2. O RGANISATION CELLULAIRE
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© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
vitales, que toute cellule est issue d’une cellule
préexistante ( omnis cellula e cellula);la cellule est
alors envisagée sous son aspect actuel.
1.3. Découverte des principaux organites
des cellules eucaryotiques
Dans les années qui suivent, avec le développement des techniques histologiques (voir plus loin),
et les perfectionnements considérables apportés au
microscope composé par A BBE et Z EISS (1870-1885),
les principales structures cellulaires sont décrites.
Tous les organitesc ellulaires, à l’exception des
lysosomes et des peroxysomes, étaient identifiés
dès la fin du XIX
e
siècle. Le microscope optique
ayant atteint sa limite théorique de résolution, l’organisation précise de ces structures ne sera décrite
qu’après la mise au point du microscope électronique (1931), dont le développement nécessitait de
nouvelles avancées en physique. L’histoire du
microscope photonique avait duré plus de
250 ans ! Il faut souligner, dans toute cette histoire,
l’importance des biologistes végétaux, en raison
des caractéristiques propres à leur matériel : cellules de grande taille, présence d’une paroi épaisse
et d’organites colorés.
2. OUTILS ET TECHNIQUES D’OBSERVATION DES CELLULES
2.1. Microscopes à transmission
En raison de la taille des objets étudiés, le biologiste cellulaire a, tout d’abord, besoin d’en obtenir
une image agrandie de bonne qualité. Les microscopes dits à transmission, qu’ils soient photonique ou électronique, fournissent des images
d’objets transparents, respectivement, à la lumière
et aux faisceaux d’électrons. Cette condition impérative limite le type de cellules ou de tissus directement observables et, dans la plupart des cas, le
matériel biologique devra être traité de façon
appropriée pour pouvoir être analysé ; les techniques histologiques, décrites plus loin, répondent
à la nécessité d’avoir des échantillons de très faible
épaisseur.
2.1.1. M ICROSCOPE PHOTONIQUE ( OU ÀL UMIÈRE)
Les notions d’optique géométrique ne seront
pas revues ici, et seul le trajet des rayons lumineux
sera rappelé, dans le cadre d’une comparaison
avec celui des électrons au sein d’un microscope
électronique. La partie optique d’un tel microscope est composée d’un premier système de lentilles appelé objectif, de très courte focale (donnant
une image réelle agrandie de l’objet), et d’un
deuxième système de lentilles appelé oculaire, qui
donne une image virtuelle de cette dernière.
L’image finale se forme au niveau de l’œil ou d’un
appareil photographique associé au microscope.
La puissance d’un microscope est définie par le
produit du grandissement de l’objectif par la puissance de l’oculaire. Cette notion importante doit
être complétée par celle de pouvoir séparateur, qui
détermine la qualité optique réelle de l’appareil ;
on rappelle que la simple loupe de L EEUWENHOEK
grossissait à peine plus que le microscope composé de H OOKE, mais qu’elle avait un bien meilleur
pouvoir séparateur. Celui-ci est défini comme la
distance minimale séparant deux points du plan
objet dont le microscope donne des images distinctes ; sa valeur ( d ) est donnée par la formule :
d =
λ = longueur d’onde de la lumière utilisée (0,4 à
0,8 µ m, si lumière naturelle) ;
0,6 λ
n .sin α
Découverte
des principales structures cellulaires
1850 : distinction de la paroi et du protoplasme
dans des zoospores d’algues, par T HURET.
1857 : découverte des mitochondries dans des
cellules musculaires (KOLLIKER ).
1875 : description des chromosomes par
S TRASBURGER et F LEMMING.
1877 : mise en évidence de la membrane plasmique (PFEFFER).
1880-1883 : analyse des plastes des cellules
végétales (SCHIMPER, M EYER).
1885 : découverte des propriétés osmotiques des
vacuoles végétales ( DE V RIES), identifiées dès
1844 par N AEGELI.
1890-1897 : redécouverte des mitochondries par
A LTMANN et B ENDA.
1897 : identification du réticulum endoplasmique (GARNIER).
1898 : mise en évidence de l’appareil de G OLGI.
E NCARTH ISTORIQUE
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© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
vitales, que toute cellule est issue d’une cellule
préexistante ( omnis cellula e cellula);la cellule est
alors envisagée sous son aspect actuel.
1.3. Découverte des principaux organites
des cellules eucaryotiques
Dans les années qui suivent, avec le développement des techniques histologiques (voir plus loin),
et les perfectionnements considérables apportés au
microscope composé par A BBE et Z EISS (1870-1885),
les principales structures cellulaires sont décrites.
Tous les organitesc ellulaires, à l’exception des
lysosomes et des peroxysomes, étaient identifiés
dès la fin du XIX
e
siècle. Le microscope optique
ayant atteint sa limite théorique de résolution, l’organisation précise de ces structures ne sera décrite
qu’après la mise au point du microscope électronique (1931), dont le développement nécessitait de
nouvelles avancées en physique. L’histoire du
microscope photonique avait duré plus de
250 ans ! Il faut souligner, dans toute cette histoire,
l’importance des biologistes végétaux, en raison
des caractéristiques propres à leur matériel : cellules de grande taille, présence d’une paroi épaisse
et d’organites colorés.
2. OUTILS ET TECHNIQUES D’OBSERVATION DES CELLULES
2.1. Microscopes à transmission
En raison de la taille des objets étudiés, le biologiste cellulaire a, tout d’abord, besoin d’en obtenir
une image agrandie de bonne qualité. Les microscopes dits à transmission, qu’ils soient photonique ou électronique, fournissent des images
d’objets transparents, respectivement, à la lumière
et aux faisceaux d’électrons. Cette condition impérative limite le type de cellules ou de tissus directement observables et, dans la plupart des cas, le
matériel biologique devra être traité de façon
appropriée pour pouvoir être analysé ; les techniques histologiques, décrites plus loin, répondent
à la nécessité d’avoir des échantillons de très faible
épaisseur.
2.1.1. M ICROSCOPE PHOTONIQUE ( OU ÀL UMIÈRE)
Les notions d’optique géométrique ne seront
pas revues ici, et seul le trajet des rayons lumineux
sera rappelé, dans le cadre d’une comparaison
avec celui des électrons au sein d’un microscope
électronique. La partie optique d’un tel microscope est composée d’un premier système de lentilles appelé objectif, de très courte focale (donnant
une image réelle agrandie de l’objet), et d’un
deuxième système de lentilles appelé oculaire, qui
donne une image virtuelle de cette dernière.
L’image finale se forme au niveau de l’œil ou d’un
appareil photographique associé au microscope.
La puissance d’un microscope est définie par le
produit du grandissement de l’objectif par la puissance de l’oculaire. Cette notion importante doit
être complétée par celle de pouvoir séparateur, qui
détermine la qualité optique réelle de l’appareil ;
on rappelle que la simple loupe de L EEUWENHOEK
grossissait à peine plus que le microscope composé de H OOKE, mais qu’elle avait un bien meilleur
pouvoir séparateur. Celui-ci est défini comme la
distance minimale séparant deux points du plan
objet dont le microscope donne des images distinctes ; sa valeur ( d ) est donnée par la formule :
d =
λ = longueur d’onde de la lumière utilisée (0,4 à
0,8 µ m, si lumière naturelle) ;
0,6 λ
n .sin α
Découverte
des principales structures cellulaires
1850 : distinction de la paroi et du protoplasme
dans des zoospores d’algues, par T HURET.
1857 : découverte des mitochondries dans des
cellules musculaires (KOLLIKER ).
1875 : description des chromosomes par
S TRASBURGER et F LEMMING.
1877 : mise en évidence de la membrane plasmique (PFEFFER).
1880-1883 : analyse des plastes des cellules
végétales (SCHIMPER, M EYER).
1885 : découverte des propriétés osmotiques des
vacuoles végétales ( DE V RIES), identifiées dès
1844 par N AEGELI.
1890-1897 : redécouverte des mitochondries par
A LTMANN et B ENDA.
1897 : identification du réticulum endoplasmique (GARNIER).
1898 : mise en évidence de l’appareil de G OLGI.
E NCARTH ISTORIQUE