3 : La cellule

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La vie prend de nombreuses formes, des séquoias géants qui s'élèvent à des centaines de mètres dans les airs aux plus petits microbes connus, qui ne mesurent que quelques milliardièmes de mètre. Les humains ont longtemps réfléchi aux origines de la vie et débattu des caractéristiques qui la définissent, mais notre compréhension de ces concepts a radicalement changé depuis l'invention du microscope. Au XVIIe siècle, l'observation de la vie microscopique a conduit au développement de la théorie cellulaire : l'idée que l'unité fondamentale de la vie est la cellule, que tous les organismes contiennent au moins une cellule et que les cellules proviennent uniquement d'autres cellules.

Photos de différents microbes. A) une cellule triangulaire d'environ 10 µm de long avec de longs flagelles. B) Plusieurs cellules en forme de bâtonnet d'environ 10 µm de long. C) Cellules rondes d'environ 85 µm de diamètre. D) une partie d'un grand ovale de plus de 200 µm de long avec des structures sphériques plus petites à l'intérieur. E) Cellules longues en forme de ruban d'environ 20 µm de long. F) De nombreuses longues cellules spirales. — Figure\(\PageIndex{1}\) : La taille et la forme des microorganismes varient visuellement, comme on peut l'observer au microscope ; mais ils varient également de manière invisible, par exemple en termes de capacités métaboliques. (crédit a, e, f : modification des travaux par les Centers for Disease Control and Prevention ; crédit b : modification des travaux par le NIAID ; crédit c : modification des travaux par le CSIRO ; crédit d : modification des travaux par « Microscopic World » /YouTube)

Malgré certaines caractéristiques communes, les cellules peuvent varier de manière significative. Les deux principaux types de cellules sont les cellules procaryotes (dépourvues de noyau) et les cellules eucaryotes (contenant un noyau bien organisé lié à la membrane). Chaque type de cellule présente une remarquable variété de structure, de fonction et d'activité métabolique. Ce chapitre se concentrera sur les découvertes historiques qui ont façonné notre compréhension actuelle des microbes, y compris leurs origines et leur rôle dans les maladies humaines. Nous explorerons ensuite les structures distinctives présentes dans les cellules procaryotes et eucaryotes.

3.1 : Génération spontanée
La théorie de la génération spontanée affirme que la vie est née de matière non vivante. C'était une croyance de longue date qui remonte à Aristote et aux anciens Grecs. Les expériences menées par Francesco Redi au XVIIe siècle ont présenté les premières preuves significatives réfutant la génération spontanée en démontrant que les mouches doivent avoir accès à la viande pour que les asticots puissent se développer sur la viande. Louis Pasteur est reconnu pour avoir réfuté de manière concluante la théorie et proposé que « la vie ne vient que de la vie ».
3.2 : Fondements de la théorie cellulaire moderne
Bien que les cellules aient été observées pour la première fois dans les années 1660 par Robert Hooke, la théorie cellulaire n'a pas été bien acceptée pendant encore 200 ans. Les travaux de scientifiques tels que Schleiden, Schwann, Remak et Virchow ont contribué à son acceptation. La théorie endosymbiotique affirme que les mitochondries et les chloroplastes, des organites présents dans de nombreux types d'organismes, proviennent de bactéries. Des informations structurales et génétiques importantes soutiennent cette théorie. La théorie des miasmes a été largement acceptée jusqu'au XIXe siècle.
3.3 : Caractéristiques uniques des cellules procaryotes
Les cellules procaryotes se distinguent des cellules eucaryotes en ce que leur matériel génétique est contenu dans un nucléoïde plutôt que dans un noyau lié à une membrane. De plus, les cellules procaryotes sont généralement dépourvues d'organites liés à la membrane. Les cellules procaryotes de la même espèce partagent généralement une morphologie cellulaire et un arrangement cellulaires similaires. La plupart des cellules procaryotes possèdent une paroi cellulaire qui aide l'organisme à maintenir sa morphologie cellulaire et le protège contre les variations de la pression osmotique.
3.4 : Caractéristiques uniques des cellules eucaryotes
Les cellules eucaryotes sont définies par la présence d'un noyau contenant le génome de l'ADN et lié par une membrane nucléaire (ou enveloppe nucléaire) composée de deux bicouches lipidiques qui régulent le transport des matériaux vers et hors du noyau à travers les pores nucléaires. La morphologie des cellules eucaryotes varie considérablement et peut être maintenue par diverses structures, notamment le cytosquelette, la membrane cellulaire et/ou la paroi cellulaire. Le nucléole du noyau des cellules eucaryotes est le site de synthèse des ribosomes.
3.E : La cellule (exercices)

Miniature : rendu 3D d'une cellule animale coupée en deux. (CC -BY-SA 4.0 ; Zaldua I., Equisoain J.J., Zabalza A., Gonzalez E.M., Marzo A., Université publique de Navarre).