Les organismes vivants sont composés de cellules variées. Chaque cellule peut se spécialiser pour remplir une fonction particulière dans l'organisme. On distingue principalement deux types de cellules : les cellules procaryotes (qui n'ont pas de noyau) et les cellules eucaryotes qui possèdent un noyau contenant l'ADN.
L'organisation fonctionnelle du vivant
Diversité des cellules et spécialisation cellulaire
La spécialisation cellulaire est un processus par lequel les cellules évoluent pour remplir une fonction spécifique. Par exemple, les cellules musculaires se spécialisent pour permettre le mouvement en se contractant, tandis que les cellules nerveuses transmettent les signaux électriques dans le système nerveux. Ce phénomène permet aux organismes multicellulaires d'être plus efficaces et de dédier différentes cellules à des tâches spécifiques.
L'ADN : support de l'information génétique
L'ADN, ou Acide Désoxyribonucléique, est une molécule complexe qui contient les instructions nécessaires au développement, au fonctionnement, à la croissance et à la reproduction de tous les organismes vivants et de nombreux virus. Chez les organismes eucaryotes, l'ADN est contenu dans le noyau de la cellule, tandis que chez les procaryotes, il est libre dans le cytoplasme.
L'ADN est constitué de deux brins enroulés sous forme de double hélice. Chaque brin est composé de nucléotides, qui sont les unités de base de l'ADN. Un nucléotide est formé d'une base azotée, d'un sucre (désoxyribose) et d'un groupement phosphate. Les quatre bases azotées de l'ADN sont l'adénine, la thymine, la cytosine et la guanine.
Le métabolisme des cellules
Production de matière organique
Les cellules procaryotes et eucaryotes participent à la production de matière organique par le biais de la photosynthèse et de la respiration. La photosynthèse, effectuée par les plantes et certains protistes, convertit l'énergie lumineuse en énergie chimique stockée sous forme de glucose. La respiration cellulaire, commune à la plupart des organismes vivants, extrait l'énergie du glucose pour produire de l'ATP (adénosine triphosphate), utilisé par la cellule pour toutes ses activités énergivores.
Production d'énergie
Le métabolisme énergétique des cellules repose sur des voies complexes et cohérentes, comprenant des processus comme la glycolyse, le cycle de Krebs, et la chaîne de transport des électrons. La glycolyse décompose le glucose en acide pyruvique, produisant une petite quantité d'ATP. Le cycle de Krebs, situé dans les mitochondries des cellules eucaryotes, traite l'acide pyruvique pour libérer de l'énergie sous forme de molécules porteuses d'électrons. Enfin, la chaîne de transport des électrons génère la majorité de l'ATP par phosphorylation oxydative.
A retenir :
Le chapitre sur l'organisation fonctionnelle du vivant nous montre que la cellule est l'unité de base de la vie, avec des spécialisations diverses pour accomplir des fonctions spécifiques dans un organisme. L'ADN est au cœur de la transmission de l'information biologique, orchestrant le développement et les fonctions cellulaires via son code génétique. Le métabolisme cellulaire illustre la sophistication des réactions chimiques qui supportent la vie, par la production de matière organique et d'énergie nécessaire à la cellule et, par extension, à l'organisme. Ces processus soulignent l'interdépendance entre structure, fonction et organismes vivants dans la biosphère.
