Question d'origine :
Comment explique t-on, aujourd'hui, que lorsque les cellules de l'oeuf d'un être vivant se divisent, à un moment donné, une cellule va "choisir" de devenir une cellule nerveuse, osseuse, etc ?
Le matériel génétique contient-il un "plan" de l'organisme à construire et comment ce plan est-il mis en oeuvre ?
Réponse du Guichet
bml_sci
- Département : Sciences et Techniques
Le 15/02/2005 à 17h36
La question que vous posez est une question extrêmement complexe ; cependant, les termes que vous utilisez pour la formuler, « choix », « plan » suggèrent une intention, la volonté d’atteindre une fin, concepts qui ne sont pas du ressort de la science ; la science, elle, essaie de mettre plutôt en lumière les causes et les conséquences des phénomènes observés.
Quant au fond, le texte qui suit devrait vous apporter quelques éléments de réponse :
« Les organismes vivants pluricellulaires sont constitués de milliards de cellules, dont certaines se renouvellent de façon continue. Ce sont les troubles du contôle de ces multiplications continues qui sont à l’origine du cancer…
Toutes les cellules d’un tissu normal n’ont pas les mêmes fonctions biologiques. Au sein de celles-ci, on distingue les cellules souches, ou cellules capables de se reproduire elles-mêmes, en donnant deux cellules différentes : une identique à elle-même (prolifération sans modification du phénotype) et l’autre débutant le processus de différenciation (nouveau phénotype), qui permet aux tissus de l’organisme d’avoir des fonctions spécialisées.
Les cellules souches sont peu nombreuses dans le tissu normal, et leur taux de multiplication est très variable d’un tissu à l’autre : pratiquement nul pour certains tissus en dehors d’une agression externe (exemple, les cellules hépatiques), ou permanent mais à un taux variable selon les stimulus externes (facteurs de croissance par exemple). Les exemples les mieux étudiés sont les myéloblastes de la moelle osseuse ou les cellules des cryptes intestinales. […]
Toutes les cellules sont égales génétiquement, mais non dans leur phénotype. La différenciation consiste dans une perte d’expression des gènes. Ainsi, le génome humain comprend environ 100.000 gènes, mais une cellule n’en exprime le plus souvent que 10.000. Les gènes exprimés par une cellule dépendent de son origine embryonnaire, du stade de développement de l’organisme, de l’environnement du tissu ou de la cellule et des fonctions à remplir.
La différenciation est en rapport avec des gènes qui répriment ou expriment d’autres gènes. Elle débute très tôt dans la vie embryonnaire : au début, les cellules se multiplient beaucoup, puis elles commencent à se différentier et à migrer. Cette différenciation est parfois contrôlée par des protéines particulières (onco-protéines plasmatiques) qui ne seront plus exprimées après la naissance ou à l’âge adulte, mais pourront s’exprimer de nouveau en cas de cancer.
La différenciation terminale survient chez l’être développé et correspond à des fonctions très spécialisées. Certaines cellules, muscle, nerf persistent pendant toute la vie de l’individu. D’autres, cellules épidermiques, de l’intestin, etc., meurent très rapidement après la différenciation et doivent être renouvelées en permanence.
Quand on force une cellule différentiée à se multiplier (transfert d’un oncogène), les cellules ne se différentient plus mais se multiplient. A l’inverse, certains agents permettent une différenciation des cellules cancéreuses qui arrêtent de se multiplier. Il existe un certain antagonisme entre différenciation et multiplication cellulaire. »
En consultant le site dont est extrait ce texte (Centre de lutte contre le cancer de Basse Normandie), vous trouverez quelques schémas explicatifs qui pourront vous éclairer.
Si vous souhaitez approfondir le sujet, vous pourriez consulter "biologie cellulaire et moléculaire : concepts et expérience" de Gerald Karp, ou bien "L'embryon chez l'homme et l'animal" sous la coordination de J Martal, textes difficiles qui donnent une bonne idée de la complexité du sujet.
Enfin, vous aurez une vue assez juste de l’importance du sujet en constatant qu’une requête avec « cellules différenciation » comme mots clés dans la base de donnée LexisNexis « ramène » quelques soixante-dix huit réponses depuis un an, uniquement dans la presse en français !
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