Pour en savoir plus
Programme officiel
Ministère de l’Éducation nationale – Sciences de la vie et de la Terre, classe de Seconde générale et technologique
- Thème 1 : La Terre, la vie et l’organisation du vivant
- Sous-thème : L’organisation fonctionnelle du vivant
- L’organisme pluricellulaire, un ensemble de cellules spécialisées
Consulter le programme officiel – Bulletin officiel du 22 janvier 2019
Bibliographie et ressources institutionnelles
- Ministère de l’Éducation nationale – Éduscol. L’organisation fonctionnelle du vivant. Ressource d’accompagnement du programme de SVT de Seconde, consacrée à l’organisation des organismes et à la spécialisation cellulaire.
- Consulter les ressources officielles de SVT
- Ministère de l’Éducation nationale – Édubase. La plante araignée : un modèle pour étudier les cellules spécialisées en seconde. Académie de La Réunion, mise à jour le 17 avril 2026. Une ressource consacrée à l'observation des tissus végétaux et à l'organisation de la paroi cellulaire.
- Consulter la ressource Édubase
- Ministère de l’Éducation nationale – Édubase. Mettre en relation l’expression de certains gènes et la spécialisation des cellules. Académie de Lyon, 2020. Une activité scientifique reliant les caractéristiques des cellules spécialisées à l’expression des gènes.
- Consulter la ressource Édubase
Lire le texte de l'épisode
Épisode 1 – Toutes les cellules ont-elles le même programme ?
Vous avez pensé à remercier vos cellules ?
Vous avez déjà pensé à remercier vos cellules ? Non ? C'est assez compréhensible. On ne les voit pas, on ne les entend pas et, à vrai dire, elles ne demandent pas beaucoup de reconnaissance.
Pourtant, pendant que vous écoutez ce podcast, certaines participent à votre digestion, d'autres transmettent des messages nerveux, et d'autres encore vous protègent des microbes. Tout cela sans la moindre instruction de votre part. Heureusement, d'ailleurs ! Imaginez devoir organiser personnellement le travail de chacune de vos cellules avant de prendre votre petit-déjeuner. Vous y seriez encore demain.
Voici ce qui est curieux : ces cellules, pourtant si différentes, descendent d'une seule et même cellule, la cellule-œuf. Et elles possèdent, au départ, la même information génétique. Alors pourquoi ne font-elles pas toutes la même chose ?
1. Une cellule peut-elle vivre toute seule ?
Pour comprendre, on peut commencer par s'intéresser à un être vivant qui n'a personne avec qui partager le travail : la paramécie.
Elle est microscopique, vit dans l'eau et se déplace grâce à de minuscules cils. Elle se nourrit, échange de la matière avec son environnement et se reproduit.
Rien d'extraordinaire, me direz-vous. Sauf qu'elle fait tout cela avec une seule cellule ! C'est ce qu'on appelle un organisme unicellulaire : une cellule unique, chargée d'assurer toutes les fonctions nécessaires à la vie. Tout un art ! Et pour accomplir autant de choses dans un espace aussi minuscule, encore faut-il être bien organisée. Voyons donc ce que notre paramécie a à sa disposition.
D'abord, une membrane plasmique, qui délimite la cellule et participe aux échanges avec l'extérieur. À l'intérieur, le cytoplasme, où se déroulent de nombreuses activités. On y trouve également des organites, de petites structures qui assurent des fonctions particulières. Le noyau, par exemple, contient l'information génétique.
Pour observer cette organisation invisible à l'œil nu, les scientifiques disposent de précieux instruments. Le microscope optique permet de distinguer les cellules et certains de leurs organites ; le microscope électronique, lui, révèle des structures encore plus minuscules.
Une cellule peut donc, à elle seule, constituer un organisme vivant. C'est pourquoi on la considère comme l'unité fondamentale du vivant.
Mais pourquoi tant d'êtres vivants, dont nous faisons partie, sont-ils constitués de milliards de cellules ? Parce que la vie à plusieurs offre une possibilité dont notre paramécie ne profite pas : la spécialisation. Et vous allez voir, certaines cellules ont développé des compétences assez étonnantes.
2. Toutes les cellules n'ont pas le même métier
Après notre paramécie, qui se débrouillait toute seule, faisons connaissance avec l'élodée, une plante aquatique qui a choisi, si l'on peut dire, une tout autre organisation.
Certaines de ses cellules possèdent des chloroplastes, de petits organites verts où se déroule la photosynthèse. Grâce à l'énergie lumineuse, elles fabriquent de la matière organique. Un talent plutôt appréciable pour une plante ! D'autres cellules, en revanche, s'occupent de fonctions bien différentes, comme l'absorption de l'eau et des sels minéraux ou la reproduction.
Chacune a donc ses particularités. Certaines possèdent des chloroplastes, d'autres non. Leur structure et leur équipement sont adaptés à leur fonction. Cette répartition des rôles porte un nom : la spécialisation cellulaire. Autrement dit, les cellules acquièrent des caractéristiques particulières qui leur permettent d'accomplir des fonctions précises.
Et nous ne faisons pas exception ! Nos cellules nerveuses sont adaptées à la transmission des messages nerveux, tandis que certaines cellules de notre peau participent à la protection de l'organisme. Difficile d'imaginer deux activités plus différentes, et pourtant, elles se déroulent tranquillement au sein du même être vivant.
Seulement, avoir des cellules spécialisées ne suffit pas. Encore faut-il qu'elles puissent travailler ensemble. Car une cellule de la peau, aussi compétente soit-elle, ne fabrique pas une peau à elle toute seule. Pour cela, il faut toute une organisation… et quelques moyens de rester soudées.
3. Ce qui se cache sous votre peau
Justement, cette organisation, nous l'avons sous les yeux. Regardez votre main : votre peau semble former une surface continue. En réalité, elle est constituée de plusieurs couches de cellules aux caractéristiques différentes. À la surface, des cellules mortes forment une barrière contre les agents pathogènes. Plus profondément, des cellules vivantes contribuent notamment à la protection contre les ultraviolets.
Ces couches de cellules constituent des tissus, c'est-à-dire des ensembles de cellules qui se ressemblent et remplissent une même fonction. Leur association forme un organe : la peau. Une protection bien plus élaborée qu'il n'y paraît !
Et ces fameux moyens de rester soudées ? Ils existent bel et bien. Les cellules adhèrent les unes aux autres grâce, notamment, à un ensemble de molécules situées à l'extérieur : la matrice extracellulaire. Chez les végétaux, la paroi cellulaire, composée entre autres de cellulose et d'hémicellulose, participe à cette cohésion.
Nous découvrons ainsi qu'un organisme pluricellulaire ne se résume pas à une accumulation de cellules. Celles-ci se spécialisent, s'associent en tissus et forment des organes qui assurent différentes fonctions. Reste à comprendre ce qui les rend si différentes, alors qu'elles possèdent, à l'origine, la même information génétique.
4. Quatre lettres pour une quantité incroyable d'informations
Pour comprendre ce qui distingue nos cellules, il faut maintenant s'intéresser à ce qu'elles ont en commun : leur ADN. Vous connaissez probablement ces trois lettres. Leur nom complet, en revanche, est un peu moins accueillant : acide désoxyribonucléique. Nous nous en tiendrons à ADN, si vous le voulez bien !
Cette molécule porte l'information génétique. Pour imaginer sa forme, représentez-vous une échelle souple dont on aurait torsadé les deux côtés. Vous obtenez une double hélice : la structure caractéristique de l'ADN.
Mais de quoi cette drôle d'échelle est-elle faite ? Chaque brin est constitué d'une succession de petites unités appelées nucléotides. Il en existe quatre types dans l'ADN : adénine, thymine, cytosine et guanine. Heureusement, ils ont aussi des noms plus courts : A, T, C et G.
Ces quatre nucléotides ne s'associent pas n'importe comment. A va avec T, et C avec G. C'est la règle de complémentarité. Grâce à elle, si l'on connaît la succession des nucléotides sur un brin, on peut retrouver celle de l'autre.
Mais le véritable secret de l'ADN ne réside pas seulement dans ces associations. Il se trouve dans l'ordre des nucléotides. Prenez quatre lettres : R, A, M et E. Avec elles, vous pouvez écrire « rame ». Changez leur ordre, et vous obtenez « mare ». Rien n'a été ajouté, rien n'a été retiré. Pourtant, le sens a changé.
Pour l'ADN, le principe est comparable. C'est l'ordre des nucléotides, autrement dit leur séquence, qui porte l'information génétique. Certaines portions de cette molécule constituent des gènes : des séquences de nucléotides porteuses d'une information génétique. Et avec seulement quatre types de nucléotides, imaginez le nombre de séquences possibles !
Nous voici donc devant une molécule capable de contenir une quantité prodigieuse d'informations. Mais il reste une subtilité, et elle est décisive pour notre enquête : une cellule peut posséder une information sans nécessairement l'utiliser. C'est là que les choses deviennent vraiment intéressantes.
5. Le pancréas nous donne la réponse
Pour comprendre toute l'importance de cette distinction, intéressons-nous à un organe qui ne manque pas de ressources : le pancréas.
Certaines de ses cellules fabriquent des enzymes qui participent à la digestion. D'autres produisent de l'insuline, une hormone qui contribue à réguler la quantité de glucose dans le sang, autrement dit la glycémie. Deux activités bien différentes, assurées au sein d'un même organe.
Et voici le détail qui change tout : ces cellules possèdent généralement les mêmes gènes ! Elles disposent donc de la même information génétique, mais n'en font pas le même usage.
En biologie, on dit qu'un gène est exprimé lorsque l'information qu'il contient est utilisée pour permettre la fabrication d'un produit, notamment une protéine. Dans certaines cellules du pancréas, les gènes nécessaires à la production d'enzymes digestives sont exprimés. Dans d'autres, c'est notamment le gène de l'insuline qui entre en jeu.
Les cellules n'utilisent donc pas toutes les mêmes parties de leur information génétique. Ce phénomène porte un nom : l'expression différenciée des gènes.
Et cette fois, nous tenons notre réponse ! Les cellules issues d'une même cellule-œuf peuvent devenir différentes parce qu'elles n'expriment pas toutes les mêmes gènes. Elles produisent ainsi des molécules différentes, développent des caractéristiques particulières et accomplissent des fonctions spécialisées.
Conclusion – Merci, les cellules !
Nous étions partis d'une question assez simple : pourquoi nos cellules ne font-elles pas toutes la même chose ? Nous savons maintenant qu'elles peuvent posséder la même information génétique sans l'utiliser de la même manière.
Alors, faut-il remercier ses cellules ? Après tout, elles ne font que leur travail. Mais reconnaissons-le : elles le font plutôt bien. Et pendant que vous écoutiez leur histoire, elles n'ont pas arrêté une seule seconde.
L'équipe
- Conception et réalisation : Angela Braito et Louis Gosse
Voix : Louis Gosse