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Biologie cellulaire : Définition et importance

 
Par Antoine Decrouy. 17 décembre 2021
Biologie cellulaire : Définition et importance

Les cellules sont les unités de base qui permettent à tous les êtres vivants de mener à bien les fonctions vitales. Ces unités ont été découvertes grâce au microscope et grâce aux premiers cytologues comme Antonie van Leeuwenhoeck, ce qui donna naissance à la biologie cellulaire. Cette approche était le début d'une science qui allait complètement changer le cours de l'humanité. Dans cet article Biologie cellulaire : Définition et importance de ProjetEcolo, nous allons voir ensemble ce qu'est la biologie cellulaire, son importance et quelles sont ses applications pour les humains.

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Qu'est-ce que la biologie cellulaire - Définition

La biologie cellulaire est une science qui étudie les cellules, de leur structure à leur fonctionnement biochimique. C'est une branche de la biologie et, comme les cellules sont les unités de base de la vie, leur étude est essentielle pour comprendre le fonctionnement de tous les êtres vivants.

Au sein des cellules se produit toute une série de processus vitaux comme le métabolisme, le repliement des protéines, la communication extracellulaire, la sécrétion de substances, l'excrétion de composants devenus inutiles, l'assimilation de substances en croissance et la division cellulaire. Tous ces processus sont étudiés par la biologie cellulaire et sont directement liés aux composants cellulaires, qui réalisent ces processus.

Les composants cellulaires varient selon le type de cellule car il existe différents types de cellules :

  • Eucaryote
  • Procaryote
  • Animale
  • Végétale
  • Fongique
  • Protiste

En prenant en compte le fait que chacune de ces cellules a des caractéristiques particulières, la recherche cellulaire peut se spécialiser dans chacune d'elles. Certaines des structures qui peuvent être étudiées sont la membrane cellulaire, le noyau, l'appareil de Golgi, le peroxysome, la réticule endoplasmique, les ribosomes, la mitochondrie, les chloroplastes, les vacuoles, les lysosomes, la paroi cellulaire et les microtubules.

Découvrez tout sur les différents types de cellules !

Applications de la biologie cellulaire

Comme son étude permet de résoudre différents problèmes, la biologie cellulaire a de multiples applications, de la médecine à l'évolution et à la biotechnologie. Dans la suite, nous allons voir ensemble quelles sont ses deux applications principales.

Médecine

Grâce à la connaissance des cellules, on a réussi à découvrir les tissus pathologies, comme le cancer. Ce dernier est créé par la multiplication cellulaire désordonnée, à partir duquel il a été possible de créer des traitements qui attaquent ces cellules malades. La cytologie est la branche de la biologie cellulaire qui utilise la coloration et le marquage des cellules pour découvrir leur comportement.

Lors du développement embryonnaire, les cellules jouent un rôle très important. La multiplication des cellules varie selon la phase du zygote, une information utile aussi bien pour les médecins de la reproduction que pour les vétérinaires. Lié à ça, se trouve l'étude des cellules reproductives qui cherchent à trouver des problèmes qui peuvent causer l'infertilité. Pour exemple, il existe des examens qui permettent de compter les spermatozoïdes tout en analysant si leur mouvement et leur nombre sont adéquats pour que l'individu soit considéré comme fertile.

Il existe de nombreuses maladies sanguines, qui est également composé de cellules. Il y a des plaquettes, des globules rouges et des globules blancs, et lorsqu'il y a des anomalies, des pathologies apparaissent, comme une production insuffisante dans l'aplasie médullaire ou des problèmes particuliers comme les érythroblastopénies. La connaissance des cellules sanguines peut aider à détecter des pathologies et à développer des thérapies.

Biotechnologie

Le système immunitaire fonctionne grâce aux cellules spécifiques, comme les lymphocytes (pour l'immunité humorale) et les cellules T (pour l'immunité cellulaire), qui répondent aux stimulus externes qui peuvent mettre en danger l'organisme. Les réponses cellulaires déterminent la réponse immunitaire et par le biais de la technologie on a réussi à développer des vaccins qui utilisent le principe de développement des anticorps pour prévenir les maladies.

Il faut aussi connaître le fonctionnement cellulaire d'autres groupes biologiques. C'est l'objet d'étude de la microbiologie, qui étudie les cellules fongiques et procaryotes. Par exemple, ces cellules peuvent être utilisées en biotechnologie, dans la production de denrées alimentaires avec des bactéries lactiques pour produire du fromage et des yaourts, ou pour créer des méthodes de défense, comme des médicaments antibiotiques.

Biologie cellulaire : Définition et importance - Applications de la biologie cellulaire

Différence entre biologie cellulaire et moléculaire

Les cellules génèrent des molécules nécessaires pour de nombreuses fonctions, ce qui nous amène à la différence entre la biologie cellulaire et la biologie moléculaire. Bien qu'elles soient liées, elles étudient des aspects différents de la cellule.

  • Biologie moléculaire : elle étudie la composition, le rôle et la structure des molécules cellulaires.
  • Biologie cellulaire : elle étudie les mécanismes de la cellule qui se produisent dans ses organelles.

Les molécules cellulaires qui peuvent être étudiées se divisent en composés inorganiques, petites molécules organiques et macromolécules. A continuation, nous allons vous donner plus de détails :

  • Composants inorganiques : ils comprennent l'eau et les sels minéraux
  • Petites molécules organiques : ce sont les sucres, les acides gras aminoacides et nucléotides qui, mis ensemble, forment des molécules plus complexes.
  • Macromolécules : elles sont constituées de ces petites molécules, qui forment les polymères de haut poids moléculaire, tels que les polysaccharides, les lipides et les phospholipides. Les macromolécules les plus importantes sont les protéines et les acides nucléiques sous forme d'ADN et d'ARN. Elles constituent également la base de l'étude de la biologie moléculaire, car ils fournissent les caractéristiques physiques et métaboliques de tous les êtres vivants.

Importance de la biologie cellulaire pour les humains

En savoir plus sur les cellules est absolument indispensable afin de savoir comment fonctionnent les organismes, ce qui peut être fait grâce à la biologie cellulaire. La cellule étant l'unité de base de TOUT, il est nécessaire de savoir comment elle fonctionne afin de comprendre le fonctionnement de la vie.

Les principaux apports à l'humanité générés à partir de la connaissance de la cellule ont été donnés par la biologie moléculaire. Sa compréhension nous ont permis de :

  • Créer des traitements
  • Prévenir des maladies et des pathologies
  • Produire des nouveaux types de protéines
  • Modifier des caractéristiques phénotypiques végétales et animales
  • Augmenter la production alimentaire

Cette branche de la biologie a été utile pour connaître l'origine de nombreux êtres vivants, comme les résultats de l'analyse d'Arabidopsis thaliana, qui a permis de séquencer complètement le génome, ce qui nous a permis de comprendre l'évolution des plantes à fleurs, ce qui nous a permis d'améliorer le rendement agricole.

Une autre application importante de la biologie moléculaire qu'il convient de mentionner à nouveau est celle de la médecine, qui utilise les souris comme cobayes. Nous partageons des gènes avec ces animaux, comme le gène Kit qui régule les cellules pigmentaires. À partir de là, il a été possible de modifier des gènes chez la souris afin d'expérimenter la manière dont ils réagissent aux changements et d'apprendre ainsi à connaître les processus chez l'homme.

Les tissus du corps humains sont composés de cellules. Avec cette connaissance, des thérapies de régénération de tissus ont été créées. Pour exemple, il existe des pratiques de régénération osseuse dans lesquelles sont insérés des implants qui promeuvent la rénovation cellulaire, ce qui est plus qu'utile en cas de fracture. Le remodelage est effectué par des cellules osseuses appelées ostéoclastes et ostéoblastes.

La biologie cellulaire et moléculaire n'ont pas qu'un impact direct pour les êtres humains. En effet, la modification génétique des plantes a été cruciale pour notre système alimentaire. Les conditions climatiques ont été en constant changement et les plantes souffrent de l'accélération de ce processus. C'est pourquoi leurs gènes ont été modifiés pour que les cultures puissent survivre à certaines températures et même à des infestations parasitaires. Toutes ces techniques permettent de lutter contre la faim dans le monde dans les pays en développement.

Découvrez les différentes branches de l'écologie et ce qu'elles étudient.

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Bibliographie
  • Orengo, D. (2011). Fundamentos de biología molecular. Barcelona: Editorial UOC
  • Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, M., Walter, P. (2004). Introducción a la biología celular. Madrid: Editorial Médica Panamericana
  • Fernández, I., Alobera, M., Blanco, L. Physiological bases of bone regeneration I. Histology and physiology of bone tissue. Med Oral Patol Oral Cir Bucal 2006;11:E47-51.

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