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Vidéo de la leçon : Les cellules spécialisées Biologie

Dans cette vidéo, nous allons voir quelles sont les différentes cellules spécialisées, décrire leurs adaptations et relier ces adaptations à leurs fonctions.

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Transcription de vidéo

Dans cette vidéo, nous allons voir quelles sont les différentes cellules spécialisées, décrire leurs adaptations et relier ces adaptations à leurs fonctions. Alors, comme une cellule musculaire qui va se contracter, mettons-nous au travail.

Tout d’abord, rappelons que la cellule est l’unité de base du vivant, la plus petite chose qui puisse être considérée comme indépendamment vivante. Un groupe de cellules qui travaillent ensemble pour effectuer une fonction spécifique est appelé un tissu. Un groupe de tissus qui travaillent ensemble pour réaliser une fonction est appelé un organe. Plusieurs organes différents qui travaillent ensemble pour effectuer une fonction spécifique forment un appareil. Et la plupart des organismes multicellulaires contiennent plusieurs appareils différents.

Lorsque vous voyez le schéma d’une cellule, il est souvent général et simplifié. Mais en réalité, les cellules de notre corps sont spécialisées. Lorsque nous disons qu’une cellule est spécialisée, nous voulons dire qu’elle a des adaptations spécifiques qui l’aident à mener à bien sa tâche. Ou pour dire les choses un peu plus simplement, sa forme suit sa fonction.

Le mot «forme» fait référence à la structure d’un objet, à sa morphologie et à ses composants, alors que «fonction» fait référence à ses actions ou à son rôle spécifique. Une analogie peut être faite entre les cellules spécialisées et les matériaux spécifiques utilisés pour construire une maison. Cette image est une maison générique. Comme notre cellule générique, elle est simplifiée et représente de nombreuses maisons différentes. Cependant, elle est composée de pièces spécialisées, de différents matériaux ayant des caractéristiques spécifiques qui leur permettent d’effectuer une fonction particulière.

Les briques de cette maison donnent aux murs leur structure et leur forme. Les fenêtres transparentes permettent aux occupants de voir et de laisser entrer la lumière dans la maison. Le câblage transporte de l’électricité, et ainsi de suite. Chaque composant différent a sa propre fonction spécifique. Dans une maison, il est important que chaque composant corresponde à sa fonction, exactement comme pour les cellules d’un organisme vivant. Si nous construisions les fenêtres en briques au lieu de verre, elles ne fonctionneraient plus comme des fenêtres car leur forme serait extrêmement différente.

De la même manière, les cellules de notre corps ont une forme et une structure spécifiques à leurs fonctions biologiques. Ainsi, lorsque nous disons qu’une cellule est spécialisée, nous voulons dire que sa forme est spécifique à sa fonction, de la même manière que le verre est spécifique au rôle des fenêtres. Et contrairement aux matériaux de construction, lorsque nous parlons de la forme d’une cellule, nous parlons spécifiquement de sa taille, de sa morphologie et de ses structures subcellulaires.

Nous allons donc regarder quelques exemples de cellules humaines et observer comment leur forme soutient leur fonction.

Nous allons commencer par les globules rouges, également appelés érythrocytes. Ces cellules sont assez petites par rapport aux autres cellules de votre corps, bien qu’elles soient très nombreuses. Elles ont une forme aplatie, concave et semblable à un disque à cause du fait que les globules rouges matures ne possèdent pas de noyau. Ces cellules ne possèdent pas de mitochondrie ni la plupart des autres organites. Ce ne sont, en fait, que des sacs remplis de cytoplasme riche en hémoglobine.

L’hémoglobine est une grande protéine contenant du fer, capable de transporter l’oxygène. Et le transport d’oxygène est la fonction principale des globules rouges. Ces cellules sont responsables du transport d’oxygène des poumons vers les tissus du reste du corps, où il est utilisé lors de la respiration cellulaire pour fournir de l’énergie cellulaire. La taille, la morphologie et les structures subcellulaires des globules rouges leur confèrent des propriétés spéciales, les rendant ainsi parfaitement adaptés à leur fonction de transport d’oxygène dans les vaisseaux sanguins de votre corps.

Continuons avec quelques autres exemples.

Ensuite, nous avons les cellules graisseuses, également appelées adipocytes. Ces cellules sont relativement grandes par rapport aux autres cellules de votre corps. Et elles ont typiquement une forme ronde et globulaire. Au microscope, les cellules graisseuses ressemblent beaucoup à des bulles de savon. C’est parce qu’elles sont principalement remplies par une énorme vacuole qui stocke la graisse. Selon la quantité de graisse devant être stockée, la taille de ces cellules, déjà grandes, peut quadrupler. Comparées à d’autres cellules, les cellules graisseuses possèdent très peu de cytoplasme. Leur fonction principale est de stocker l’excès d’énergie sous forme de graisse.

Ensuite, nous avons un type de cellules épithéliales appelées les cellules épithéliales pavimenteuses. Comparées aux autres cellules de votre corps, elles sont de taille petite à moyenne. Mais les cellules épithéliales pavimenteuses sont spécifiquement caractérisées par leur forme plate et irrégulière. En raison de leur forme aplatie, ces cellules possèdent également un noyau aplati. Et vous pouvez les trouver empilées en couches, tapissant et protégeant de nombreuses surfaces à l’intérieur et à l’extérieur de votre corps, notamment la couche externe de votre peau et l’intérieur de votre bouche.

Ce même type de cellules peut être trouvé en une seule couche dans d’autres parties de votre corps, où au lieu de fournir une protection, elles permettent aux éléments de passer facilement. Plus précisément, dans vos poumons et dans vos capillaires, donc les plus petits vaisseaux sanguins, leur forme plate facilite l’entrée et la sortie d’oxygène et de dioxyde de carbone dans la circulation sanguine.

Ensuite, regardons un autre type de cellules épithéliales.

Les cellules épithéliales servent à tapisser certaines parties de notre corps. Et les cellules ciliées sont un type spécialisé de cellules épithéliales. Ces cellules sont de taille moyenne et ont une forme en colonnes ou rectangulaire. Leurs structures subcellulaires caractéristiques sont leurs cils, des extensions de leur membrane cellulaire en forme de poils. Ces cils se trouvent sur l’une des surfaces de la cellule et ils peuvent se déplacer par un mouvement ondulatoire. Les cellules ciliées bordent les voies respiratoires de vos poumons et de votre nez, où elles sont responsables du déplacement du mucus. Elles se trouvent également dans les tubes utérins, où elles sont responsables du déplacement de l’ovocyte depuis l’ovaire vers l’utérus.

Ensuite, nous allons examiner les cellules musculaires, en particulier les cellules des muscles squelettiques, appelées rhabdomyocytes. Ces cellules peuvent mesurer jusqu’à plusieurs centimètres de long. Ce sont des fibres fines de forme cylindrique. Il existe trois types de cellules musculaires: les cellules des muscles squelettiques, des muscles lisses et du muscle cardiaque. Mais elles ont toutes en commun leur fonction principale : le mouvement. Afin de pouvoir se contracter et provoquer un mouvement, ces cellules sont remplies de protéines spéciales. Elles ont également un nombre plus important de mitochondries que la moyenne, qui leur fournissent l’énergie cellulaire dont elles ont besoin pour produire du mouvement. En outre, en raison de leur longueur, les cellules des muscles squelettiques sont multinucléées, ce qui signifie que chaque cellule contient plusieurs noyaux.

Les cellules nerveuses sont des cellules spécialisées dans le but de transmettre des signaux d’un endroit à un autre. Ces cellules sont responsables du traitement de nos pensées, du contrôle de nos mouvements et elles nous aident à percevoir le monde qui nous entoure. Elles peuvent être très longues, jusqu’à un mètre de long.

Les cellules nerveuses, également appelées neurones, ont de nombreuses structures subcellulaires différentes, notamment les dendrites qui reçoivent des signaux depuis les autres cellules, l’axone qui transmet le signal, les terminaisons axonales qui délivrent le signal et la gaine de myéline qui agit comme un isolant électrique permettant d’accélérer la transmission le long de l’axone.

N’oubliez pas que ces cellules peuvent être assez longues. Cette figure montre un motoneurone typique c’est-à-dire un neurone qui contrôle le mouvement. Mais la forme des cellules nerveuses a tendance à beaucoup varier. En fonction de leurs fonctions spécifiques, elles peuvent posséder ou ne pas posséder des dendrites. Elles peuvent posséder ou ne pas posséder des axones. Et elles peuvent être ou ne pas être myélinisées.

Les deux dernières cellules spécialisées que nous allons examiner de plus près sont nos cellules reproductrices, les gamètes. Le gamète mâle humain est appelé un spermatozoïde, et le gamète femelle est appelée un ovule. Fait intéressant, le spermatozoïde est la plus petite cellule du corps humain et l’ovule est la plus grande. Ce spermatozoïde plus petit est dessiné pour donner une idée de la taille relative de ces cellules. Et ici, nous avons un schéma plus grand et plus détaillé permettant de voir certaines des structures subcellulaires.

Le spermatozoïde est constitué d’une tête profilée et d’une longue queue mobile. Dans la tête du sperme se trouve l’acrosome, un sac aplati qui contient des enzymes permettant au spermatozoïde de pénétrer dans l’ovule. Il y a également le noyau, qui est haploïde, c’est-à-dire qu’il contient la moitié du nombre normal de chromosomes. À la base de la queue, il y a plusieurs mitochondries disposées en forme de spirale. Celles-ci sont le lieu de la respiration cellulaire qui fournit de l’ATP, l’énergie cellulaire permettant à la queue de bouger. Et enfin, il y a la queue, également appelée flagelle. Le mouvement de la queue propulse les spermatozoïdes vers l’ovule dans un mouvement qui n’est pas sans rappeler la nage.

La principale fonction du spermatozoïde est de transmettre le matériel génétique du père à l’ovule. Lorsqu’un ovule et un spermatozoïde fusionnent, cela s’appelle la fécondation.

En revanche, l’ovule est grand et rond. Il a également une couche de protection permettant de s’assurer que seul un spermatozoïde puisse féconder l’ovule. Tout comme le spermatozoïde, l’ovule est une cellule haploïde, ce qui signifie qu’il contient la moitié du nombre normal de chromosomes. Ainsi, lorsque le spermatozoïde et l’ovule fusionnent, la cellule possède le nombre normal de chromosomes nécessaires pour la reproduction.

Le cytoplasme de l’ovule contient également une forte concentration en nutriments, ce qui favorise le développement de l’embryon précoce après la fécondation. Nous avons également déjà mentionné la couche externe, qui durcit après la fécondation de l’ovule. Cela permet de garantir qu’un seul spermatozoïde pénètre dans l’ovule. Le rôle de l’ovule est de faciliter la fécondation en permettant à un spermatozoïde d’entrer et en fournissant la moitié du matériel génétique nécessaire à la création d’une progéniture. Et puisque le spermatozoïde est en gros responsable uniquement de la livraison d’ADN, l’ovule doit posséder toutes les structures subcellulaires nécessaires pour qu’un ovule fécondé commence à se développer en ce qui deviendra une progéniture.

La structure d’une cellule est toujours liée à sa fonction. Et dans cette vidéo, nous avons vu huit exemples différents. Alors, prenons un moment pour revoir ce que nous avons appris. Dans cette vidéo, nous avons appris que la forme ou la structure d’une cellule est directement liée à ses fonctions ou à son rôle. Nous avons étudié les cellules spécialisées dans le transport et le stockage de molécules, deux types différents de cellules épithéliales, les cellules spécialisées dans le mouvement et la communication, et nos cellules reproductrices haploïdes.

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