Chapitre I. Histoire des Sciences : La découverte des cellules

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1 Chapitre I. Histoire des Sciences : La découverte des cellules Le monde des cellules est invisible à l'œil nu, aussi, resta t-il totalement ignoré et inexploré jusqu'au milieux du XVIIème siècle, époque de grande activité intellectuelle où l'homme commença à polir des lentilles de verre pour accroître son pouvoir d'observation. On attribue l'invention des premiers microscopes à un opticien hollandais du nom de Janssen vers Université Antilles-Guyane Licence BEST & BB Cours de Biologie Cellulaire - Pr. J. Guerlotté

2 Les premiers microscopes Ce sont des "microscopes composés" Zacharias Janssen profite de ses compétences pour inventer un système optique qui va bouleverser la biologie : le microscope. Il est alors équipé de deux lentilles convexes dans un ensemble de tubes coulissants, l'objet étudié est éclairé par une lampe à huile avec un grossissement faible d'environ 10 fois.

3 Les premières observations Micrographia Robert Hooke (1665) L'anglais Robert Hooke est un brillant mathématicien, naturaliste, inventeur qui donne de précieux conseils aux opticiens pour améliorer les microscopes (x 30). Il publiera en 1665 un recueil d'illustrations de microscopie "Micrographia" dans lequel apparaît pour la première fois le nom de cellule, pour décrire la structure alvéolaire d'une fine tranche d'écorce de liège. Le nom est resté pour définir ces petits globules de matière vivante qui se trouvent à l'intérieur de ces alvéoles

4 Définition du Petit Larousse CELLULE n.f. (lat. cellula). 1. Pièce, chambre, généralement individuelle, où l on vit isolé. 2. BIOL. Elément constitutif fondamental de tout être vivant. Université Antilles-Guyane Licence BEST & BB Cours de Biologie Cellulaire - Pr. J. Guerlotté

5 Antoni van Leeuwenhoek ( ) Antoine (antoni) van Leeuwenhoek n'était pas un savant, il était drapier. C'est un peu par hasard qu'il fit ses premières observations, en voulant vérifier la pureté des étoffes avec une loupe de sa fabrication qui pouvait grossir 200 fois! De 1674 à sa mort, il fera de nombreuses découvertes qu'il transmettra à la Royal Society de Londres. il décrit la structure des moisissure, de l aiguillon de l abeille..

6 Le monde des animalcules Leeuwenhoek analyse l'eau des lacs et des marais, le sang, et découvre de très nombreux types cellulaires inconnus jusqu'à lors. Les protozoaires Les cellules sanguines

7 Les spermatozoïdes C est en 1677 qu il mentionne pour la première fois la présence d'animalcules très nombreux dans le sperme. Leeuwenhoek a tout fait conscience que ces animalcules sont probablement à l origine de la reproduction des mammifères et il a été accusé, à tord, d'avoir dit que le spermatozoïde contient l'être vivant entièrement formé en miniature, l'homuncule (homunculus) et que l'ovocyte de la femme n'aurait pas d'importance que d'apporter de la nourriture.

8 Théorie cellulaire (1839) Théodor SCHWANN ( ) Matthias SCHLEIDEN ( ) Il faudra attendre 2 siècles supplémentaires, jusqu'en 1840, pour que les physiciens arrivent à corriger les aberrations optiques des premières lentilles, le gain de résolution fût considérable et la "Théorie cellulaire" a pu voir le jour. Théorie cellulaire : Toutes les plantes et tous les animaux sont constitués d un ensemble d unités vivantes (cellules) dont chacune porte en elle les caractéristiques de la vie

9 "Omnis cellula e cellula" En 1855, l'allemand Rudolf Virchow rajoute que toute cellule provient de la division d'une cellule, préexistante. Aujourd'hui, on considère que la cellule vivante est un petit compartiment limité par une membrane plasmique et rempli d'une solution aqueuse très concentrée de molécules variées douées d'autoreproduction, auto-organisation, autorégulation. Rudolf Virchow ( ) Certains organismes vivants ne sont constitués que d'une seule cellule, dès qu'il y a une cellule, il y a la vie. Université Antilles-Guyane Licence Biologie, Géologie, Santé Cours de Biologie Cellulaire - Pr. J. Guerlotté

10 Les progrès de la microscopie ( de x500 à x1000) L'oculaire possède un grossissement x10. Le miroir, le condenseur, l'approche micrométrique, la qualité des objectifs Pour observer votre lame, si vous choisissez un objectif x40. Le grossissement final est donc de : 10 x 40 = 400.

11 Microscopie photonique, grossissement jusqu'à x 1000 Les progrès de la microscopie optique (photonique) et des colorations histologiques et cytologiques ont permis de visualiser les cellules dans les tissus et les structures internes des cellules, le noyau, nucléole, chloroplastes Frottis sanguin (x 500) Chloroplastes dans une cellule végétale (x 400)

12 Microscope électronique à transmission (MET) A partir des années 1950, la microscopie électronique en transmission (MET ou TEM pour "Transmission Electron Microscopy") utilise un faisceau d'électrons qui traversent un échantillon très mince en donnant une image, dont la résolution peut atteindre 0,8 Ångström et des grossissements de plusieurs milliers de fois permettant de visualiser en détail l'ultrastructure et les compartiments des cellules (membranes, ribosomes, pore nucléaire ) coupe transversale de racine de haricot (MET x )

13 Microscope électronique à transmission Mitochondrie (MET x )

14 Microscope électronique à transmission nucléoplasme chromatine Mb nucléaire interne Mb nucléaire externe avec un ribosome cytoplasme Pore nucléaire (MET x )

15 Microscope électronique à balayage (MEB) La microscopie électronique à balayage (MEB ou SEM pour "Scanning Electron Microscopy") est basée sur le balayage de l'échantillon par des électrons, en produisant des images de haute résolution de sa surface et une véritable impression de relief 3D.

16 Microscope électronique à balayage (MEB) Cherchez l'erreur?

17 Echelle de taille des cellules : Bactérie Levure Globule rouge Cellule animale Cellule végétale Protozoaire Amibe Œuf d'autruche

18 L'ADN est libre dans le cytoplasme, il forme un nucléoïde Un ribosome synthétise une protéine Il n'y a aucun organite à l'intérieur d'une bactérie: - pas de noyau (juste de l'adn libre) - pas de mitochondrie - pas de réticulum - pas d'appareil de Golgi - juste de l'adn, des ribosomes, du cytoplasme

19 Université Antilles-Guyane Licence Biologie, Géologie, Santé Cours de Biologie Cellulaire - Pr. J. Guerlotté