Les cellules
somatiques sont toutes les cellules qui composent l'organisme, y compris
l'organe, le muscle, la graisse, les os et les cellules de la peau. Les seules
exceptions sont les œufs et spermatozoïdes cellules, aussi appelées cellules
germinales, qui sont impliqués dans la reproduction sexuée. Bien que les
cellules somatiques soient très différentes dans leur forme et la fonction, dans
un seul organisme, ils contiennent tous le même ADN. Ceci est possible parce
que différents types de cellules expriment leur ADN différente. Ces cellules
sont utilisées dans de nombreux types de recherche et sont un élément important
de la technologie des cellules souches adultes, ainsi que le clonage
scientifique.
Anatomie cellulaires
La plupart des
cellules somatiques sont ordonnées de la même façon. Chacun contient un noyau
en son centre, à l'intérieur duquel ses chromosomes sont contenus. La cellule
est remplie d'un liquide appelé cytosol, ce qui est de l'eau et des sels
dissous. Des structures appelées organelles flottent dans le cytosol, en même
temps que des molécules organiques, telles que des protéines et des lipides.
Organites sont organisés groupements de molécules ayant des fonctions
spécifiques, comme la production de protéines, la production d'énergie, et la
répartition des déchets cellulaires.
ADN contenu
Les cellules
somatiques d'une espèce animale contiennent un certain nombre de chromosomes
qui doit être maintenu pour que les cellules fonctionnent correctement. Chez
l'homme, elles contiennent chacune 46 chromosomes, qui comprennent 22 paires de
chromosomes homologues et une paire qui est non homologue. Les deux chromosomes
dans une paire homologue contiennent les mêmes gènes dans le même ordre, mais
la séquence d'ADN exacte de chaque gène est différente entre la paire. Chacune
des paires de chromosomes homologues est
désignée par un numéro, de 1 à 22.
La paire non
homologue est les chromosomes sexuels, qui sont désignés X ou Y. Le jumelage de
ces chromosomes détermine si un œuf fécondé, ou zygote, se développe en une
fille ou un garçon. Il existe quelques rares exceptions près, mais en général,
chaque œuf porte un seul chromosome X, et chaque cellule de sperme a un X ou
d'un Y. Lorsque l'œuf est fertilisé par un spermatozoïde X-portant, le zygote
résultant se développe en tant que femelle, quand un œuf fusibles avec un
spermatozoïde Y-portant, le zygote est un homme.
Les cellules
germinales contiennent chacun 23 chromosomes. Lorsque l'œuf et le sperme
fusible pour produire un zygote, la nouvelle cellule est donc le complément
entier de 46, avec une série de 23 à partir de l'œuf et l'autre du sperme.
Toutes les cellules somatiques qui se développent à partir du zygote ont les
mêmes 46 chromosomes.
Expression de
l'ADN
Les cellules
somatiques sont de plusieurs types, chacun avec des propriétés différentes.
Cellules appelées ostéoblastes créer os par le dépôt de phosphate de calcium
sur un collagène cadre. Les cellules d'une petite partie du cœur, appelé nœud
sinusal, sont chargés de contrôler le rythme des battements du cœur. Dans
l'estomac, trois types de cellules spécifiques sécrètent les digestifs enzymes
qui décomposent la nourriture. Tous ces différents types ont le même ADN.
Cela est
possible en raison d'un processus appelé expression d'ADN. Même si toutes les
cellules possèdent les mêmes gènes dans les mêmes combinaisons, chaque cellule
utilise les gènes d'une manière différente. L4expression de l'ADN fait
référence à si oui ou non un gène spécifique est actuellement utilisé comme
matrice pour créer des protéines. Lorsqu'un gène est activement exprimé, cela
signifie que la cellule en question est la production de nouvelles copies de la
protéine associée au gène. Chaque type de cellule dans le corps exprime
différentes combinaisons de gènes, ce qui permet aux cellules d'avoir des
propriétés différentes, même si elles sont toutes identiques génétiquement.
Division
cellulaire
Les cellules
somatiques se répliquent en deux étapes. La première étape est appelée la mitose,
dans lequel la teneur en ADN de la cellule est répliqué. Dans l'étape suivante,
la cytokinèse, la cellule se divise. Cela laisse chacune des deux nouvelles
cellules avec une série complète de 46 chromosomes, et environ la moitié des
organites et cytosol de la cellule mère.
Cellules souches
somatiques
Toutes les
cellules somatiques sont issues du même type cellulaire, appelée une cellule
souche pluripotente. La source la plus riche de ces cellules est de la moelle
osseuse de gros os tels que le fémur. Pluripotent des cellules souches sont
uniques en ce sens qu'elles peuvent se différencier en n'importe quel autre
type de cellules dans le corps, mais une fois que cette différenciation se
produit, la cellule est fixée à son état neuf, et ne peuvent pas se
transformer en un autre type de cellule.
Les
scientifiques qui travaillent sur les cellules souches ont découvert qu'il est
possible de transformer certains types de cellules différenciées de retour sur
les cellules souches. Cela se fait par "reprogrammation" des cellules
d'exprimer certains gènes cruciaux qui forcent les cellules pour revenir à un
état pluripotent. Des recherches plus poussées dans ce domaine pourraient
déboucher sur de nouvelles façons de traiter les maladies génétiques comme la
drépanocytose, ainsi que de nombreux types de cancer.
Technologie de
Clonage
Ce type de cellule
est utilisée dans un autre domaine de la recherche expérimentale appelée
clonage. Un clone est une copie exacte de quelque chose, dans la recherche, il
peut se référer à une technique appelée transfert nucléaire de cellules
somatiques, par lequel un organisme entier peut être produite. Dans cette
technique, le noyau d'une cellule somatique est transplanté dans un œuf à
partir de la même espèce. L'œuf a été dépouillé de son propre ADN, donc l'ajout
du noyau signifie l'œuf a une gamme complète de chromosomes, et n'a pas besoin
d'être fécondé.
Une fois que le
transfert nucléaire est terminé, l'œuf est implanté dans l’utérus d'une femelle
de la même espèce. S'il passe la gestation avec succès et est né, les cellules de
l'organisme nouveau sont des clones de la cellule d'origine. Le premier animal
cloné avec succès à partir d'une cellule somatique était une brebis nommée
Dolly, qui est né en 1996. Depuis lors, plusieurs animaux d'autres espèces, y
compris les rats, les chats, les chiens et les bovins, ont été clones.