Êtres pluricellulaires : |
B Organismes unicellulaires
Ils sont de deux types : procaryote et eucaryote.
2 Eucaryote (protistes)
• Levures (ou champignons). Saccharomyces cerevisiae (levure du boulanger ou levure de bière).
• Les protozoaires vivent soit à l’état libre et jouent un rôle écologique important, soit aux dépens des animaux en les parasitant. Les nombreuses espèces qui constituent ce groupe (plus de 30 000) peuvent être réparties en sous-embranchements :
Le paludisme est la maladie parasitaire la plus répandue dans le monde (300 à 500 millions de personnes sont infectées par an). Il tue 1 à 3 millions de personnes par an. Le parasite Plasmodium falciparum est injecté à son hôte par un moustique femelle, lui-même infecté après avoir piqué un homme impaludé. Il induit une destruction massive des hématies parasitées entraînant une anémie (diminution des globules rouges).
C Relations entre organisme vivant et hôte
1 Parasitisme
En médecine humaine et vétérinaire (parasitologie médicale), les parasites sont des protozoaires (eucaryote) ou des métazoaires (eucaryote) ce qui exclut donc les virus, les bactéries et les champignons. Leur taille peut varier de quelques millimètres à plus de 10 m tel le tænia (ou ver solitaire). Un métazoaire (ex. : le tænia qui parasite l’homme) est un organisme animal multicellulaire hétérotrophe possédant des tissus et des organes. Un protozoaire est un organisme unicellulaire hétérotrophe (le plus souvent) ou autotrophe. Un organisme hétérotrophe ne peut synthétiser tous ses constituants et doit utiliser des matières organiques préexistantes d’origine animale ou végétale. Un organisme autotrophe est capable de synthétiser toute la matière organique dont il a besoin à partir d’éléments minéraux (plantes, certains protozoaires, certaines bactéries).
2 Autres types de relations entre un organisme vivant et son environnement
La symbiose est l’association entre deux organismes (ou plus), bénéfique et indispensable à la survie de chacun des partenaires.
Une relation commensale est l’association entre deux organismes, bénéfique et indispensable à la survie de l’un et sans danger pour l’autre (contrairement au parasitisme).
Les agents saprophytes sont des bactéries, des champignons ou des protozoaires vivant de la matière organique en décomposition dans un organisme vivant sans pour autant lui nuire (ex. : les excréments du tube digestif) ainsi que dans l’eau, l’air ou le sol.
Certains organismes sont à la fois commensaux et saprophytes.
D Principales différences entre cellules procaryotes et eucaryotes
2 Cellules eucaryotes
Elles sont également délimitées par une membrane plasmique, mais possèdent des systèmes membranaires internes délimitant des structures spécialisées appelées « organites » (mitochondries, peroxysomes, réticulum endoplasmique, appareil de Golgi…) et une enveloppe nucléaire composée d’une double membrane délimitant le noyau. Leur matériel génétique est porté par des chromosomes individuels différents (46 chez l’Homme).
Les organites des cellules eucaryotes (fig. 1.1) :
• le noyau est limité par une double membrane appelée enveloppe nucléaire. Il contient la majeure partie de l’ADN cellulaire. Il est absent des globules rouges de mammifères ;
• le cytoplasme a une définition morphologique. Il englobe tout ce qui se situe à l’intérieur de la membrane plasmique, excepté le noyau. Le cytosol a une définition biochimique. C’est la fraction visqueuse semi-liquide du cytoplasme, où baignent les organites. Il est constitué d’environ 85 % d’eau, de glucides, de lipides, de protéines et diverses sortes d’ARN (acides ribonucléiques). Le réticulum endoplasmique lisse (REL) est le site de la synthèse des lipides (phospholipides membranaires, acide gras, stéroïdes…) ainsi que du stockage de calcium. Le réticulum endoplasmique granuleux ou rugueux (REG ou RER) est défini par la présence de ribosomes. C’est le site de la synthèse des protéines membranaires ou sécrétées. Les autres protéines (destinées au noyau, à la mitochondrie, aux peroxysomes) sont synthétisées au niveau des ribosomes libres. L’appareil de Golgi est le lieu de modifications de certaines protéines après leur synthèse dans le réticulum endoplasmique granuleux (ex. : les glycosylations, réactions enzymatiques consistant à lier de façon covalente un glucide à une protéine). Les lysosomes sont des vésicules membranaires d’origine golgienne contenant des enzymes hydrolytiques permettant la dégradation et le recyclage des structures cellulaires. Les mitochondries fournissent l’énergie nécessaire au fonctionnement de la cellule en produisant plus de 95 % de l’ATP (adénosine triphosphate). Les peroxysomes sont des vésicules riches en enzymes qui interviennent dans les réactions de peroxydation et les procédés de détoxification cellulaire ;
• une autre caractéristique essentielle des eucaryotes est la présence du cytosquelette (fig. 1.2). C’est un réseau de fibres intracellulaires qui confère à la cellule sa forme, permet le déplacement des organites, coordonne la mitose, etc. Il est composé de microfilaments (filaments d’actine), de filaments intermédiaires et de microtubules (filaments de tubuline).