La celluleI. Définition:

La cellule est l’unité biologique de base, représente la forme de vie la plus simple de notre organisme.

II. Description de la cellule animale :

1- morphologie de la cellule

b. Taille: De 1-2 microns (m =1/1000 de mm) à 1 m (exemple: cellules nerveuses).c. Forme: Si la cellule n’a pas de support (ex: globules blancs), elle prend une forme sphérique. Si elle a un support, celui-ci détermine la forme. Elle est alors cylindrique, cubique,...

2- structure de la cellule : On distingue deux éléments principaux: la membrane et le protoplasme. (Voir schéma) 

a. la Membrane cellulaire (ou membrane plasmatique) : 

Une couche de faible épaisseur (75 A°) formant une enveloppe à la périphérie de la cellule.elle intervient dans la protection du cytoplasme et le maintien de la forme de la cellule, dans les échanges de matière et d’énergie, dans la communication entre cellules et entre la cellule et son milieu, ainsi que dans la locomotion cellulaire éventuellement.

b. le  Protoplasme : C'est dans le Protoplasme que baignent les différents organites et éléments cellulaires (l'ensemble est appelécytoplasme).C'est un liquide, ou plutôt une sorte de gel, qui constitue l'essentiel du contenu cellulaire. Sa composition est voisine de celle du plasma mais avec quelques différences notables comme la teneur en potassium et phosphore qui y est très élevée et la faible teneur en sodium ou calcium (par rapport au plasma et au milieu extracellulaire). De nombreuses molécules y circulent, en particulier les molécules du cytosquelette qui donnent sa forme et sa mobilité à la cellule (ainsi qu'aux organites).

c. Le cytosquelette : Il correspond à l'ensemble des molécules intervenant dans la structure et la mobilité de la cellule. On distingue : Les filaments intermédiaires qui servent principalement à la structure de la cellule et au maintien de sa forme ainsi qu'à l'ancrage des organites. Les filaments d'actines ou microfilaments ; Ils sont généralement associés à la myosine ce qui leur permet une certaine mobilité et les microtubules qui sont des filaments creux, interviennent beaucoup dans les transports de substances à l'intérieur du hyaloplasme (notamment le long de l'axone). Ils jouent également un rôle important dans les divisions cellulaires.

d. les Organites: Les organites sont de petites structures fonctionnelles qui ont chacune une forme et

un rôle propre. Ils baignent dans le cytoplasme cellulaire :

  - Mitochondries  :Les mitochondries ont un rôle de centrale énergétique pour la cellule. Ce sont elles qui

effectuent la respiration cellulaire. Cette fonction a pour but de dégrader des métabolites pour produire une énergie stockable sous forme d'ATP.

- Appareil de golgi : Il est constitué par plusieurs dyctiosomes disséminés dans la cellule.

- Un dyctiosome correspond à de grandes vésicules aplaties, les saccules, empilées les unes sur les autres.

- Les ribosomes   :   Permettent la synthèse des protéines. Ils existent à l'état libre dans le hyaloplasme ou liés aux membranes du réticulum.

-Réticulum endoplasmique   : C'est un réseau de cavités intracellulaires limitées par une membrane. Rattaché au noyau, où il est en communication avec l'espace périnucléaire, il peut atteindre la membrane plasmique. On distingue deux types de réticulum REL et REG

-Les lysosomes   :   Ces vésicules sont très riches en enzymes. Elles interviennent pour éliminer les déchets et les éléments étrangers à la cellule.

e. le  Noyau : Délimité par l'enveloppe nucléaire, le noyau renferme le matériel génétique, l'ADN. Celui-ci n'apparaît sous forme condensée, les chromosomes, que lors de la division cellulaire. Pendant la phase d'activité de la cellule on ne peut voir qu'un amas de filaments d'ADN, la chromatine. Certaines zones plus denses, les nucléoles, sont le lieu de formation de l'ARN et de certains constituants des ribosomes.

III. Quelques types de cellules    

On peut classer les cellules selon la forme et leur fonction1. Cellules selon la forme: Cylindrique, cubique,...2. Cellules selon la fonction (quelques exemples): -Cellules épithéliales: elles ont une fonction de protection ou de sécrétion. (Elles sont tassées les unes contre les autres, sans interposition de substance intercellulaire).- Cellules conjonctives: Elles entrent dans la constitution des tissus conjonctifs, qui ont un rôle de remplissage ou de soutien. -Cellules musculaires: il en existe trois grands types : Cellule musculaire lisse, Cellule musculaire striée et Cellule musculaire cardiaque.- Cellules sanguines: Globules rouges ou érythrocytes ou hématies, Globules blancs ou leucocytes : On en distingue plusieurs types et Plaquettes ou thrombocytes: ce ne sont pas des cellules mais des fragments cellulaires détachés de grandes cellules de la moelle osseuse. Elles ont un rôle dans l’hémostase.- Cellules nerveuses ou neurones: On les décrit classiquement comme des cellules étoilées avec des prolongements.

IV- la division cellulaire :

1- la mitose :

Définition : C’est la transformation et la division des chromosomes aboutissant à partir d’une cellule mère à la formation de deux cellules filles ayant le même nombre de chromosomes.

les phases :La mitose est un phénomène continu, mais les cytologistes, pour en faciliter la description, distinguent conventionnellement quatre phases appelées prophase, métaphase, anaphase et télophase.

L’interphase   :   Pendant laquelle il y a une duplication de la masse de l’ADN.

La prophase   :   Dans le noyau, les filaments de chromatine commencent à se condenser pour former les chromosomes. A mi-prophase on peut déjà observer les chromosomes à deux chromatides. Le nucléole disparaît progressivement et l'enveloppe nucléaire commence à se fragmenter.Les centrosomes présentent une couronne de microtubules (on les appellent aussi des asters en raison de leur forme d'étoiles). Ils s'éloignent l'un de l'autre en se repoussant mutuellement par les microtubules qu'ils fabriquent

La métaphase   :   Les chromosomes sont tous positionnés sur la plaque équatorial (à mi-chemin entre les deux pôles), leur centromère bien aligné au centre. Les microtubules se sont développés jusqu'aux centrosomes. Image dite «  plaque équatoriale ».

L'anaphase   :   Le centromère de chaque chromosome se sépare libérant ainsi les deux chromatides. Celles-ci, devenues des chromosomes indépendants, migrent chacune vers un pôle différent sous l'effet d'une traction exercé par le fuseau.

La télophase   :   Les noyaux commencent à se reconstituer autour des deux jeux de chromosomes formés lors de l'anaphase. L'enveloppe nucléaire se reconstitue, les nucléoles réapparaissent et les chromosomes se décondensent.

2- Méiose :

Cette division cellulaire permet la formation des cellules sexuelles. Grâce à elle une cellule diploïde permet de former 4 cellules haploïdes, les gamètes. L'union de deux gamètes de sexe différent permet alors de reformer une cellule diploïde. Est formée de deux mitoses spéciales séparées par une brève interphase, sans réplication de l’ADN.

a- La première division : Mitose I réductionnelle :

- La prophase   I   :   Les filaments d'ADN de la chromatine commencent à se condenser en chromosomes.

-La formation du fuseau   :   Cette phase est identique pour la méiose et la mitose.

-La métaphase I   :   Une fois le fuseau complet, les chromosomes (ou plutôt les bivalents) sont tous situés sur la plaque équatoriale. Cette disposition est assez précise car elle permet de placer chaque chromosome du bivalent de part et d'autre du plan équatorial, dans un hémisphère différent de la cellule.

-L'anaphase I   :   (Les microtubules sont alors suffisamment long pour s'être rattachés aux centrosomes, Sous l'effet de leur dépolymérisation,) les chromosomes des bivalents se séparent et chacun se dirige vers le pôle correspondant à son hémisphère. Les microtubules polaires longs permettent d'allonger la cellule, amplifiant ainsi la séparation des chromosomes.

-La télophase I   :   La cellule possède maintenant deux jeux de chromosomes. Ce sont rapide

ment deux noyaux qui se forment (il peut y avoir ou non reconstitution de l'enveloppe nucléaire).

Le bilan de cette première division est l'obtention de deux cellules ne possédant chacune qu'un seul chromosome, à deux chromatides, pour chaque paire d'origine. On parle de cellules à n chromosomes et 2n quantité d'ADN.

b- La seconde division : Mitose II équationnelle :

Les cellules issues de la première division vont subir une nouvelle division dont le mécanisme se rapproche de la mitose, la seule différence étant que la cellule de départ ne possède que la moitié des chromosomes par rapport à une cellule en mitose classique. On retrouve ainsi les étapes normales d'une mitose :

La prophase II où un nouveau fuseau se forme et entraîne la migration des chromosomes vers la plaque équatoriale.La métaphase II où les centromères sont alors placés précisément sur la plaque équatoriale.L'anaphase II où il y a séparation des chromatides sœurs, chacune migrant vers un pôle différent de la cellule.La télophase II où il y a séparation des cellules-filles et reconstitution des noyaux.

Le bilan de cette deuxième division est donc l'obtention de cellules ne possédant qu'un seul chromosome par paire d'origine et à une seule chromatide. Les cellules sont donc à n chromosomes et n quantité d'ADN, ce sont des cellules haploïdes, futurs gamètes.