Éd. 1971-1976

cellule (suite)

Il arrive parfois que le cours de tous ces processus puisse s’interrompre temporairement ou définitivement sans aboutir alors à la division cellulaire. La duplication de l’A. D. N. peut ne pas entraîner celle du chromosome et, en se répétant, aboutir à la formation de chromosomes géants, ou polytènes ; la duplication des chromosomes peut ne pas entraîner celle du noyau (processus d’endomitoses multipliant le stock chromosomique initial : le noyau devient polyploïde). La division nucléaire, enfin, peut ne pas entraîner celle de la cellule, qui devient alors plurinucléée (syncytium ou plasmode).

Sexualité

Certaines cellules sont susceptibles de subir un processus en quelque sorte inverse de la division, de s’unir deux à deux en fusionnant leur cytoplasme (fécondation) et leur noyau (amphimixie). Ce processus est la sexualité ; ces cellules sont des gamètes qui, sauf chez quelques Protistes, sont physiologiquement et morphologiquement différents (gamète mâle ou spermatozoïde, gamète femelle ou ovule). De leur union résulte un zygote, ou œuf, dont le noyau renferme deux fois plus de chromosomes (noyau diploïde) que ceux des gamètes (noyaux haploïdes). La sexualité représente donc une mise en commun des caractères héréditaires, des gènes des deux parents.

Au cours du cycle reproductif des organismes doués de sexualité doit nécessairement intervenir un processus, ou méiose, qui, à partir de cellules à noyau diploïde issu de l’amphimixie, donne de nouveau naissance à des cellules haploïdes. La méiose comporte en règle générale deux divisions successives particulières, dans l’intervalle desquelles n’intervient pas de duplication de l’A. D. N. et des chromosomes. Durant la prophase de la première division, les couples de chromatides homologues s’associent parallèlement entre eux (zygotène), se raccourcissent (pachytène) et s’entrecroisent (diplotène) en échangeant éventuellement une partie de leur substance. Après la métaphase, chaque couple chromatidien gagne respectivement les pôles mitotiques. Cette première division (hétérotypique) aboutit à la formation de deux cellules dont les noyaux renferment un nombre haploïde de couples de chromatides. La seconde (homéotypique) répartit les chromatides de chaque couple entre deux cellules filles, dont le stock d’A. D. N. se trouve, de ce fait, diminué de moitié par rapport à celui du zygote, et qui pourraient se comporter en gamètes. Ce stock d’A. D. N. des gamètes et, par conséquent, les gènes qu’il représente sont hérités en partie de l’un et de l’autre des deux parents de l’individu dont sont issus ces deux gamètes.

Différenciation cellulaire

Chez les Protistes, les divisions aboutissent à des cellules strictement identiques entre elles et qui se séparent en menant une vie indépendante. Chez les êtres pluricellulaires, les cellules issues des divisions de l’œuf restent agrégées, grâce à une certaine adhésivité de leur membrane. Au cours des mitoses successives, elles se diversifient en se spécialisant : parmi les propriétés générales de toute cellule, telle ou telle est exacerbée (irritabilité pour les éléments nerveux, contractilité pour les cellules musculaires...) au détriment des autres. Cette spécialisation, ou différenciation, aboutit à une répartition des fonctions physiologiques de l’individu entre les cellules qu’il constitue. L’ensemble des cellules de même fonction s’associe pour former un tissu (histogenèse) ; plusieurs tissus s’agencent pour constituer un organe (organogenèse). Les processus de différenciation sont relativement irréversibles, mais il subsiste toujours, dans l’organisme, des cellules non spécialisées, ayant conservé la totalité de leurs potentialités, et à partir desquelles seront assurées la régénération et la reproduction.

J. C. et M. C.

➙ Mitose et méiose.

V. cytologie.

cellulose

Substance constitutive des parois cellulaires des végétaux.

La cellulose est un des constituants principaux des membranes végétales. Elle apparaît presque exclusivement dans ce règne, dont elle est une caractéristique. On peut cependant retrouver de la cellulose dans la tunique de certaines Ascidies.

Structure

La cellulose a la formule chimique globale (C₆H₁₀O₅)_n, comme l’amidon, le nombre n étant souvent plus élevé pour la cellulose. Ce polyholoside est en réalité une chaîne d’éléments simples β-glucopyranose, dont la liaison se fait avec perte d’une molécule d’eau. La longueur de cette chaîne peut être variable (10 000 molécules de glucose dans les fibres utilisées comme textile, 3 000 en moyenne). Ces longues chaînes restent à peu près droites, ce qui les différencie de celles de l’amidon, qui, elles, s’enroulent en hélice. Leur longueur est en moyenne de 1,5 micron et elles pourraient être vues au microscope si elles étaient assez larges. Souvent elles se trouvent accolées par plusieurs centaines et forment des fibrilles observables. La moelle de sureau ou les fibres de ramie sont des produits naturels constitués de cellulose presque pure (moins de 1 p. 100 de sels minéraux, de graisses et de protides).

Transformations

L’eau et les substances organiques sont sans effet sur la cellulose, mais celle-ci est soluble dans la liqueur de Schweitzer (solution de sulfate de cuivre dans l’ammoniaque). Les bases fortes (soude et ammoniaque concentrées) la modifient en « cellulose mercerisée » plus brillante, dont les propriétés optiques et le diagramme aux rayons X sont différents. La cellulose est soluble dans l’acide sulfurique concentré à froid et alors transformée en hydrocellulose, puis son hydrolyse peut être réalisée à chaud par des acides dilués. Le terme final de la décomposition est le glucose, mais de nombreuses substances intermédiaires se forment : cellodextrine, cellotriose (réunion de trois glucoses en C₁₈), cellobiose (sucre en C₁₂ : deux glucoses) ; ce dernier, différent du maltose, s’hydrolyse facilement en ses deux glucoses. Bien que la cellulose soit de formule voisine de l’amidon et, comme lui, formée de glucose, les amylases ne peuvent l’attaquer, car la liaison qui réunit les glucoses n’est pas la même, les enzymes étant étroitement spécifiques de la liaison à rompre. Par contre, certaines Bactéries du sol ou de l’intestin des herbivores et de nombreux Champignons possèdent des cellulases et peuvent ainsi récupérer une part importante de la substance organique formée par la photosynthèse des plantes vertes. Les végétaux supérieurs ne possèdent ordinairement pas ces enzymes, ce qui fait que la cellulose élaborée par eux ne peut être alors utilisée ultérieurement comme réserve. Enfin, certaines Bactéries attaquent par fermentation la cellulose en provoquant soit la formation de méthane (CH₄), encore appelé gaz des marais, soit celle d’hydrogène lors de la fermentation butyrique, souvent bien malodorante. De telles réactions s’amorcent généralement lors du rouissage et libèrent ainsi, si le travail est arrêté à temps, les fibres textiles utilisables.