La cellule est le fondement de la structure des êtres vivants. Les premières cellules furent observées au XVIIe siècle par l’anglais Robert Hooke qui réussit à les voir grâce à l’association de 2 loupes placées aux deux extrémités d’un cylindre. C’est en observant du liège qu’il découvrit des structures qu’il appela des « petites boîtes » nom à l’origine du terme latin « cellulae ». Ses observations furent publiées dans « Micrographia », ouvrage paru en 1665. Les cellules observées étaient mortes.
Avec l’amélioration des techniques, nous savons maintenant que les cellules sont de véritables usines. Leur activité est appelée le métabolisme.
Quelques observations au microscope
La coupe en épaisseur montre les diverses cellules qui composent la structure d’une feuille :
Les épidermes inférieurs et supérieurs qui sont séparés par le parenchyme, lui-même composé : du parenchyme palissadique ; du parenchyme lacuneux dont les cellules sont séparées par des poches d’air. Les parenchymes contiennent les cellules spécifiques qui
permettent la photosynthèse.
À l’extrémité se trouve la coiffe. Elle est composée de plusieurs couches de cellules situées en périphérie et qui protègent le méristème.
Le microscope électronique à transmission (MET) permet de voir en détail la structure des différentes parties d’une cellule : membrane plasmique, paroi squelettique, noyau et organites variés.
membrane plasmique ou plasmalemme ; Le noyau ; divers organites ; Le cytosol, liquide intracellulaire dans lequel baignent les organites et le noyau.
Le règne du vivant
La classification des êtres vivants est basée sur la structure de leur cellule.
Comparons les divers caractères cellulaires.
Les eucaryotes
Chez les eucaryotes, le noyau des cellules est isolé du cytoplasme par une membrane (= la membrane nucléaire).
La cellule végétale
La cellule animale
La cellule d’un champignon
Les procaryotes
Ce sont des êtres vivants unicellulaires qui ne possèdent pas de noyau. Le matériel génétique baigne dans le cytoplasme. Ce sont les bactéries (plusieurs groupes)
La cellule d’une bactérie
Les virus
Les virus furent les derniers êtres vivants découverts. En 1900 on connaissant déjà leur existence mais ce n’est que dans les années 1940, avec l’invention du microscope électronique, que l’on a réussi à les voir pour la première fois.
Ils se caractérisent par :
L’absence de toute structure cellulaire (ni membrane plasmique, ni cytosol, ni noyau, ni organites…). Ce sont des paquets de molécules variées (protéines, ADN ou ARN…) assemblées en masses ordonnées de formes variées ;
Pas d’activité métabolique ;
Ils ne peuvent se reproduire qu’en s’introduisant dans une cellule et en la parasitant (ce sont des parasites intra cellulaires obligatoires).
Les virus qui se reproduisent aux dépens des bactéries sont nommés des bactériophages.
Les virus injectent leur matériel génétique dans la cellule d’un être vivant qui utilise ensuite le matériel viral pour reproduire ce dernier, permettant ainsi la multiplication des virus qui finissent par faire éclater la cellule hôte.
Conclusion
La différenciation entre les cellules des êtres vivants peut se résumer sous la forme d’une clé dichotomique :
- Pas de cellule => virus
- Une cellule
Pas de noyau => bactéries
Un noyau - Pas de paroi squelettique à l’extérieur de la membrane plasmique => animaux
- Une paroi squelettique à l’extérieur de la membrane plasmique
Paroi constituée surtout de cellulose (pas de chitine) => végétaux
Paroi contenant de la chitine (entre autres) => champignons
Les microscopes
Microscope optique (MO)
Plus les lentilles grossissent plus elles sont petites et moins elles laissent passer la lumière. Maximum de de grossissement : x1 500 environ. L’observation se fait par transparence, souvent avec utilisation de colorants.
Les microscopes électroniques (ME)
On utilise des électrons à la place de la lumière. On peut grossir jusqu’à 200000 fois mais classiquement les grossissements utilisés s’étagent entre 30 000 à 150 000 fois. Un flux d’électrons est diffusé à grande vitesse. Le tube dans lequel circulent ces derniers est vide car sinon les électrons seraient arrêtés par l’air. Les cellules observées avec les ME sont mortes et la préparation doit être ultra-mince. Elles sont déposées sur une grille. Les coupes se font au microtome sur des cellules déshydratées. Une question s’est posée longtemps : ce que l’on voit est il vraiment la réalité ou est-ce un artefact ? Il existe deux types de ME :
Microscope électronique à transmission ou MET
Il est destiné à l’observation de cellules en coupe ultrafine ; les électrons traversent les cellules.
Microscope électronique à balayage ou MEB
Il permet d’examiner la surface des cellules. Les électrons envoyés arrachent d’autres électrons qui vont rebondir et qui donnent une image au grossissement voulu. Un spray d’une fine couche d’or recouvre la surface à observer accentuant les contrastes. Exemple de clichés obtenus au MEB : des grains de pollen. Ils sont naturellement recouverts d’une substance très résistante formant l’exine et, plus à l’intérieur, l’intine. Les grains de pollen présentent des formes et des ornementations variées :
La suite du cours sur la cellule
