laire commencent à être identifiés. Il faudra cependant attendre la rencontre de ces deux approches
pour que vienne la connaissance chimique des
structures cellulaires individuelles. Mis à part
quelques rencontres ponctuelles (telles la réaction
cytochimique de F EULGEN ;voir chapitres 3 et 8), le
réel point de convergence se situe vers 1935,
lorsque les techniques d’homogénéisation tissulaire et de purification d’organites sont mises au
point, bénéficiant des progrès de l’ultracentrifugation. Ces méthodes ouvrent la voie à des analyses
biochimiques et physiologiques fines, à l’échelle
subcellulaire. C’est à partir de cette époque également que la mise en œuvre des techniques de
cytoenzymologie (voir chapitre 3) permet de
détecter des activités cellulaires in situ.
4.2.2. E XPLOSION DE LA BIOLOGIE CELLULAIRE :
LE MICROSCOPE ÉLECTRONIQUE ET LES
TECHNIQUES DE LA PHYSIOLOGIE CELLULAIRE
Les progrès du fractionnement cellulaire, au
début des années 40, dus à A. C LAUDE et son école,
jettent un pont entre les études morphologiques et
biochimiques ou physiologiques développées
jusque-là. Bien que réductrice, cette approche est
tout à fait typique de la biologie cellulaire, car elle
vise à décomposer les cellules en leurs structures
élémentaires ou leurs organites, de telle sorte
qu’ils conservent au maximum leur intégrité physiologique. Elle précède de quelques années seulement la mise au point du microscope électronique
et des techniques histologiques associées. L’utilisation des radio-isotopes comme traceurs des activités chimiques des cellules représente une des
retombées pacifiques des études sur l’énergie atomique ;s es débuts correspondent à la fin de la
Seconde Guerre mondiale et son importance générale (fondamentale ou appliquée) en biologie a été,
et reste encore, inestimable.
La rencontre de ces trois types de techniques,
qui seront décrites en détail dans les chapitres suivants, constitue un «cocktail explosif» qui va révolutionner l’approche de la cellule dans la décennie
suivante. Grâce aux progrès simultanés de la biochimie et de la biophysique, la structure intime et
le fonctionnement des macromolécules (insuline,
myoglobine, ADN…) ou des édifices supramoléculaires sont élucidés. La compréhension des
mécanismes physiologiques à l’échelle des molécules et des ultrastructures est enfin possible et la
vision de la cellule devient dynamique ;l’ère de la
biologie cellulaire moderne est ouverte.
4.2.3. D ERNIERS PROGRÈS : LA RENCONTRE AV EC LA
BIOLOGIE MOLÉCULAIRE
Depuis une trentaine d’années, la biologie cellulaire a complètement changé de visage avec
l’irruption de la biologie moléculaire ;les préoccupations traditionnelles de la biologie des cellules
eucaryotiques étaient, jusque-là, surtout structurales et physiologiques. Par ailleurs, les connaissances sur la structure et le fonctionnement des
gènes avaient été obtenues avec les méthodes de la
génétique moléculaire (à partir des années 60) et
s’appliquaient au seul monde des Bactéries. La fin
des années 70 a enfin vu, avec le développement
du génie génétique, le décryptage du génome
eucaryotique :l’organisation particulière des gènes
eucaryotiques, leur fonctionnement, leur mode de
régulation ont été successivement décrits et leur
intégration complexe dans des processus embryonnaires commence à être comprise.
On a alors assisté à la convergence vers une
même problématique, de disciplines considérées
jusque-là comme distinctes, voire éloignées :l a
physiologie (animale ou végétale), la génétique, la
biochimie et la biologie du développement. L’unification de leurs méthodes expérimentales, de leur
vocabulaire et de leurs concepts, parfois de leur
matériel d’étude, a conduit à construire une biologie cellulaire résolument moléculaire et posant
désormais toutes ses questions en termes de protéines spécifiques. Toute fonction cellulaire peut
être analysée au niveau le plus primaire qui soit :
en effet, qu’il s’agisse de la dynamique du cytosquelette, du transport de vésicules intracellulaires,
des transferts ioniques à travers la membrane plasmique, des mécanismes de transduction des
signaux hormonaux…, on trouvera toujours des
protéines à la base de chaque phénomène.
Il est actuellement possible d’accéder à la
connaissance de n’importe quel gène, pour peu
que l’on dispose de quelques microgrammes de la
protéine correspondante purifiée :o n peut alors le
cloner, le séquencer, le modifier in vitro et même le
réintroduire dans le matériel génétique d’un organisme pour mieux comprendre son fonctionnement. La possibilité de passer d’un organisme à un
autre, voire d’un règne à un autre, au niveau génétique (analyse transversale), constitue un des
atouts majeurs de cette démarche. En conclusion,
l’approche expérimentale moléculaire, qui pouvait
sembler a priori la plus réductionniste de toutes,
s’avère hautement intégrative, sans parler de son
20
B IOLOGIE CELLULAIRE
pour que vienne la connaissance chimique des
structures cellulaires individuelles. Mis à part
quelques rencontres ponctuelles (telles la réaction
cytochimique de F EULGEN ;voir chapitres 3 et 8), le
réel point de convergence se situe vers 1935,
lorsque les techniques d’homogénéisation tissulaire et de purification d’organites sont mises au
point, bénéficiant des progrès de l’ultracentrifugation. Ces méthodes ouvrent la voie à des analyses
biochimiques et physiologiques fines, à l’échelle
subcellulaire. C’est à partir de cette époque également que la mise en œuvre des techniques de
cytoenzymologie (voir chapitre 3) permet de
détecter des activités cellulaires in situ.
4.2.2. E XPLOSION DE LA BIOLOGIE CELLULAIRE :
LE MICROSCOPE ÉLECTRONIQUE ET LES
TECHNIQUES DE LA PHYSIOLOGIE CELLULAIRE
Les progrès du fractionnement cellulaire, au
début des années 40, dus à A. C LAUDE et son école,
jettent un pont entre les études morphologiques et
biochimiques ou physiologiques développées
jusque-là. Bien que réductrice, cette approche est
tout à fait typique de la biologie cellulaire, car elle
vise à décomposer les cellules en leurs structures
élémentaires ou leurs organites, de telle sorte
qu’ils conservent au maximum leur intégrité physiologique. Elle précède de quelques années seulement la mise au point du microscope électronique
et des techniques histologiques associées. L’utilisation des radio-isotopes comme traceurs des activités chimiques des cellules représente une des
retombées pacifiques des études sur l’énergie atomique ;s es débuts correspondent à la fin de la
Seconde Guerre mondiale et son importance générale (fondamentale ou appliquée) en biologie a été,
et reste encore, inestimable.
La rencontre de ces trois types de techniques,
qui seront décrites en détail dans les chapitres suivants, constitue un «cocktail explosif» qui va révolutionner l’approche de la cellule dans la décennie
suivante. Grâce aux progrès simultanés de la biochimie et de la biophysique, la structure intime et
le fonctionnement des macromolécules (insuline,
myoglobine, ADN…) ou des édifices supramoléculaires sont élucidés. La compréhension des
mécanismes physiologiques à l’échelle des molécules et des ultrastructures est enfin possible et la
vision de la cellule devient dynamique ;l’ère de la
biologie cellulaire moderne est ouverte.
4.2.3. D ERNIERS PROGRÈS : LA RENCONTRE AV EC LA
BIOLOGIE MOLÉCULAIRE
Depuis une trentaine d’années, la biologie cellulaire a complètement changé de visage avec
l’irruption de la biologie moléculaire ;les préoccupations traditionnelles de la biologie des cellules
eucaryotiques étaient, jusque-là, surtout structurales et physiologiques. Par ailleurs, les connaissances sur la structure et le fonctionnement des
gènes avaient été obtenues avec les méthodes de la
génétique moléculaire (à partir des années 60) et
s’appliquaient au seul monde des Bactéries. La fin
des années 70 a enfin vu, avec le développement
du génie génétique, le décryptage du génome
eucaryotique :l’organisation particulière des gènes
eucaryotiques, leur fonctionnement, leur mode de
régulation ont été successivement décrits et leur
intégration complexe dans des processus embryonnaires commence à être comprise.
On a alors assisté à la convergence vers une
même problématique, de disciplines considérées
jusque-là comme distinctes, voire éloignées :l a
physiologie (animale ou végétale), la génétique, la
biochimie et la biologie du développement. L’unification de leurs méthodes expérimentales, de leur
vocabulaire et de leurs concepts, parfois de leur
matériel d’étude, a conduit à construire une biologie cellulaire résolument moléculaire et posant
désormais toutes ses questions en termes de protéines spécifiques. Toute fonction cellulaire peut
être analysée au niveau le plus primaire qui soit :
en effet, qu’il s’agisse de la dynamique du cytosquelette, du transport de vésicules intracellulaires,
des transferts ioniques à travers la membrane plasmique, des mécanismes de transduction des
signaux hormonaux…, on trouvera toujours des
protéines à la base de chaque phénomène.
Il est actuellement possible d’accéder à la
connaissance de n’importe quel gène, pour peu
que l’on dispose de quelques microgrammes de la
protéine correspondante purifiée :o n peut alors le
cloner, le séquencer, le modifier in vitro et même le
réintroduire dans le matériel génétique d’un organisme pour mieux comprendre son fonctionnement. La possibilité de passer d’un organisme à un
autre, voire d’un règne à un autre, au niveau génétique (analyse transversale), constitue un des
atouts majeurs de cette démarche. En conclusion,
l’approche expérimentale moléculaire, qui pouvait
sembler a priori la plus réductionniste de toutes,
s’avère hautement intégrative, sans parler de son
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B IOLOGIE CELLULAIRE