Caractéristiques des cellules eucaryotes

Contenu

• TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
• Origines des cellules eucaryotes
• Dernier ancêtre universel commun
• Caractéristiques distinctives des cellules eucaryotes
• La membrane plasmique des cellules eucaryotes
• Cytoplasme: substance analogue à une gelée à l'intérieur de la cellule
• Le cytosquelette dans la cellule eucaryote
• Le noyau des cellules
• Division cellulaire et réplication
• Division cellulaire de la méiose des cellules eucaryotes
• Des ribosomes de cellules eucaryotes font des protéines
• Le système endomembranaire
• L'usine d'énergie des cellules eucaryotes
• Différences entre les cellules eucaryotes de plantes et d'animaux
• Chloroplastes Dans Les Cellules De Plantes Eucaryotes

Vous n'avez pas besoin de chercher plus loin que le corps humain pour comprendre la composition des cellules eucaryotes, car toutes les personnes possèdent ces cellules. En biologie, il n'y a que deux types de cellules: eucaryotes et procaryotes. Dans la classification taxonomique de toute vie, les formes de vie à cellules eucaryotes appartiennent au domaine Eukarya, les bactéries et Archaea étant les deux autres domaines.

Les organismes vivants qui relèvent de ces derniers domaines sont des organismes unicellulaires. Le domaine Eukarya dans le système de classification linnéen contient les royaumes des protistes, des champignons, des plantes et des animaux. Bien qu'il existe des protozoaires à cellules uniques dans le domaine eucarya, la majorité des organismes vivants classés dans ce domaine sont des entités multicellulaires.

TL; DR (Trop long; n'a pas lu)

La différence frappante entre les cellules eucaryotes et procaryotes, lorsqu'on compare les deux types de cellules, réside dans le fait que les cellules eucaryotes ont un noyau distinct, l'ADN étant lié par des protéines et contenu dans sa propre chambre séparée à l'intérieur de la cellule.

Origines des cellules eucaryotes

À cette époque, les scientifiques estiment que toute la vie a commencé sur la Terre il y a environ 3,5 milliards d'années, à partir des archives fossiles des premières formes de vie. Il semble que les cellules procaryotes aient d'abord évolué sous forme de très petites cellules - de taille d'environ 1 ou 2 micromètres (abrégé en µm) - par rapport aux cellules eucaryotes, qui mesurent généralement environ 10 µm ou plus. Un µm représente un millionième de mètre. Les archives géologiques montrent que les cellules eucaryotes sont apparues il y a environ 2,1 milliards d'années.

Dernier ancêtre universel commun

Des études prolongées sur les formes de vie cellulaires ont conduit les scientifiques à conclure que les cellules eucaryotes vivant aujourd’hui partagent un seul ancêtre commun. Mais en juillet 2016, le "New York Times" a annoncé qu'un groupe de biologistes de l'évolution, dirigé par le Dr William F. Martin de l'Université Heinrich Heine de Düsseldorf, en Allemagne, avait conclu que toute vie sur la planète avait en commun un ancêtre commun: le dernier ancêtre commun universel, surnommé LUCA.

Non sans controverse, la théorie de Martin et de ses groupes indique que la carte génétique qu'ils ont élaborée lors de la chasse aux origines de LUCA suggère une forme de bactérie, qui aurait vécu il y a environ 4 milliards d'années, 560 millions d'années après la création du Terre. Alors que Darwin affirmait que la vie avait commencé dans un petit étang chaud, le groupe Martins a découvert que la carte des gènes indiquait une forme de vie monocellulaire vivant dans de profonds orifices volcaniques au fond de l'océan. Ils croient que cette forme de vie a donné naissance aux domaines des bactéries et des archées, le domaine des eukaryas ayant émergé il y a environ 2 milliards d'années.

Caractéristiques distinctives des cellules eucaryotes

Alors que les deux types de cellules partagent certaines caractéristiques communes, les cellules eucaryotes sont plus complexes. Les caractéristiques distinctives qui définissent les cellules eucaryotes comprennent:

La membrane plasmique des cellules eucaryotes

Toutes les cellules ont une membrane plasmique qui sépare l’intérieur de la cellule de son environnement extérieur. La membrane contient des protéines intégrées et d'autres composants qui permettent le passage des ions, de l'oxygène, de l'eau et des molécules organiques pour entrer et sortir de la cellule. Des sous-produits de déchets tels que le dioxyde de carbone et l'ammoniac - avec l'aide de protéines "mobiles" - traversent également ces membranes cellulaires. Ces membranes peuvent prendre des formes uniques, telles que les microvillosités présentes sur les cellules tapissant l’intestin grêle, qui augmentent la surface des cellules pour absorber les nutriments contenus dans les aliments situés dans le tube digestif.

Cytoplasme: substance analogue à une gelée à l'intérieur de la cellule

Une vue à l'intérieur de la cellule montre une substance semi-liquide, de type gelée, qui s'étend de la membrane cellulaire jusqu'au noyau fermé. Les organites, diverses structures spécialisées au sein de la cellule, flottent dans ce gel constitué de cytosol, dans le cytosquelette et de multiples produits chimiques. Le cytoplasme est composé principalement de 70 à 80% d’eau, mais se présente sous la forme d’un gel. Le cytoplasme d'une cellule eucaryote contient également des protéines et des sucres, des acides aminés, nucléiques et gras, des ions et une multitude de molécules solubles dans l'eau.

Le cytosquelette dans la cellule eucaryote

À l'intérieur du cytoplasme, il y a un cytosquelette constitué de microfilaments, de microtubules et de fibres intermédiaires qui aident à maintenir la forme des cellules, fournissent un point d'ancrage aux organites et sont responsables du mouvement cellulaire. Les éléments qui composent les microtubules et les microfilaments s’assemblent selon les besoins pour le mouvement cellulaire et se réassemblent lorsque les cellules doivent être modifiées.

Le noyau des cellules

De nombreux mots scientifiques ont des origines latines ou grecques, et les cellules eucaryotes ne font pas exception. Le nom même des cellules, décomposé en ses origines, signifie "bien ou vrai noix", représentatif du noyau des cellules. Eu en grec signifie bien ou vrai, tandis que le mot de base Karyo signifie écrou. Les cellules procaryotes n'ont pas de noyau fermé à l'intérieur de la cellule, car le matériel génétique, bien que situé au centre des cellules, existe dans le cytoplasme de la cellule.

Le noyau de la cellule eucaryote stocke la chromatine, composée d’ADN et de protéines, dans une substance ressemblant à un gel appelée nucléoplasme. L'enveloppe nucléaire entourant le noyau est constituée de deux couches; membranes perméables internes et externes qui permettent le passage d'ions, de molécules et de matériel d'ARN entre le nucléoplasme situé à l'intérieur du noyau et l'intérieur de la cellule. Le noyau est également responsable de la production de ribosomes. Le noyau des cellules eucaryotes Le matériel ADN, les chromosomes, fournit une sorte de plan pour la reproduction cellulaire.

Division cellulaire et réplication

Au niveau microscopique, les cellules se divisent et se répliquent, une caractéristique commune aux cellules eucaryotes et procaryotes pour créer de nouvelles cellules à partir de cellules anciennes. Mais les cellules procaryotes se divisent par fission binaire, tandis que les cellules eucaryotes se divisent par un processus appelé mitose. Cela n'inclut pas la reproduction sexuée parmi les espèces, qui se produit via la méiose, où un seul œuf et du sperme se combinent pour créer un être vivant entièrement nouveau. Seules les cellules non reproductives se divisent par mitose dans le domaine Eukarya.

Également appelées cellules somatiques, les cellules non reproductrices constituent la plupart des cellules du corps humain, y compris ses tissus et organes comme le tube digestif, les muscles, la peau, les poumons et les cellules ciliées. Les cellules reproductrices (spermatozoïdes et ovules) des cellules eucaryotes ne sont pas des cellules somatiques. La mitose comporte plusieurs étapes qui définissent le statut divisionnaire de ces cellules: prophase, prométaphase, métaphase, anaphase, télophase et cytokinèse. Avant la division, la cellule repose dans un statut d'interphase.

À travers une série d'étapes, le chromosome se réplique et chaque brin se déplace vers des pôles opposés dans le noyau pour permettre à l'enveloppe du noyau de converger et de entourer chaque chromosome. Dans les cellules animales, un sillon de clivage sépare les diploïdes, ou cellules filles, en deux. Dans les cellules végétales eucaryotes, un type de plaque cellulaire se forme avant la nouvelle paroi cellulaire qui sépare les cellules filles. Lors de la division, chaque cellule fille est une copie génétique de la cellule d'origine.

Division cellulaire de la méiose des cellules eucaryotes

La division cellulaire de la méiose est le processus par lequel les organismes vivants du domaine Eukarya créent leurs cellules sexuelles comme les spermatozoïdes mâles et les ovules femelles. La différence entre la mitose et la méiose est que le matériel génétique à l'intérieur des cellules diploïdes est le même, tandis que dans la méiose, chaque nouvelle cellule contient un bleu distinctif et unique d'informations génétiques.

Une fois que la méiose se produit, les spermatozoïdes et les ovules sont disponibles pour créer une nouvelle forme de vie. Cela permet une diversité génétique parmi toutes les entités vivantes qui se reproduisent sexuellement. Au cours de la division cellulaire de la méiose, qui se produit essentiellement en deux étapes, la méiose I et la méiose II, une petite partie de chaque chromosome se sépare et se lie à un autre chromosome appelé recombinaison génétique. Ce petit pas est responsable de la diversité génétique d'une espèce. Avant la méiose I, la cellule reproductrice existe en interphase, en préparation de la division cellulaire.

Des ribosomes de cellules eucaryotes font des protéines

Chaque partie d'une cellule eucaryote a un rôle important à jouer dans le maintien de la vie de la cellule. Les ribosomes, par exemple, vus au microscope électronique, peuvent apparaître de deux manières: comme une cueillette de raisins ou de minuscules points flottant dans le cytoplasme de la cellule. Ils peuvent également se fixer à la paroi interne de la membrane plasmique ou à la membrane externe de l’enveloppe nucléaire sous forme de petites ou de grandes sous-unités. La production de protéines est un objectif essentiel de toutes les cellules et presque toutes les cellules contiennent des ribosomes, en particulier dans les cellules qui produisent beaucoup de protéines. Les cellules du pancréas, responsables de la génération d'enzymes facilitant la digestion, contiennent de nombreux ribosomes.

Le système endomembranaire

Le système endomembranaire est composé de l'enveloppe nucléaire, de la membrane plasmique, de l'appareil de Golgi, de vésicules, du réticulum endoplasmique et d'autres structures dérivées de ces éléments. Tous jouent un rôle dans la fonction de la cellule, même si certains diffèrent par leur apparence et leur objectif. Le système endomembranaire déplace les protéines et les membranes autour de la cellule. Par exemple, certaines des protéines construites sur les ribosomes sont liées au réticulum endoplasmique rugueux, une construction qui ressemble à un labyrinthe qui se fixe à l'extérieur du noyau. Ces structures aident à modifier et à déplacer les protéines, entre autres objectifs, là où elles sont nécessaires dans la cellule.

L'usine d'énergie des cellules eucaryotes

Toutes les cellules ont besoin d'énergie pour fonctionner et la mitochondrie est la plante énergétique de la cellule. Les mitochondries produisent de l'adénosine triphosphate, en abrégé ATP, une molécule - la monnaie énergétique de toute vie - qui transporte de l'énergie pendant une courte période dans la cellule. Cette structure mitochondriale dans la cellule réside dans le cytoplasme entre la membrane externe de la cellule et les parois externes du noyau de la cellule. Ils contiennent leurs propres ribosomes et ADN avec une bicouche phospholipidique infusée de protéines.

Différences entre les cellules eucaryotes de plantes et d'animaux

Les plantes et les animaux appartiennent au domaine Eukarya en raison des principales caractéristiques de la cellule eucaryote, mais il existe des différences entre les cellules des règnes végétal et animal. Alors que les cellules eucaryotes végétales et animales possèdent des microtubules, de minuscules tubes qui aident à la ségrégation des chromosomes lors de la division cellulaire, les cellules animales ont également des centrosomes et des lysosomes présents dans la cellule eucaryote, contrairement aux plantes. Les cellules végétales, en plus d'avoir des chloroplastes qui contribuent à la photosynthèse (transformant l'énergie du soleil en nourriture), ont également une grande vacuole centrale, un espace à l'intérieur de la cellule contenant principalement un liquide et entouré d'une membrane.

Chloroplastes Dans Les Cellules De Plantes Eucaryotes

Les chloroplastes sont les structures des cellules végétales eucaryotes qui contiennent de la chlorophylle et des enzymes qui contribuent au processus de photosynthèse dans lequel les plantes produisent de la nourriture à partir de l'eau et du dioxyde de carbone en utilisant l'énergie du soleil. Ces petites usines sont responsables de la libération de l'oxygène résultant de la photosynthèse dans l'atmosphère.

Ces grandes structures de la cellule végétale contiennent de l'ADN et une double membrane, ainsi qu'un système de membrane interne constitué de thylakoïdes qui se présentent comme des sacs aplatis. Le stroma est l'espace entre la membrane externe et le thylacoïde contenant l'ADN des chloroplastes, "l'usine" qui fabrique les protéines pour le chloroplaste, ainsi que d'autres enzymes et protéines.