Grand oral du bac : Corps humain LES CELLULES

Le noyau possède un ou plusieurs organites ovoïdes, les nucléoles, dont le rôle est de fabriquer les ribosomes que l’on retrouve dans le cytoplasme. En phase d’activité, le noyau fabrique en moyenne trois ribosomes par minute.

Le noyau, centre de contrôle

Les deux fonctions du noyau sont de préserver et de transmettre le patrimoine génétique à toute la descendance cellulaire grâce à l’ADN d’une part, et de contrôler la synthèse des protéines d’autre part. Les gènes, qui représentent 1 % de l’ADN, sont un code définissant l’ordre des acides aminés des protéines fabriquées par la cellule. On a longtemps cru que les 99% restants étaient inutiles alors qu’ils servent en grande partie à contrôler l’activité de ce 1 %.

Le noyau cellulaire est sensible à des messages qui viennent de l’extérieur grâce à des hormones ou à des médiateurs chimiques émis par le système nerveux ou d’autres cellules, mais aussi à l’état de son propre cytoplasme. Il sait ainsi s’il doit activer ou freiner la synthèse de telle ou telle protéine. L’activation se traduit par la fabrication accélérée de ribosomes et surtout par la traduction de l’ADN en ARN messager qui traverse la membrane nucléaire et gagne les ribosomes répartis le long du réticulum endoplasmique rugueux. A l’inverse, si le noyau cesse de produire de l’ARN messager, la synthèse diminue lentement et finit par cesser.

La spécialisation cellulaire

Dans un micro-organisme, chaque cellule fabrique tous les éléments dont elle a besoin ou qu’elle sécrète. Il n’en est pas de même chez les être complexes, qu’il s’agisse de végétaux ou d’animaux où les cellules sont regroupées en tissus spécialisés, chacun assurant une partie des fonctions indispensables à l’ensemble de l’organisme auquel il appartient.

En théorie, toutes les cellules du corps humain pourraient fabriquer les cent mille protéines de structure, enzymes et hormones codées par le patrimoine génétique. Mais dès les premières semaines de la vie fœtale, la spécialisation ou différenciation des cellules au sein des tissus aboutit avant tout à une perte de ce pouvoir: la cellule différenciée se spécialise dans quelques productions dont une partie à usage interne. Ainsi une stimulation identique du noyau peut déboucher

sur des productions différentes selon le tissu. Seule la cancérisation d’une cellule lui permet de retrouver ce potentiel illimité.

Par exemple, une cellule de l’épiderme ne peut fabriquer que de la kératine, une protéine inerte, ou de la mélanine responsable du bronzage. Elle est incapable de produire une hormone ou une autre substance. Même la sueur ou le sébum sont produits par d’autres cellules appartenant à des glandes du derme.

Vie et mort des cellules

Le destin des cellules est très variable dans le corps. Certaines cellules ne vivent que quelques jours. C’est la cas des globules blancs, surtout s’ils ont combattu les germes d’une infection. D’autres vivent quelques semaines avant de succomber ou d’être éliminées, comme les globules rouges (cent vingt jours), les cellules épithéliales (juxtaposées sur une ou plusieurs couches) de la peau et des muqueuses digestive, urinaire ou génitale. Certaines vivent très longtemps, comme les cellules musculaires cardiaques ou osseuses. D’autres enfin vivent plusieurs dizaines d’années et peuvent durer toute la vie comme les neurones.

Les cellules éliminées sont remplacées au fur et à mesure par d’autres, produites par la division de cellules-souches dans chaque tissu. On a estimé à cinquante divisions successives le potentiel des cellulessouches, ce qui leur donne une descendance presque illimitée.

Les causes externes de mort d’une cellule sont de nature chimique, physique (chaleur, froid, rayons) ou microbienne, de nature virale surtout. Mais en dehors de ces cas, une horloge inscrite dans les chromosomes indique à la cellule le moment où elle doit se saborder. Cette mort génétiquement programmée, ou apoptose, fait l’objet de recherches intensives car l’une des particularités des cellules cancéreuses est d’avoir perdu cette programmation du suicide cellulaire.

Les cellules cancéreuses sont les seules cellules immortelles: certaines souches vivent au laboratoire depuis 1953 alors que le corps dont elles proviennent est mort du cancer depuis la même date. La clé du mystère semble liée à une enzyme, la télomérase, dont la présence est démontrée dans presque toutes les tumeurs et dont le rôle est de raccourcir la partie initiale de l’ADN, le télomère, qui s’allonge à chaque division cellulaire jusqu’à ce qu’il soit impossible au chromosome de se répliquer.