Biologie cellulaire

Biologie cellulaire

 Structure et ultrastructure cellulaire

La cellule est l’unité fonctionnelle de base de l’organisme. Elle assure à elle seule les principales fonctions de l’organisme (respiration, nutrition, production des déchets, reproduction).

Les cellules peuvent différer considérablement les unes des autres, mais elles ont aussi de nombreux points en communs.

Pour étudier les cellules, les biologistes utilisent des microscopes.

1. La microscopie

L’invention des microscopes en 1590 et leur perfectionnement ont rendu possible la découverte et l’étude de la cellule. Les microscopes des scientifiques de la Renaissance tout comme ceux du laboratoire de l’école sont des microscopes photoniques.

1. Les microscopes photoniques

Dans ces instruments, la lumière traverse l’échantillon, puis des lentilles de verre qui dévient (réfractent) la lumière, de façon à grossir l’image projetée dans l’œil, sur une pellicule photographique (ou un écran ou vidéo).

Ces microscopes grossissent jusqu’à 1500 fois les objets d’un minimum de 0,2 µm ce qui représente la taille d’une petite bactérie ou une mitochondrie.

Ainsi, grâce à ces microscopes, on peut mettre en évidence 3 structures fondamentales présentes dans toutes les cellules :

• La membrane plasmique qui constitue la limite extérieure de la cellule
• Le cytoplasme
• L’information génétique

Ceci nous permet alors de voir qu’il existe 2 grandes catégories de cellules :

• Les eucaryotes (eu = vrai, karuon = noyau) où les chromosomes se trouvent dans un organite entouré d’une membrane = noyau entouré de l’enveloppe nucléaire. Champignons, végétaux et cellules animales.
• Les procaryotes (pro = avant) : le matériel génétique est concentré dans une région appelé nucléoïde mais il n’y a pas de membrane qui la sépare du reste de la cellule. Les cellules bactériennes notamment.

Au lieu d’utiliser la lumière, celui-ci fait passer un faisceau d’électrons à travers la préparation ou en balaie la surface. Le pouvoir de grossissement est alors beaucoup plus important que pour le microscope photonique avec environ 1 million de fois, ce qui permet d’avoir des observations beaucoup plus fines de la cellule. On peut alors distinguer l’ultrastructure de la cellule (= anatomie de la cellule).

On trouve 2 sortes de ME :

• Le microscope électronique à balayage (MEB) qui permet un examen détaillé de la surface d’un échantillon. Le faisceau d’électrons balaie la surface de l’échantillon qui a été préalablement recouverte d’une mince pellicule d’or ou de platine. Le faisceau excite les électrons de la pellicule, qui émet alors des électrons secondaires qui sont détecté par un instrument qui traduit la disposition des électrons en un signal électronique visible sur un écran. On obtient des images qui semblent tridimensionnelles.
• Le microscope électronique à transmission (MET) : surtout pour étudier l’ultrastructure cellulaire interne. Ce microscope envoie un faisceau d’électrons à travers une coupe très mince d’échantillon (inférieure à 0,1 µm). Pour accentuer le contraste, on colore des coupes très minces de cellules préalablement fixées. La coloration se fait par des atomes de métaux lourds qui s’attachent à certaines structures cellulaires. La densité d’électrons de certaines zones de la cellule s’en trouve alors accrue. L’image est finalement projetée sur un écran, une pellicule photo…

Les ME révèlent un grand nombre d’organites qui échappent aux microscopes photoniques.

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