| Canguilhem, G. (1992). La connaissance de la vie 2nd ed. Paris: Vrin. |
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| Last edited by: Dominique Meeùs 2009-12-11 10:43:10 |
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| Depuis 1933, Olga Lepechinskaia consacre ses recherches au phénomène de la naissance de cellules à partir de matières vivantes acellulaires. |
| Changeux, J.-P. (2002). L’homme de vérité M. Kirsch, Trans. Paris: Éditions Odile Jacob. |
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| Last edited by: Dominique Meeùs 2016-05-30 21:00:01 |
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| Dans le cerveau humain, on compte environ cent milliards de neurones et de l’ordre de un million de milliards de connexions entre neurones. |
| Des composants chimiques élémentaires aux assemblées supra-macromoléculaires, la cellule nerveuse se construit. De proche en proche et d’un niveau à l’autre, sa matière s’organise, du niveau moléculaire aux niveaux supérieurs cognitifs. |
| En premier lieu, le neurone se caractérise par la propriété de conserver une forme stable avec une topologie définie du soma, des dendrites, de l’axone et des synapses. Cette forme est due essentiellement à un ensemble complexe de tubules et de filaments relativement rigide appelé « cytosquelette ». Les microtubules, par exemple, sont creux et issus de l’assemblage supra-macromoléculaire d’une protéine, la tubuline, et d’un ensemble de protéines associées […] Ces tubules rigides sont les principaux facteurs déteminant la morphologie de la cellule et ils servent également de voie de circulation de « moteurs moléculaires » qui assurent des déplacements rapides entre le corps du neurone et les extrémités de ses prolongements. Les autres filaments du cytosquelette sont fort nombreux et de composition variée. Certains d’entre eux contiennent des protéines contractiles comme l’actine, ainsi que des protéines qui les réunissent en faisceaux et interviennent dans des mouvements internes à la cellule et aussi au niveau des terminaisons nerveuses. |
| Jacob, F. (1970). La logique du vivant: Une histoire de l'hérédité. Paris: Éditions Gallimard. |
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| Added by: Dominique Meeùs 2013-10-24 23:26:47 |
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Pour l’œil armé du microscope, tout être vivant finit ainsi par se résoudre en une collection d’unités juxtaposées. C’est la conclusion à laquelle parviennent la plupart des histologistes et que généralisent Schleiden pour les végétaux et Schwann pour les animaux, sous forme d’une « théorie cellulaire ». Mais la théorie cellulaire ne se limite pas à ce problème de structure. Avec Schwann, la position et le rôle de la cellule se retournent en quelque sorte. La cellule ne constitue plus seulement le terme ultime de l’analyse des êtres vivants. Elle devient à la fois l’unité du vivant, c’est-à-dire l’individualité qui en détient toutes les propriétés, et le point de départ de tout organisme. « Les parties élémentaires des tissus, dit Schwann, sont formées de cellules selon des modalités semblables quoique très diversifiées, de sorte que l’on peut dire qu’il existe un principe universel de développement pour les parties élémentaires des organismes et que ce principe est la formation des cellules. » Ce qui importe ici, ce n’est plus tellement qu’on trouve des cellules dans tous les tissus ou même que tous les organismes soient constitués de cellules ; c’est que la cellule possède elle-même tous les attributs du vivant, qu’elle représente la source nécessaire de tout corps organisé.
Par là même, la théorie cellulaire donne un premier coup d’arrêt au vitalisme qui avait présidé à la fondation de la biologie et dont elle rejette l’une des exigences fondamentales. Car, pour distinguer le vivant de l’inanimé, il avait fallu voir dans chaque être une totalité indivisible. Pour les zoologistes, pour les anatomistes ou les chimistes, la vie devait résider dans l’organisme pris dans son entier, et non dans tel organe, ou telle partie, ou telle molécule. Ne pouvant se réduire à des éléments d’ordre simple, elle restait inaccessible à l’analyse dont elle transcendait toute interprétation. D’où cette exigence, dans la structure intime des êtres, d’une continuité sur quoi se fondaient pour Bichat la texture des tissus et pour Oken la fusion des cellules en une « masse infusoriale » où s’immergeait l’individualité de chaque élément. Ce sont précisément ces idées de totalité et de continuité que conteste Schwann en considérant, non plus la composition élémentaire des êtres vivants, mais les causes régissant deux de leurs propriétés principales : la nutrition et la croissance. Si l’on adopte le point de vue vitaliste, il faut placer les causes de ces deux phénomènes dans l’ensemble de l’organisme. Par la combinaison des molécules en un tout, comme se trouve l’organisme à chaque étape de son développement, s’engendre une force qui donne à l’être la capacité de prélever les matériaux alentour et d’en tirer les constituants nécessaires à la croissance de toutes ses parties. Aucune de celles-ci prise isolément ne détient alors les pouvoirs de se nourrir et de croître. Mais on peut tout aussi bien considérer que, dans chacune des cellules, les molécules sont agencées de manière à permettre à la cellule d’attirer d’autres molécules et de croître par elle-même. Les propriétés du vivant ne peuvent plus alors être attribuées au tout, mais à chaque partie, à chaque cellule, qui possède en quelque sorte une « vie indépendante ».
Pour Schwann, toutes les observations faites sur les plantes ou les animaux justifient cette seconde manière de voir. Qu’est-ce que l’œuf des animaux, sinon une cellule capable de croître et de se multiplier par elle-même ? Et plus particulièrement l’œuf de ces femelles qui se reproduisent par parthénogénèse puisqu’on ne peut évoquer là aucune force mystérieuse qu’apporterait la fécondation. |
| Lévy, J.-P. (1997). La fabrique de l’homme. Paris: Éditions Odile Jacob. |
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| Last edited by: Dominique Meeùs 2010-01-02 08:12:20 |
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Un vrai moteur à quatre temps
Le fonctionnement du moteur mérite qu’on s’y arrête, car il rappelle ceux que nous avons inventés. Chaque cellule est formée de nombreuses fibrilles accolées les unes aux autres et qui ont toutes la longueur du muscle. Chacune est constituée d’un empilement de disques contractiles minuscules (2,5 microns d’épaisseur) — les sarcomères, — séparés les uns des autres par des cloisons. Au centre des sarcomères on trouve des filaments épais, composés de molécules de myosine. Ils sont entourés à chaque extrémité par un manchon de filaments minces d’actine, attaché à la cloison. La contraction musculaire survient lorsque les manchons glissent sur le filament épais entraînant les cloisons du sarcomère qu’ils rapprochent l’une de l’autre. Le mécanisme moléculaire de ce phénomène est relativement simple.
Lorsque le nerf moteur en donne l’ordre, un flux de calcium entre dans la cellule et un moteur à quatre temps se met en marche. Il démarre parce que de petites protéines spécialisées fixent le calcium qui les active et viennent modifier légèrement la structure de la myosine. Du coup, elle devient capable de réagir avec l’actine. Ce sont les têtes des molécules de myosine qui assurent les mouvements. Elles hérissent la surface du filament épais, ce qui les fait entrer en contact avec les filaments d’actine sous un angle de 45°. Lorsque la contraction s’enclenche, elles fixent une autre molécule, l’ATP (un accumulateur d’énergie, une sorte de ressort tendu à fond par l’empilement de trois molécules de phosphates) et elles se séparent de l’actine (temps 1). Puis elles clivent l’ATP qui est le carburant de ce moteur, c’est-à-dire qu’elles séparent le troisième phosphate du reste de l’ATP, libérant l’énergie du ressort. Cela ramène la tête de la molécule de myosine au contact d’un filament d’actine, mais cette fois sous un angle de 90° (temps 2) et elle tire ce filament en revenant à son angle normal de 45° (temps 3). Les manchons d’actine se resserrent donc sur les filaments épais, contractant tout le sarcomère. Les molécules de myosine se séparent alors de ce qui reste de la molécule d’ATP usée (temps 4). Elles sont de nouveau prêtes à fixer de l’ATP et à recommencer le processus. Le système fonctionne dans le détail comme une clé à molette. En effet, les filaments épais sont torsadés et des sillons hélicoïdaux formant l’équivalent d’une vis sans fin sont dessinés à leur surface par les têtes des molécules de myosine. Ces sillons vont guider les filaments minces dans leur glissement. Le filament épais se comporte donc comme la vis sans fin, les filaments minces comme le mors mobile de la clé à molette, et l’ATP, qui est le carburant du moteur, remplace le doigt qui fournit l’énergie à la clé. |
| D’une soupe chimique prébiotique a émergé la cellule, le seul miracle. Encore le mot est-il trop fort car l’événement était probablement inéluctable dans les conditions de l’environnement. D’ailleurs, il a dû se reproduire de multiple fois, pour finalement se maintenir envers et contre tout. |
Tous les mouvements sont assurés par des chariots sur rails et la reconnaissance d’étiquettes
Il se pose dans la cellule, comme dans toute usine, le problème du transport d’un poste de travail à un autre et celui du tri et de l’orientation des produits en cours ou en fin de fabrication. Le transport est assuré par de petites vésicules qui se forment par bourgeonnement à la surface de chaque citerne en se chargeant de leurs produits finis. Ce bourgeonnement se constitue parce que des protéines spécialisées qui nagent dans le cytosol viennent s’assembler sur la citerne. Comme elles s’organisent naturellement en structures sphériques rigides, elles entraînent dans ces structures la surface molle de la citerne et une partie de son contenu. Les bourgeons se referment en vésicules closes qui se déplacent jusqu’à la citerne suivante et s’y déchargent en fusionnant leur membrane avec la sienne. Pour ce faire, elles sont recouvertes de protéines spécialisées qui en permettent l’orientation correcte. Le tri et l’orientation sont réglés par un système de récepteurs qui reconnaissent certains motifs chimiques sur les molécules en fabrication et sur les citernes cibles. En fonction de cette reconnaissance, le système dirige les vésicules sur telle ou telle citerne ou tel compartiment cellulaire. Ainsi, certaines protéines, lorsqu’elles sont achevées, sont destinées à travailler dans le réticulum endoplasmique au début de la chaîne : à la fin de leur maturation, une série de quatre acides aminés constituant une véritable étiquette permet de les identifier et de les renvoyer en arrière pour être déversées dans ce réticulum. D’autres doivent être expédiées dans des petites citernes très particulières où s’accumulent les enzymes qui servent à dégrader les molécules, venues de la cellule ou de l’extérieur, qui doivent être détruites : les lysosomes. Ces molécules sont reconnues par un récepteur de la face intérieure de la dernière citerne du Golgi, parce qu’elles portent un sucre particulier le mannose-6-phosphate, et transportées par vésicules spéciales vers leur lieu de travail. De la même façon, la cellule identifie ce qu’elle va expulser dans le monde environnant grâce à des vésicules recouvertes de protéines particulières qui vont aller se vider à sa surface, alors qu’elle dirige vers des sacs de stockage les produits qui ne devront être libérés qu’à la réception de messages particuliers venus de l’extérieur.
Tous les déplacements se font sur des rails formés par le cytosquelette qui rayonne dans toute la cellule. Il est constitué de microtubules (de tubuline) et de microfilaments (d’actine) sur lesquels se fixent des molécules qui constituent des moteurs, comme la kinésine ou la dynéine. Portant par un bout la charge qu’elles doivent tirer, fixées par l’autre au cytosquelette, elles glissent sur lui en clivant de l’ATP pour libérer l’énergie nécessaire. […] Lorsqu’ils reçoivent un message porté par des molécules spécialisées, les chimiokines, les récepteurs de celles-ci provoquent des réactions qui finalement modifient la répartition des filaments d’actine dans la cellule, et cette réorganisation du cytosquelette enclenche le mouvement dans une direction donnée. Finalement, tout mouvement animal, tout déplacement met en jeu ce système très simple de glissements sur des rails intracellulaires. |
L’une des énigmes les plus passionnantes tient évidemment à la formation des toutes premières cellules, par enfermement de ces réactions dans une membrane de lipides protégeant les composantes des réactions. En outre, en les concentrant dans un espace réduit, elle accélérait, parmi les associations moléculaires formées au hasard, la sélection des plus efficaces. Dans un milieu ouvert, elles se seraient diluées. À la vérité, l’évolution prébiotique reste très largement inconnue, même si ces hypothèses ont le mérite de la vraisemblance. Il reste encore énormément à découvrir sur le chemin qui a mené des premières molécules organiques aux premières cellules vivantes, et l’on trouve là un des champs les plus passionnants de la biologie.
La vie, qu’est-ce que c’est ?
On dit souvent que la vie est la réplication infinie de la molécule d’ADN. En fait, tout a donc plus vraisemblablement commencé avant cela, par l’ARN. Puis l’information aurait été stockée préférentiellement par l’ADN, qui est plus stable que l’ARN, mieux réparable par les systèmes enzymatiques de la cellule, notamment du fait de sa structure à deux chaînes complémentaires, et tout aussi apte à garder cette information. La cellule aurait donc exploité ces avantages, et, depuis, l’ARN n’a plus été que l’intermédiaire entre l’ADN et les protéines. Mais ce qui caractérise vraiment la vie, même si on la considère comme un moyen pour l’ADN de se perpétuer, c’est la constitution de cette machine qui fait du complexe, contre les lois physiques de l’univers, grâce à l’information contenue dans l’ADN. On devrait donc plutôt dire que la vie a commencé avec la cellule et qu’elle est le produit d’une chimie prébiotique dont elle conserve et améliore sans cesse l’information. Ce qui la caractérise n’est ni la nature chimique des constituants, ni la possibilité d’échapper aux lois physiques et chimiques qu’elle subit comme le reste de la matière. Ce n’est pas non plus un mystérieux principe vital, notion qui ne ferait qu’éluder le problème. C’est seulement l’aptitude à s’isoler transitoirement du milieu ambiant tout en assurant une communication sélective avec lui, et donc à échapper en partie à son influence immédiate. |
L’exécution du plan :
une énorme migration cellulaire ordonnée
Avant la fécondation, l’œuf a commencé de se structurer, il ébauche déjà l’embryon. Il existe dans son cytoplasme des zones destinées à se répartir dans les futurs feuillets ou dans la première cellule germinale, et cette organisation est sous le contrôle de gènes dont les produits, en particulier des ARN, se répartissent inégalement dans l’œuf, grâce à des migrations différentes sur le cytosquelette, qu’assurent des protéines spécialisées. Les cellules qui se forment dès les premières divisions ont un destin déterminé par la zone de cytoplasme qu’elles emportent, ce qui souligne le rôle organisateur vivant de la cellule maternelle. |
| Monod, J. (1973). Le hasard et la nécessité: Essai sur la philosophie naturelle de la biologie moderne. Paris: Éditions du Seuil. |
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| Added by: admin 2009-05-05 20:41:58 |
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| Le système tout entier, par conséquent, est totalement, intensément conservateur, fermé sur soi-même, et absolument incapable de recevoir quelque enseignement que ce soit du monde extérieur. Comme on le voit, ce système, par ses propriétés, par son fonctionnement d’horlogerie microscopique qui établit entre ADN et protéine, comme aussi entre organisme et milieu, des relations à sens unique, défie toute description « dialectique ». Il est foncièrement cartésien et non hégélien : la cellule est bien une machine. |
| Prochiantz, A. (1989). La construction du cerveau. Paris: Hachette. |
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| Last edited by: Dominique Meeùs 2010-07-18 09:34:49 |
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| Il est […] important de comprendre que le destin des ensembles cellulaires est dicté, à ce stade, par leur position le long des axes du cerveau, exactement comme, au stade antérieur, dans la blastula, le destin des cellules était dicté par leur position le long d’autres axes. Les informations de position jouent donc un rôle majeur dans les processus de différenciation et de morphogenèse. |
