permettrait de comprendre le fonctionnement et la
construction des édifices pluricellulaires. De descriptive, la biologie cellulaire est devenue expérimentale et son objet est désormais la compréhension
des structures et des mécanismes au niveau moléculaire. Ses principaux sujets d’étude sont actuellement :l e trafic membranaire au sein de la cellule,
le cytosquelette, la biogenèse des organites dits
semi-autonomes, les fonctions des matrices extracellulaires et la signalisation membranaire. Science
intégrative et pluridisciplinaire, la biologie cellulaire supprime les frontières entre diverses
approches et fournit une vision plus complète des
structures et des fonctions cellulaires :elle identifie
les molécules constitutives des organites, elle
replace les enzymes dans les compartiments, elle
étudie les relations physiologiques qui existent
entre eux et mesure enfin les flux métaboliques et
énergétiques dans les conditions physicochimiques rencontrées in vivo.
4.2. Grandes étapes de la biologie cellulaire.
Rapports avec les autres disciplines
biologiques
Tout au long de son histoire, la biologie cellulaire a connu des progrès constants grâce à deux
types d’événements :
–le développement d’instruments d’optique de
plus en plus résolutifs et puissants, le dernier en
date étant le microscope électronique, qui a permis de faire sauter un verrou capital dans le
domaine des observations cellulaires ;
–la convergence de diverses approches développées initialement de manière indépendante,
telles que la génétique, la physiologie, la biochimie et, plus récemment, la biologie moléculaire.
L’encart suivant donne quelques dates clefs
jalonnant l’histoire de la discipline.
4.2.1. É VOLUTIONS PARALLÈLES DE LA BIOCHIMIE ET
DE LA CYTOLOGIE
L’identification des molécules constitutives des
êtres vivants s’est faite initialement dans le cadre
d’une branche de la chimie organique qui est
devenue la chimie biologique ou biochimie. L’histoire de cette discipline remonte au milieu du
XVIII
e
siècle, quand la chimie elle-même commence
à prendre forme ;u n siècle s’est écoulé entre les
travaux des premiers cytologistes (voir chapitre 2)
et ceux des pionniers de la chimie des êtres
18
B IOLOGIE CELLULAIRE
Les grandes étapes de la biologie cellulaire
•Description des structures cellulaires ; le
développement de la microscopie photonique
1665-1820 : lente accumulation d’observations
sur l’organisation cellulaire et tissulaire, principalement dans le domaine végétal et chez les
Protistes.
1824-1839 : formulation de la théorie cellulaire
(DUTROCHET ; S CHLEIDEN et S CHWANN).
1855 : formulation de la théorie sur la continuité cellulaire (VIRCHOW).
1830-1900 : description des principales structures et organites cellulaires ; mise au point des
techniques de la cytologie et de l’histologie classiques. La biologie cellulaire se fonde comme
discipline.
•Premières approches biochimiques et fonctionnelles in vitro ou in situ
1897 : préparation d’extraits acellulaires de
levures permettant la fermentation et ouvrant
ainsi la voie à une approche biochimique analytique du processus (BUCHNER).
1920 : premiers développements des techniques
cytochimiques et cytoenzymologiques.
1924 : mise au point de la réaction «nucléale»
de F EULGEN (détection de l’ADN) ; détection du
polonium sur des coupes de tissus animaux par
L ACASSAGNE (invention de l’autoradiographie).
1935-1940 : développement des méthodes utilisant les isotopes pour l’analyse du métabolisme.
1936-1939 : invention de la cytophotométrie en
UV (détection des acides nucléiques ;
C ASPERSON);mise au point d’un test permettant
de localiser de façon différentielle l’ADN et
l’ARN grâce à des enzymes (BRACHET).
1938-1950 : développement des techniques de
fractionnement cellulaire et de purification
d’organites (CLAUDE, B RACHET).
1950-1955 : préparation d’extraits acellulaires
spécifiques assurant des fonctions biologiques
complexes : contraction de myofibrilles isolées,
battement des cils, synthèse protéique…
•Révolution du microscope électronique et
description des ultrastructures
1931-1940 : mise au point du microscope électronique à transmission (RUSKA);la première
image d’une cellule paraît en 1945 (PORTER).
E NCARTH ISTORIQUE
construction des édifices pluricellulaires. De descriptive, la biologie cellulaire est devenue expérimentale et son objet est désormais la compréhension
des structures et des mécanismes au niveau moléculaire. Ses principaux sujets d’étude sont actuellement :l e trafic membranaire au sein de la cellule,
le cytosquelette, la biogenèse des organites dits
semi-autonomes, les fonctions des matrices extracellulaires et la signalisation membranaire. Science
intégrative et pluridisciplinaire, la biologie cellulaire supprime les frontières entre diverses
approches et fournit une vision plus complète des
structures et des fonctions cellulaires :elle identifie
les molécules constitutives des organites, elle
replace les enzymes dans les compartiments, elle
étudie les relations physiologiques qui existent
entre eux et mesure enfin les flux métaboliques et
énergétiques dans les conditions physicochimiques rencontrées in vivo.
4.2. Grandes étapes de la biologie cellulaire.
Rapports avec les autres disciplines
biologiques
Tout au long de son histoire, la biologie cellulaire a connu des progrès constants grâce à deux
types d’événements :
–le développement d’instruments d’optique de
plus en plus résolutifs et puissants, le dernier en
date étant le microscope électronique, qui a permis de faire sauter un verrou capital dans le
domaine des observations cellulaires ;
–la convergence de diverses approches développées initialement de manière indépendante,
telles que la génétique, la physiologie, la biochimie et, plus récemment, la biologie moléculaire.
L’encart suivant donne quelques dates clefs
jalonnant l’histoire de la discipline.
4.2.1. É VOLUTIONS PARALLÈLES DE LA BIOCHIMIE ET
DE LA CYTOLOGIE
L’identification des molécules constitutives des
êtres vivants s’est faite initialement dans le cadre
d’une branche de la chimie organique qui est
devenue la chimie biologique ou biochimie. L’histoire de cette discipline remonte au milieu du
XVIII
e
siècle, quand la chimie elle-même commence
à prendre forme ;u n siècle s’est écoulé entre les
travaux des premiers cytologistes (voir chapitre 2)
et ceux des pionniers de la chimie des êtres
18
B IOLOGIE CELLULAIRE
Les grandes étapes de la biologie cellulaire
•Description des structures cellulaires ; le
développement de la microscopie photonique
1665-1820 : lente accumulation d’observations
sur l’organisation cellulaire et tissulaire, principalement dans le domaine végétal et chez les
Protistes.
1824-1839 : formulation de la théorie cellulaire
(DUTROCHET ; S CHLEIDEN et S CHWANN).
1855 : formulation de la théorie sur la continuité cellulaire (VIRCHOW).
1830-1900 : description des principales structures et organites cellulaires ; mise au point des
techniques de la cytologie et de l’histologie classiques. La biologie cellulaire se fonde comme
discipline.
•Premières approches biochimiques et fonctionnelles in vitro ou in situ
1897 : préparation d’extraits acellulaires de
levures permettant la fermentation et ouvrant
ainsi la voie à une approche biochimique analytique du processus (BUCHNER).
1920 : premiers développements des techniques
cytochimiques et cytoenzymologiques.
1924 : mise au point de la réaction «nucléale»
de F EULGEN (détection de l’ADN) ; détection du
polonium sur des coupes de tissus animaux par
L ACASSAGNE (invention de l’autoradiographie).
1935-1940 : développement des méthodes utilisant les isotopes pour l’analyse du métabolisme.
1936-1939 : invention de la cytophotométrie en
UV (détection des acides nucléiques ;
C ASPERSON);mise au point d’un test permettant
de localiser de façon différentielle l’ADN et
l’ARN grâce à des enzymes (BRACHET).
1938-1950 : développement des techniques de
fractionnement cellulaire et de purification
d’organites (CLAUDE, B RACHET).
1950-1955 : préparation d’extraits acellulaires
spécifiques assurant des fonctions biologiques
complexes : contraction de myofibrilles isolées,
battement des cils, synthèse protéique…
•Révolution du microscope électronique et
description des ultrastructures
1931-1940 : mise au point du microscope électronique à transmission (RUSKA);la première
image d’une cellule paraît en 1945 (PORTER).
E NCARTH ISTORIQUE