Les fondements de la biologie cellulaire
FO CUS à 16 Des systèmes très sophistiqués

Schématiquement, on peut retenir que la dimension caractéristique d’une bactérie est le micromètre, celle d’une cellule animale est la dizaine de micromètres, celle d’une cellule végétale est la centaine de micromètres.

La taille réduite des cellules ne doit pas faire oublier qu’elles sont déjà largement assez grandes pour héberger des systèmes très nombreux et très complexes. La raison en est que le travail de base des cellules est un travail chimique qui s’effectue sur des molécules de quelques nanomètres, avec des outils (des protéines) d’un diamètre d’une à quelques dizaines de nanomètres.

Une comparaison simple peut être faite : les objets courants manipulés par une cellule sont des petites molécules (quelques nanomètres), les outils sont des protéines (dizaine de nanomètres) effectuant leur travail dans des sous-systèmes de la cellule mesurant de 100 nanomètres à un micromètre, le tout dans des cellules d’une dizaine de micromètres. De façon comparable, dans une société, des hommes (de taille 1 m) manipulent des objets de 10 cm (livres, outils, téléphone…) dans des sous-systèmes (maison, bureau, train…) d’une taille caractéristique de 10 à 100 m, le tout dans des villes de dimension kilométrique. Dans cette comparaison, le niveau de complexité de la cellule est celui d’une ville.
Le monde chimique est tellement microscopique, qu’il faut nous habituer à considérer une cellule comme un objet de très grande taille.

Les membranes biologiques forment des obstacles à la diffusion de la plupart des molécules organiques. Ce frein à la diffusion permet de séparer des milieux différents, de concentrer de confiner des molécules et donc des activités, de créer des gradients… Ce sont des édifices lipidiques d’environ 7,5 nanomètres d’épaisseur. Ces membranes délimitent des compartiments dont la longueur caractéristique est de l’ordre du micromètre.
On distinguera ainsi classiquement une membrane plasmique qui délimite la cellule. On trouve à l’intérieur de la cellule un noyau et divers organites délimités eux aussi par des systèmes membranaires. On distinguera le noyau, délimité par une enveloppe nucléaire (deux membranes), le réticulum endoplasmique et l’appareil de Golgi (réseaux de citernes et de vésicules, une membrane) et des organites énergétiques, les mitochondries (deux membranes). Dans le cas des cellules végétales chlorophylliennes, il faut ajouter un autre organite énergétique : le chloroplaste (deux membranes).