La cellule eucaryote : des compartiments spécialisés

Les cellules eucaryotes possèdent une organisation comportant typiquement un noyau et des compartiments membranaires. Les schémas d’une cellule animale et d’une cellule végétale chlorophyllienne en montrent des exemples. Ce ne sont pas des portraits de toute cellule : certaines cellules spécialisées perdent leur noyau ou des organites lors de leur maturation.

Les mots doivent rester précis. La membrane n’est pas la paroi. Un ribosome est une structure cellulaire sans membrane, même si certaines classifications l’appellent organite. Une bactérie possède des ribosomes mais pas de noyau : « procaryote » ne signifie donc pas « vide ».

Une même cellule végétale peut contenir des mitochondries et des chloroplastes. Leurs fonctions sont différentes et peuvent coexister.

Le métabolisme est l’ensemble des réactions chimiques d’une cellule ou d’un organisme. Il dépend de son équipement et des conditions du milieu. Identifier un organite renseigne sur des possibilités ; cela ne mesure pas une activité instantanée.

L’autotrophie concerne l’utilisation d’une source minérale de carbone pour fabriquer de la matière organique. La photoautotrophie utilise une source d’énergie lumineuse. L’hétérotrophie nécessite une source de carbone organique ; elle ne signifie pas que toute cellule utilise obligatoirement une mitochondrie pour chaque transformation énergétique.

Dans le modèle d’une cellule végétale chlorophyllienne, la photosynthèse requiert notamment de la lumière et les réactifs nécessaires. La respiration mitochondriale ne s’arrête pas simplement parce que la photosynthèse se déroule. À l’obscurité, la cellule peut utiliser des réserves ou des substances fournies par d’autres cellules. Une cellule de racine non chlorophyllienne dépend ainsi de matière organique produite ailleurs ou apportée dans son milieu.

Les limites évitent les faux diagnostics : des procaryotes peuvent faire la photosynthèse sans chloroplastes ; des cellules eucaryotes spécialisées n’ont plus de mitochondries ; des fermentations permettent certaines transformations sans respiration mitochondriale. Ces exceptions ne suppriment pas l’intérêt du schéma, mais empêchent d’en faire une loi sans domaine.

Une photographie optique peut montrer certains gros compartiments ; les détails beaucoup plus fins nécessitent d’autres techniques. Les organites n’ont pas tous attendu le microscope électronique pour être observés.

On étudie trois lots fictifs de cellules dont les identifications sont données : A provient d’une feuille chlorophyllienne, B d’une racine non chlorophyllienne, C correspond à des globules rouges humains matures. Le dossier précise que C ne contient plus de noyau ni de mitochondries. Il ne s’agit pas d’identifier ces lots à partir de leur seule apparence.

1. Qu’attend-on dans A et B ? Dans les cellules végétales typiques choisies, une membrane est située sous la paroi ; les deux lots peuvent posséder des mitochondries. Les chloroplastes concernent A, pas B dans ce dossier.

2. B ne contient pas de chloroplastes : est-elle incapable de toute activité ? Non. Elle peut utiliser la matière organique reçue. Une absence de photosynthèse ne signifie pas absence de métabolisme.

3. C serait-elle procaryote puisqu’elle n’a pas de noyau ? Non. Son origine humaine et sa maturation sont établies. C’est un contre-exemple à une identification fondée seulement sur l’état actuel du noyau.

4. A placée à l’obscurité perd-elle immédiatement tous ses organites ? Cela ne découle pas du changement de lumière. L’activité d’un processus et la présence de son équipement sont deux informations différentes.

5. Peut-on conclure que tous les lots consomment la même quantité de dioxygène ? Non. Ni le nombre de cellules, ni leur état, ni les mesures de consommation ne sont donnés. Une fonction générale ne remplace pas un résultat expérimental.

Le schéma juxtapose une cellule animale et une cellule végétale chlorophyllienne typiques. Les deux contiennent ici noyau, mitochondries, réticulum et ribosomes. La cellule végétale dessinée comporte en plus une paroi, une grande vacuole et des chloroplastes. Le mot « ici » est essentiel : ce choix de deux exemples ne décrit pas chaque cellule de ces organismes.

Suivez la membrane végétale juste à l’intérieur de la paroi. Repérez ensuite les mitochondries dans les deux dessins : elles ne sont pas remplacées par les chloroplastes. Les tailles indicatives et la barre d’échelle permettent de lire les dimensions choisies ; elles ne fixent pas la taille de tous les animaux, végétaux ou bactéries.

Le médaillon bactérien illustre une cellule sans noyau. Ses structures moléculaires sont nombreuses même si elles ne sont pas toutes dessinées. Son petit diamètre dans ce schéma n’est pas une propriété obligatoire de toute bactérie comparée à tout organite.

La taille des organites dessinés à l’intérieur des cellules peut être simplifiée pour les rendre visibles. On ne doit pas en extraire une mesure qui n’est pas établie par l’échelle et les conventions du document.