Au cours des deux dernières années, j'ai effectué des recherches dans le domaine de la biologie des cellules végétales, en particulier, j'ai traité de la question de la signalisation et de la régulation des processus cellulaires. Dans mon temps libre, je m'essaie à la bioinformatique, aux problèmes classiques de ML et à la biomécanique sportive. Ce printemps, par chance, j'ai navigué dans le monde réel et parlé avec de vraies personnes, ce qui m'a permis de comprendre à quel point une personne ordinaire ne sait pas comment son corps et le monde qui l'entoure sont organisés. Cela m'a incité à écrire une série d'articles sur la façon dont notre corps est structuré, comment les cellules fonctionnent et comment les informations sont stockées dans l'ADN (les descriptions détaillées sont, hélas, extrêmement rares, et il n'y a pas suffisamment de connaissances sur 4 nucléotides pour comprendre le travail de l'ADN). Mais je vais peut-être commencer par la plus simple, avec la composition des cellules (pour commencer sous une forme très simplifiée).
Ce n'est un secret pour personne que presque tout ce qui vit dans ce monde est constitué de cellules, que vous ou moi, un chat bien-aimé, des algues ou des bactéries qui aident à digérer tout ce qu'une personne moderne charge son estomac. Cependant, la plupart des gens ne savent presque rien sur la façon dont les cellules sont disposées et comment elles fonctionnent. Beaucoup d'entre vous peuvent objecter que leur travail n'est pas lié à la biologie et qu'ils n'ont pas besoin de ces connaissances, et c'est votre droit. Cependant, dans les problèmes les plus urgents, les connaissances biologiques peuvent nous aider (par exemple, pour comprendre l'absurdité de la publicité pour la plupart des crèmes anti-âge, l'importance des antibiotiques et leur bonne administration, l'absurdité des arguments sur les OGM, etc.).
Pour commencer, dans quelle mesure la taille des cellules varie-t-elle? L'une des plus petites cellules est Mycoplasma genitalium. En fait, c'est un petit parasite vivant sur la muqueuse des primates (génital + voies respiratoires). Et il est vraiment petit, environ 300 nanomètres de diamètre (celui qui a oublié, un nanomètre fait 0,00000000001 mètre). La plus grande cage est un œuf d'autruche. Oui! Ceci est juste une cellule, juste exceptionnellement grande. La cellule moyenne de notre corps est d'environ 5 à 20 microns de diamètre. Pour le rendre plus clair, comparez avec une simple feuille A4.
En fait, il y a beaucoup de cellules dans notre corps, et selon diverses estimations, il y en a beaucoup de 1 à 100 billions. La dernière fois que je suis tombé sur un chiffre de 37 trillions, arrêtons-nous dessus. Une cellule est constituée d'une membrane, de divers «organes» appelés organoïdes. Le reste de l'espace est rempli de cytoplasme.
Noyau cellulaire
Nous sommes habitués au fait que dans une cellule il y a un noyau, maximum 2. En fait, il y a des valeurs aberrantes notables de ces données. Ainsi, dans les ciliés, les chaussures ont 2 noyaux et dans les nécrophages, elles peuvent atteindre une centaine. Le noyau appartient aux organoïdes à deux membranes, c'est-à-dire qu'il est entouré de deux membranes qui contrôlent le transport des substances à l'intérieur et à l'extérieur. Près de 99,9% de tout l'ADN de la cellule y est stocké, et il contient exactement toutes les informations héréditaires dont la cellule a besoin. Le stockage de l'ADN n'est pas la seule tâche du noyau; il synthétise également les ribosomes, dont je parlerai un peu plus tard.
Mitochondries
Dans les cellules eucaryotes, elles sont responsables de la production d'énergie (en plus de deux modes de production d'énergie, dont nous ne parlerons pas encore). Habituellement, il y a plusieurs mitochondries dans une cellule et leur combinaison est appelée mitochondrie. Comme le noyau, les mitochondries sont également des organoïdes à deux membres. Cependant, la structure de la membrane est différente de la structure nucléaire, mais nous ne la compliquerons pas. Les mitochondries sont souvent appelées organoïdes semi-autonomes. Pourquoi? Parce que les mitochondries contiennent leur propre ADN, qui code pour une partie de leurs propres enzymes et participe à la régulation de l'organoïde. Ils ont également leur propre système de synthèse protéique. En taille, les mitochondries ressemblent à des bactéries. Et il convient de noter qu'il existe une théorie de leur origine bactérienne. On suppose que les anciens ancêtres des cellules eucaryotes modernes sont entrés en symbiose avec des bactéries anciennes qui se sont «déplacées» pour vivre à l'intérieur des cellules. Les cellules leur ont fourni un environnement constant et l'afflux de tous les éléments nécessaires, c'est pourquoi les cellules bactériennes, au cours de l'évolution, ont perdu leurs gènes inutiles pour survivre dans des conditions environnementales difficiles. À leur tour, ils sont devenus une sorte d'usines pour la transformation de composés comme le glucose en ATP (une forme d'énergie principalement utilisée par la cellule).
Lysosomes
Contrairement aux organites décrits précédemment, les lysosomes n'ont qu'une seule membrane et, comme vous pouvez le voir, ils sont beaucoup plus petits que le noyau ou les mitochondries. Sous la membrane lipidique du lysosome, des balles d'enzymes hydrolytiques sont contenues. Malgré sa taille, elle est impliquée dans plusieurs processus. Elle digère donc de gros polymères de protéines et de glucides piégés dans la cellule; peut également digérer de vieilles organites cellulaires (cassées); participe aux réponses immunitaires (avec leur aide, les macrophages digèrent les bactéries nocives); régule les processus de croissance et participe enfin à un certain nombre de voies de signalisation. Mais pour l'instant, nous nous souviendrons qu'ils participent à la digestion de diverses substances qui pénètrent dans la cellule pour leur utilisation ultérieure dans la biosynthèse des structures cellulaires, ou la génération d'énergie par les mitochondries.
Ribosomes
J'ai l'intention de terminer mon histoire sur eux aujourd'hui. Ces organites sont sans membrane. Et par eux-mêmes, ils sont les plus petits (à l'exception des éléments individuels du squelette cellulaire et des enzymes uniques). Créés dans le noyau et alimentés par l'ATP produit par les mitochondries, ils synthétisent intensivement les protéines cellulaires (des petites protéines de signalisation aux enzymes et aux grandes structures cellulaires telles que les canaux ioniques, etc.). Dans la cellule, il y en a beaucoup, selon différentes estimations de 1 à 5 millions. Il convient également de noter qu'il existe deux types de ribosomes, le premier, plus grand, est situé dans le cytoplasme des cellules, le second est caractéristique du contenu interne des mitochondries.
Je n'ai toujours pas parlé de composants aussi importants que le complexe de Golgi et le réticulum endoplasmique. Mais plus à ce sujet plus tard.
Résumons et formons une chaîne logique de ce qui se passe.
Le noyau contient des informations qui régulent le travail de la cellule entière. Les substances provenant de l'extérieur, si nécessaire, sont digérées dans les lysosomes et les produits de désintégration sont utilisés pour synthétiser les composants cellulaires et produire de l'énergie, dont les mitochondries sont responsables. L'énergie dépensée est utilisée pour synthétiser des protéines par des ribosomes situés à la fois à l'intérieur des mitochondries et dans le cytoplasme cellulaire.
