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).
