Pourquoi la cellule ressemble t-elle à une usine ?

[SSOMW]

Bonjour, je me demandais comment cela se fait-il que la cellule ressemble beaucoup à une usine, alors qu'elle ne contient aucun organisme vivant en elle-même ?

Il n'y a aucune conscience qui régule son fonctionnement, pourtant son organisation est très structuré, comment cela se fait-il ?

Et comment fonctionne les différents déplacements que produisent ses organites ? Quelle est la cause du déplacement de l'ARN polymérase dans le noyau par exemple, et qu'est-ce qui la guide pour se positionner correctement ? Et ses déplacement sont-ils d'ordre d'effets chimiques ou moteur ?
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[noir_ecaille]

Vaste question !


Déjà on parle d'une cellule a priori eucaryote puisqu'on parle d'organites. C'est certainement le modèle le plus complexe qui existe de part justement ces compartimentations... quoique chaque organite ait un fonctionnement plus "simple" (car spécialisé) qu'une colonie bactérienne, laquelle peut être beaucoup plus synchronisée/organisée qu'on ne le pense souvent

Il n'y a en effet pas de "nano-organisme" ou quoi pour mouvoir la machinerie cellulaire. Tout se base sur des chaînes procédurale de réactions chimiques, avec émergence de boucles (ex : un produit réactionnel qui va influencer des procédures dans l'enchaînement dont il est issu ou dans d'autres enchaînements) qu'on appelle rétro-contrôles. Sachant qu'on parle de la cellule eucaryote moderne, elle est beaucoup plus complexe que ses ancêtres, donc il en va de même pour les chaînes procédurales du métabolisme. Il est hautement probable que l'ancêtre de la cellule eucaryote ait "ressemblé" aux archées et/ou bactéries, donc que ce fut anciennement un procaryote.

Les organites dans leur grande majorité sont maintenus voire structurés par des protéines cytosquelettiques. C'est un peu comme des Légos qui peuvent s'assembler et se désassembler "à l'envie", sorte de toile tridimensionnelle qui sert autant de "poutres" que de "rails" aux différentes sous-unités cellulaires. D'autres protéines permettent l'ancrage des organismes à ce cytosquelette, soit de façon motile (la "fixation" peut ou non glisser le long d'un "rail"), soit de façon terminale (le bout d'un filament protéique s'accroche fermement et c'est la polymérisation/dépolymérisation éventuelle à l'autre bout qui va "tirer" ou "pousser" le bastringue). Tout ça fonctionne beaucoup avec les fameuses boucles rétro-contrôles, donc c'est orchestré/motorisé par les réactions chimiques du métabolisme.

Côté enzymes, cela peut paraître finement organisé mais il y a un facteur aléatoire très présent En effet, heureusement que les réactions ont lieu dans un tout petit volume, car la rencontre/approche initiale entre une enzyme et son substrat dépend d'une part de l'affinité de l'enzyme pour ledit substrat (un peu comme des pièces de puzzle un peu lâche) mais avant ça, des mouvements browniens qui animent les molécules. Ça explique pour parti l'effet conservateur du froid puisqu'on gèle justement les mouvements erratiques des liquides On parle souvent du cas de figure où l'enzyme se présente "bien" pour s'attaquer au substrat, mais en réalité c'est un peu au petit bonheur la chance que les deux se rapprochent et se présentent. Comme on parle de très petits volumes, l'agitation est souvent suffisante pour que suffisamment de rencontres se fassent et que suffisamment se présentent favorablement à l'initiation de l'accroche enzyme-substrat.


Si on prend l'ARN polymérase, il y a beaucoup à dire. Déjà elle reconnaît/s'accroche à des sites de liaison sur l'ADN qu'on appelle séquences promotrices. Ensuite il faut qu'au moins un de ces sites soit disponible, c'est à dire "à nu" pour ne pas gêner l'arrimage de l'enzyme ou qu'un facteur de transcription fasse la courte échelle pour faciliter ce même arrimage. Plusieurs cas de figure simplifiés :
- l'ADN est "nu" et une ARN-pol de passage s'y arrime
- l'ADN est "nu" et un facteur de transcription de passage s'y arrime, permettant à son tour à une ARN-pol ou succession d'ARN-pol de s'arrimer
- l'ADN est "non-nu" avec des facteurs de non-transcription arrimés qui masque le site (cas très connu du fameux opéron lactose d'Escherishia coli)
- l'ADN est "non-nu" avec des facteurs qui empêchent la décondensation de la chromatine


Voilà. En espérant avoir un petit peu éclairci les mystères de la cellule