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Le mode de vie de la cellule
Quels que soient la particularité de telle ou telle cellule d’un organisme complexe, sa fonction dans l’organisation du tissu dont elle fait partie et le rôle de ce tissu dans l’organisme considéré, on retrouve toujours, dans toutes les cellules, une série d’activités qui se recouvrent.
Ainsi, la cellule assume t elle, pour sa survie, la synthèse de sa propre substance, la digestion, la respiration et la reproduction ; pour la survie et le fonctionnement harmonieux du tissu de l’organe, du système, de l’organisme dont elle fait partie, elle travaille à élaborer des produits, exercer une activité mécanique, conduire et transmettre des informations.
La synthèse de la substance cellulaire
A tout instant, la cellule ne cesse de se renouveler par la fabrication de protéines dites de structure, car ce sont elles qui lui assurent sa permanence et sa forme, ses possibilités de croissance. Cette fabrication nécessite l’existence d’un système de commande au niveau du noyau et de molécules nécessaires à la synthèse des protéines dans le cytoplasme.
L’interaction est possible grâce à un courant d’informations venant du noyau et à l’existence de certains organites intracytoplasmiques qui, recevant ce courant d’informations, vont pouvoir, à partir des molécules du cytoplasme, former ce qui est commandé par le noyau.
L’ADN et la commande de la synthèse
La commande est située au niveau du noyau en dehors des périodes de division ; il s’agit de l’ADN, qui ne peut sortir du noyau. Il faut donc que puisse se former une molécule qui contiendra le code transmis par l’ADN et pourra se rendre du noyau de la cellule à son cytoplasme : Ce sont, en particulier, des interventions, venues du cette molécule est l’ARN. milieu extérieur, qui vont agir sur des gènes qui commanderont le début ou l’arrêt d’une synthèse et la valeur quantitative de celle ci.
L’ARN et la transmission de la commande
L’ARN issu du noyau, appelé ARN messager, est, comme l’ADN, une longue molécule contenant, selon une séquence de même type que celle de l’ADN, un sucre, qui est le ribose, un acide phosphorique et 4 bases (adénine, uracile, cytosine, guanine).
La formation de cet ARN messager se fait dans le noyau par l’organisation des composants du futur ARN face à la molécule d’ADN. Le corps obtenu en longue chaîne ne possède pas les caractères spiralés de la double hélice d’ADN. Ce processus de transcription nécessite l’existence, dans le noyau, d’un enzyme appelé ARN polymérase. Cette synthèse réalisée, l’ARN messager quitte le noyau pour gagner l’organite intracytoplasmique où il pourra commander des synthèses de la matière vivante.
Le matériel nécessaire à la synthèse cellulaire
Les corps chimiques relativement simples, nécessaires à la formation de molécules protéiques de matière vivante, sont les acides aminés, dont il existe 20 sortes chez l’être humain. Us doivent être drainés depuis le cytoplasme jusqu’à l’organite où, après la rencontre avec l’ARN messager, se produira la réunion de grandes quantités d’acides aminés, réalisant une chaîne protéique. Un ARN spécial, dit de transfert, spécifique d’un acide aminé, réalise cet acheminement. II possède, en particulier, un site chimique qui lui permet de fixer sur lui la molécule d’acide aminé, et un site d’attache envers l’organite intracytoplasmique.
La rencontre de la commande et du matériel
Le ribosome est l’organite intracytoplasmique qui la permet. Il constitue, à l’intérieur de la cellule, une véritable usine de synthèse protéique, capable de lire le code envoyé par le noyau sur la molécule d’ARN messager ; c’est à son niveau que l’ARN de transfert apporte son acide aminé, dont la place dans la molécule protéique en formation est fixée dans le ribosome, en fonction de l’information venant du noyau. Ceci réalisé, l’ARN de transfert quitte le ribosome et peut aller chercher, dans le cytoplasme, une nouvelle molécule de son acide aminé. Enfin, étant donné la complexité et la longueur de la molécule du messager, il est fréquent que son code soit lu par plusieurs ribosomes à la fois.
Les variations dans la synthèse protéique
En dehors du ribosome, plusieurs facteurs peuvent influer sur l’importance quantitative de la synthèse de telle ou telle molécule protéique afin que la production ne soit pas anarchique par rapport aux besoins réels de la cellule. Ce sont, en particulier, dse interventions, venues du milieu extérieur, qui vont agir des gènes qui commanderont le début ou l’arrêt d’une synthèse et la valeur quantitative de celle-ci.
L’absorption et le rejet
L’existence, au niveau de la cellule, d’activités permanentes de synthèse implique la nécessité pour la cellule d’appréhender le milieu extérieur ou d’y rejeter divers produits. Elle doit également être capable, par l’intermédiaire d’organites spécialisés, de transformer les produits absorbés en des corps utilisables pour la synthèse des protéines.
La possibilité d’absorption ou de rejet de corps par la cellule est régie par la membrane cellulaire. Au niveau de celle ci, 2 sortes de passage sont possibles : soit une perméabilité passive, c’est à dire ne nécessitant pas une dépense d’énergie par la cellule, soit des transferts actifs qui, en revanche, exigeront cette dépense d’énergie.
La traversée de la membrane sans dépense d’énergie
Les ions ont la possibilité d’assurer la perméabilité passive ; ces corps chimiques simples, qui possèdent une charge électrique, sont situés à des concentrations différentes de part et d’autre de la membrane. Le passage des ions, dans l’un ou l’autre sens, dépend, s’il est passif, des différences de concentration ou de charge électrique régnant de part et d’autre.
Pour ce qui est des molécules, leur passage à travers la membrane est extrêmement lent et dépend de leur taille et de leur solubilité dans les graisses. Plus elles sont petites et solubles dans les graisses, plus elles passent vite.
La traversée de la membrane avec dépense d’énergie
Le transport actif nécessite une énergie fournie par certains éléments de la cellule. Il s’adresse soit aux ions, donc à priori contre les éléments de transfert passif pouvant réaliser une véritable pompe, soit aux molécules, par l’intermédiaire de protéines spécialisées appartenant à la membrane cellulaire.
Le passage de particules dans le milieu cellulaire
A côté de substances chimiques plus ou moins volumineuses, la cellule est capable de faire entrer ou sortir un matériel solide de son cytoplasme.
L’endocytose est le mode d’entrée actif (phagocytose pour le matériel solide, pinocytose pour le matériel liquide). Lors de cette entrée, la membrane cellulaire se déforme au point qu’elle finit par entourer entièrement la particule à absorber, laquelle se trouve ainsi emprisonnée dans la cellule, à l’intérieur d’une vésicule. L’exocytose réalise un processus strictement inverse, tendant à rejeter à l’extérieur le contenu d’une vésicule.
La digestion cellulaire
L’appareil digestif de la cellule, permettant d’utiliser les produits ainsi pénétrés, est constitué des divers éléments de l’appareil vacuolaire.
Dans un le, temps, le matériel à digérer est dans un phagosome ne contenant pas d’enzymes de destruction. Puis sont atteints en particulier l’appareil de Golgi et ses dérivés (lysosomes), chargés de substances à activité digestive. Ces vacuoles possèdent une membrane imperméable. La destruction de cette membrane entraînerait une digestion de la cellule par ses propres sucs digestifs.
Le rôle de cet appareil vacuolaire est très important, allant de la dégradation des déchets du métabolisme cellulaire au vieillissement de la cellule, en passant par la défense cellulaire, en particulier contre les agressions microbiennes, virales et toxiniques.