Quelle est la taille d’une cellule ?

Une cellule hépatique humaine mesure en moyenne 25 µm de diamètre, tandis que l’amibe géante Chaos carolinense peut atteindre 1 mm de long. Il n’existe pas de taille unique pour les cellules : certaines cellules humaines familières mesurent des dizaines de micromètres de diamètre, tandis que certains organismes unicellulaires deviennent assez grands pour ressembler à des points en mouvement.

Le micromètre (µm) est une unité de longueur utilisée pour les cellules ; le nanomètre (nm) est plus petit. Ces unités permettent de suivre plus facilement le passage d’une cellule humaine à une bactérie, puis à une minuscule structure à l’intérieur d’une cellule.

Une cellule humaine peut avoir presque la largeur d’un cheveu

Un cheveu humain mesure environ 70 µm de large. Une cellule de la joue mesure 60 µm de diamètre, presque autant qu’un cheveu, et environ huit fois le diamètre d’un globule rouge. Un globule rouge mesure 7.5 µm de diamètre. Ces types de cellules humains familiers donnent une idée concrète de ce que signifie « microscopique » : la cellule de la joue est presque aussi large qu’un cheveu, tandis qu’un globule rouge est bien plus étroit.

Les cellules de la joue sont des cellules plates, dites pavimenteuses, qui tapissent l’intérieur de la bouche. Leur forme étalée leur permet de former une couche de revêtement, et il est facile de les prélever avec un écouvillon buccal. Elles sont donc souvent utilisées dans les expériences d’extraction d’ADN en classe. Le prélèvement provient d’une partie du corps que la plupart des gens peuvent atteindre, mais il faut un microscope pour bien voir les cellules.

Un adipocyte humain mature, ou cellule graisseuse, a un diamètre de 100 µm. Presque tout son intérieur est occupé par une grosse gouttelette lipidique, qui repousse le noyau vers le bord. Avec ses 100 µm, elle est environ 1.7 fois plus large qu’une cellule de la joue. Cette grosse gouttelette donne à la cellule une organisation particulière : une réserve stockée occupe la majeure partie de l’espace à l’intérieur de sa membrane externe.

Un hépatocyte, c’est-à-dire une cellule du foie, mesure en moyenne 25 µm de diamètre. Il est plus petit qu’une cellule de la joue, mais mesure environ 3.3 fois le diamètre d’un globule rouge. Les hépatocytes constituent environ 80% de la masse du foie et assurent des centaines de fonctions métaboliques. La largeur d’une cellule ne suffit pas à déterminer son rôle : l’hépatocyte, plus petit, fait partie d’un organe responsable de nombreuses activités chimiques.

Certains organismes unicellulaires sont beaucoup plus grands

Chaos carolinense est l’une des plus grandes amibes connues et peut ressembler à un point en mouvement à l’œil nu. Lorsqu’elle est étirée, elle mesure 1 mm de long, soit environ deux fois la largeur d’un grain de sable de taille moyenne. Un grain de riz est environ six fois plus long que l’amibe étirée. Le contour de l’amibe change quand elle se déplace ; sa longueur mesurée correspond donc à sa forme étirée.

Le cilié rose Blepharisma japonicum mesure 300 µm de long, soit environ 4.3 fois la largeur d’un cheveu humain. Cela correspond aussi à environ 40 fois le diamètre d’un globule rouge. Le pigment photosensible de Blepharisma, la blépharismin, lui donne sa couleur rose et peut être toxique en présence d’une lumière vive. Une cellule aussi grande reste trop petite pour être vue clairement sans grossissement, mais elle est bien plus large que le globule sanguin qui contribue à transporter l’oxygène dans votre corps.

Les bactéries réduisent l’échelle à quelques micromètres

Les bactéries sont des cellules, mais elles sont bien plus petites que les cellules humaines présentées plus haut. La bactérie en forme de bâtonnet Shigella flexneri mesure 2.5 µm de long. Un globule rouge mesure environ trois fois la longueur de Shigella. Shigella peut envahir les cellules intestinales humaines grâce à un système d’injection spécialisé. Sa petite taille ne l’empêche pas d’interagir directement avec des cellules beaucoup plus grandes.

Deinococcus radiodurans mesure 2 µm de diamètre. Cette bactérie peut survivre à des doses de radiation des milliers de fois supérieures à celles qui tueraient un humain, en réparant rapidement son ADN fragmenté. Un globule rouge fait environ 3.8 fois son diamètre. Cette bactérie n’occupe qu’un petit espace à côté d’un globule sanguin, mais son système de réparation peut restaurer le matériel génétique endommagé.

La cyanobactérie marine Synechococcus mesure en moyenne 1 µm de diamètre. Un globule rouge est environ 7.5 fois plus large, et Synechococcus fait environ la moitié du diamètre de Deinococcus radiodurans. Synechococcus est l’un des organismes photosynthétiques les plus abondants sur Terre et contribue fortement à la production mondiale d’oxygène. Son rôle dépasse largement sa minuscule silhouette : ces cellules participent à la photosynthèse dans les océans.

Les virus sont plus petits que les cellules, mais ne sont pas des cellules

Parmi les cellules connues les plus petites, Mycoplasma genitalium mesure environ 0.3 par 0.6 micromètre (s’ouvre dans un nouvel onglet). Il existe aussi des structures plus petites à l’intérieur des cellules. Un lysosome est un organite délimité par une membrane et contenant des enzymes digestives qui décomposent les déchets et les débris cellulaires ; son diamètre typique est de 500 nm. Cela représente environ la moitié du diamètre de Synechococcus. Un lysosome fait partie d’une cellule ; ce n’est pas une cellule indépendante.

Une particule du virus de Lassa mesure 100 nm de diamètre, soit environ un cinquième du diamètre d’un lysosome. Les virus ne peuvent pas se reproduire seuls : ils utilisent la machinerie d’une cellule hôte. Cette distinction compte même à cette échelle : un virus peut être plus petit qu’une cellule, mais il ne se reproduit pas de manière indépendante.

Un globule rouge mesure environ 75 fois le diamètre d’un virus de Lassa, et pourtant le virus a toujours besoin d’une cellule hôte pour se reproduire.