3. A NALYSE DES CONSTITUANTS ET DU FONCTIONNEMENT DES CELLULES
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© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
Dans le chapitre précédent, nous nous sommes
intéressés aux aspects purement statiques de l’analyse des structures des cellules, et indépendamment de la nature de leurs molécules constitutives.
La description des organites qui a été donnée, y
compris au moyen des techniques d’observation
les plus perfectionnées, a été conduite sans
qu’aucune connaissance chimique soit apportée.
L’objectif de ce chapitre est de montrer comment
on peut : 1) localiser des molécules simples ou
complexes, au niveau des différentes structures
cellulaires identifiées par la cytologie, et 2) analyser leurs transformations chimiques ou leurs
déplacements dans les cellules, c’est-à-dire aborder le fonctionnement et la dynamique de la
matière vivante.
Après avoir rappelé les principales techniques
analytiques utilisées en biochimie et en physiologie cellulaire, nous décrirons les méthodes et les
outils propres à cette dernière discipline, qui permettent de faire le lien entre les molécules et les
structures, puis entre les structures et les fonctions.
L’approche cytologique connaît depuis quelques
années des progrès considérables, de sorte qu’il est
maintenant possible de détecter précisément
n’importe quelle macromolécule spécifique (protéine ou acide nucléique) au sein des cellules, aussi
bien à l’échelle des structures visibles en microscopie photonique qu’à celle des ultrastructures.
L’analyse morphologique de ces macromolécules,
isolées et purifiées, est également accessible grâce
à diverses techniques de microscopie électronique.
Une méthode réductionniste, déjà ancienne
mais toujours d’actualité, permet de «décomposer » les cellules en leurs organites constitutifs :
le fractionnement cellulaire fournit des systèmes
biologiques simplifiés et facilite beaucoup leur
analyse chimique et fonctionnelle. L’étude in vivo
du métabolisme cellulaire est conduite grâce à
l’utilisation des radio-isotopes, dont la sensibilité
de détection est très grande ;elle est complétée par
les techniques du fractionnement cellulaire qui
permettent de mieux disséquer les voies métaboliques au sein des organites et des cellules. La
cytologie permet aussi une approche fonctionnelle
dans la mesure où existent des techniques, récemment renouvelées, de visualisation directe d’activités enzymatiques dans les cellules.
Les cultures de cellules produisent un matériel
biologique très homogène et reproductible, permettant l’analyse de nombreuses activités cellulaires. Grâce aux méthodes puissantes de la
génétique : mutagenèse et sélection de mutants (en
particulier, les mutants conditionnels), les chercheurs disposent de riches collections de souches
dont les fonctions les plus diverses sont altérées de
façon ponctuelle ;c ombinée aux autres approches,
leur étude aide à comprendre le fonctionnement
des cellules normales.
Chapitre 3
ANALYSE
DES CONSTITUANTS
ET DU FONCTIONNEMENT
DES CELLULES
47
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
Dans le chapitre précédent, nous nous sommes
intéressés aux aspects purement statiques de l’analyse des structures des cellules, et indépendamment de la nature de leurs molécules constitutives.
La description des organites qui a été donnée, y
compris au moyen des techniques d’observation
les plus perfectionnées, a été conduite sans
qu’aucune connaissance chimique soit apportée.
L’objectif de ce chapitre est de montrer comment
on peut : 1) localiser des molécules simples ou
complexes, au niveau des différentes structures
cellulaires identifiées par la cytologie, et 2) analyser leurs transformations chimiques ou leurs
déplacements dans les cellules, c’est-à-dire aborder le fonctionnement et la dynamique de la
matière vivante.
Après avoir rappelé les principales techniques
analytiques utilisées en biochimie et en physiologie cellulaire, nous décrirons les méthodes et les
outils propres à cette dernière discipline, qui permettent de faire le lien entre les molécules et les
structures, puis entre les structures et les fonctions.
L’approche cytologique connaît depuis quelques
années des progrès considérables, de sorte qu’il est
maintenant possible de détecter précisément
n’importe quelle macromolécule spécifique (protéine ou acide nucléique) au sein des cellules, aussi
bien à l’échelle des structures visibles en microscopie photonique qu’à celle des ultrastructures.
L’analyse morphologique de ces macromolécules,
isolées et purifiées, est également accessible grâce
à diverses techniques de microscopie électronique.
Une méthode réductionniste, déjà ancienne
mais toujours d’actualité, permet de «décomposer » les cellules en leurs organites constitutifs :
le fractionnement cellulaire fournit des systèmes
biologiques simplifiés et facilite beaucoup leur
analyse chimique et fonctionnelle. L’étude in vivo
du métabolisme cellulaire est conduite grâce à
l’utilisation des radio-isotopes, dont la sensibilité
de détection est très grande ;elle est complétée par
les techniques du fractionnement cellulaire qui
permettent de mieux disséquer les voies métaboliques au sein des organites et des cellules. La
cytologie permet aussi une approche fonctionnelle
dans la mesure où existent des techniques, récemment renouvelées, de visualisation directe d’activités enzymatiques dans les cellules.
Les cultures de cellules produisent un matériel
biologique très homogène et reproductible, permettant l’analyse de nombreuses activités cellulaires. Grâce aux méthodes puissantes de la
génétique : mutagenèse et sélection de mutants (en
particulier, les mutants conditionnels), les chercheurs disposent de riches collections de souches
dont les fonctions les plus diverses sont altérées de
façon ponctuelle ;c ombinée aux autres approches,
leur étude aide à comprendre le fonctionnement
des cellules normales.
Chapitre 3
ANALYSE
DES CONSTITUANTS
ET DU FONCTIONNEMENT
DES CELLULES