Glossaire

Les termes sont classés par ordre alphabétique. Dans chaque définition, les mots en gras renvoient à une autre définition.

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A

ADN : l’acide désoxyribonucléique (ADN) est le support de l’information génétique chez la plupart des organismes (certains organismes comme des virus ont un génome composé d’ARN). L’ADN est habituellement formé de deux chaînes nucléiques assemblée en double hélice.

Aimantation : grandeur vectorielle (c’est-à-dire représentable par une flèche) qui permet de décrire à quel point un objet est aimanté, et dans quelle direction son champ magnétique est dirigé. Par exemple, l’aimantation d’un aimant est dirigée dans la direction Sud → Nord, et est d’autant plus grande que l’aimant est puissant. Cette notion se généralise aux objets microscopiques, notamment aux atomes, qui possèdent leur propre aimantation.

Algorithme : suite finie et non ambiguë d’opérations ou d’instructions permettant à une machine de résoudre une classe de problèmes.

Amibe : être vivant unicellulaire eucaryote qui se déplace en émettant des prolongements de différentes formes (pseudopodes). Les amibes vivent dans les milieux aquatiques et dans les sols, et certaines se trouvent également dans les intestins de l’homme.

Anisotrope : voir isotrope.

Anticorps : protéine (immunoglobuline) produite par les lymphocytes B et capable de reconnaître un antigène considéré comme étranger (principalement à la surface d’une cellule infectée ou d’un microorganisme pathogène). Cette reconnaissance induit l’élimination de la cellule ou du pathogène par les macrophages. 

Antigène : macromolécule que le système immunitaire reconnaît comme étrangère, et qui va déclencher une réponse de sa part après liaison avec un anticorps. 

Apoptose : mort programmée d’une cellule. Processus physiologique normal déclenché entre autres après un certain nombre de divisions cellulaires, au cours du développement embryonnaire ou dans une cellule accumulant un certain nombre de mutations. Plus d’informations sur les différents types de mort cellulaire.

Archées (Archaea) : microorganismes unicellulaires procaryotes constituant un des trois domaines du vivant.

ARN de transfert (ARNt) : petite molécule d’ARN qui traduit un codon en acide aminé au cours de la synthèse protéique (traduction). Cet ARN possède une séquence de 3 bases (anti-codon) complémentaire à un codon déterminé de l’ARNm ainsi qu’un site auquel est attaché un acide aminé spécifique.

ARN messager : l’acide ribonucléique messager (ARN messager, ARNm) est une molécule d’ARN synthétisée à partir d’une molécule d’ADN et à partir de laquelle une protéine est synthétisée.

B

Bactéries (Bacteria) : microorganismes unicellulaires procaryotes constituant un des trois domaines du vivant.

Bactériophage (ou simplement phage) : virus qui infecte les bactéries.

C

Carcinome : tumeur issue de cellules epithéliales (peau, pancréas, poumons, etc.)

Catalyse : accélération ou facilitation d’une réaction chimique par l’ajout d’un élément chimique appelé catalyseur. La catalyse ne modifie pas le rendement de la réaction. Pour en savoir plus.

Champ électrique : champ vectoriel (un vecteur est ainsi défini en chaque point de l’espace) créé par les particules chargées dans l’espace autour d’elles. Plus précisément, si l’on considère deux particules chargées situées à une certaine distance l’une de l’autre, alors la particule 1 agit sur la particule 2 (et inversement) via la force de Coulomb. Le champ électrique est alors défini comme cette force divisée par la charge de la particule 2. Le champ électrique est donc une force par unité de charge.

Clade : groupes d’individus (vivants ou disparus), comprenant un organisme particulier et la totalité de ses descendants.

Contrainte : force par unité de surface que l’on exerce sur un matériau ou un liquide. La contrainte la plus connue est la pression qui s’exerce de manière perpendiculaire à la surface, mais on peut exercer une contrainte tangentielle en cisaillant le matériau ou le fluide.

Cristal : assemblage ordonné d’atomes (ou de molécules) selon une structure qui se répète périodiquement. Par exemple les métaux, les minéraux qui constituent les roches, la glace, sont des cristaux. Tous les solides ne sont pas des cristaux : le plastique, le verre, le bois n’en sont pas car leur structure microscopique n’est pas périodique.

Cytokine : molécule impliquée dans la communication chimique entre différentes cellules d’un même organisme. La réception d’une cytokine par une cellule-cible résulte en une modification d’une de ses activités ou fonctions. Cette définition générique recouvre une grande diversité de molécules et de cas, même si on utilise ce terme le plus souvent pour parler de molécules de communication entre les cellules du système immunitaire. Ainsi, les interleukines (identifiée initialement comme des molécules de communication entre « globules blancs » appelés leucocytes) et les chimiokines (capables d’attirer les cellules immunitaires) appartiennent à la grande famille des cytokines.

Cytosquelette (ou squelette moléculaire) : ensemble de molécules intracellulaires responsables entre autres de la forme, des propriétés mécaniques et du déplacement des cellules. Exemples : actine, microtubules.

D

Densité : désigne le nombre d’entités (particules, atomes, cellules, personnes, etc.) par unité de volume. Elle s’exprime en général en m-3. La densité peut également désigner la densité d’un milieu qui vaut sa masse volumique divisée par celle de l’eau valant environ 1000 kg.m-3 à température ambiante.

E

Émulsion : mélange de deux liquides non miscibles, par la dispersion de l’un des deux sous formes de gouttelettes dans l’autre. L’exemple le plus courant est la dispersion de gouttelettes d’huile dans de l’eau, comme lorsque l’on fait une vinaigrette ou une mayonnaise.

Énergie : grandeur physique qui caractérise à quel point il est coûteux/instable pour ce système d’être dans une configuration donnée. L’énergie libre est une variante de l’énergie, adaptée aux cas où le système étudié est maintenu à une température fixée.

Entropie : grandeur abstraite de thermodynamique quantifiant le désordre microscopique d’un système physique. L’augmentation de la température ou le passage d’un état solide à un état liquide sont des transformations qui augmentent l’entropie du système. Pour en savoir plus, voir ici ou ici.

Enzyme : protéine permettant la réalisation de réactions chimiques ayant lieu dans un organisme vivant, en jouant le rôle de catalyseur. Son nom a pour suffixe -ase.

Espérance : moyenne théorique que l’on espère trouver en répétant plusieurs fois une expérience aléatoire. Si X est la variable aléatoire que l’on étudie, l’espérance de X se note alors E[X]. Par exemple, si X est le nombre de points obtenus en lançant un dé équilibré, alors E[X] = (6+5+4+3+2+1)/6 = 3,5.

Essai clinique : la mise au point de molécules thérapeutiques chez l’humain passe par plusieurs étapes : d’abord des études expérimentales sur des cellules (in vitro) puis pré-cliniques sur des modèles animaux. Si ces essais sont concluant, la molécule thérapeutique potentielle est testée chez l’humain au cours d’un essai clinique. Cette étape permet de tester si la molécule d’intérêt peut être commercialisée sous forme de médicament. Elle se divise en quatre phases (I, II, III et IV) et évalue les mécanismes d’action du potentiel médicament à l’étude, la tolérance des patients à ce dernier, ses effets indésirables. Elle définit aussi la dose à administrer, étudie son efficacité ainsi que ses effets à long terme.

État fondamental : d’un point de vue de la physique classique, c’est, parmi toutes les configurations possibles à basse température, celle de plus basse énergie, donc celle qu’adoptera le système à l’équilibre. D’un point de vue quantique, c’est l’état propre (= un état dont l’énergie est bien définie) de plus basse énergie. Expérimentalement, c’est la structure à laquelle on accède en moyenne en faisant des mesures à basse énergie.

Eucaryote : organisme dont le matériel génétique de chaque cellule se trouve à l’intérieur d’un noyau. Constitue aussi un des trois domaines du vivant.

Évapotranspiration : transfert d’eau de la surface de la terre et des océans vers l’atmosphère, via la transpiration des plantes et l’évaporation.

F

Fractale : objet qui présente la même structure quelle que soit l’échelle à laquelle on l’observe. Une fractale parfaite est un objet mathématique créé. Dans la nature, il n’existe que des objets présentant des formes fractales approximatives comme les flocons de neige, le chou romanesco et certaines parties du corps humain.

G

Gène : fragment d’ADN responsable de l’expression d’un caractère héréditaire, caractérisé par une séquence de nucléotides.

Gène suppresseur de tumeur : gène dont l’expression limite la prolifération cellulaire, et donc l’apparition éventuelle d’un cancer.

Génome : ensemble des gènes d’un organisme, d’une cellule ou d’un virus.

Gradient : variation dans l’espace d’une grandeur scalaire ou vectorielle. Par exemple, un gradient de température apparaît sur les vitres de votre maison lorsqu’il faut chaud à l’intérieur et froid à l’extérieur : la température varie de manière continue entre les deux températures limites de part et d’autre de la vitre. Un opérateur mathématique est défini afin de quantifier et de calculer un gradient. Pour plus d’informations, voir ici

H

Héréditaire : se dit de ce qui se transmet génétiquement, d’une génération à une autre.

Hôte : organisme qui héberge un autre organisme. Selon les effets de la présence de l’organisme hébergé sur l’hôte, on distingue plusieurs types de relations :
● hôte/pathogène ou hôte/parasite, si l’organisme hébergé par l’hôte provoque des désagréments à l’hôte, tout en tirant bénéfice de l’interaction ;
● hôte/symbiote, si l’organisme hébergé ET l’hôte tirent tous les deux un bénéfice de l’interaction ;
● hôte/commensal, si l’organisme hébergé tire un bénéfice de l’interaction sans provoquer de désagrément pour l’hôte.

I

Immunité adaptative : seconde vague de défense de l’organisme contre les infections et les situations de danger. L’immunité adaptative est une réponse lente, nécessitant une période de 4 à 6 jours pour être efficace lors de sa première rencontre avec un pathogène. Cependant, elle est spécifique et efficace, et possède une mémoire immunitaire permettant une réponse plus rapide et encore plus efficace lors d’une rencontre ultérieure avec ce même pathogène (principe de la vaccination). 

Immunité innée : première vague de défense de l’organisme contre les infections et les situations de danger. L’immunité innée est une réponse rapide et stéréotypée (toujours les mêmes événements) mais non spécifique d’un pathogène en particulier. Elle ne possède globalement pas de mémoire. Elle permet la mise en place de l’immunité adaptative, seconde vague de défense, plus spécifique et efficace.

Inflammation : ensemble de réactions vasculaires et cellulaires complexes induites par le système immunitaire inné, après détection d’un pathogène ou d’un danger. L’inflammation comporte des signes vasculaires macroscopiques (sensation de chaleur, rougeur, tuméfaction) et des signes de douleurs au niveau du site d’inflammation (plaie par exemple). Elle permet principalement le recrutement des cellules immunitaires au niveau du site d’infection ou de danger.

Intégration multisensorielle : processus cérébral qui permet d’intégrer les différentes informations sensorielles disponibles en une perception cohérente. Plusieurs mécanismes peuvent être mis en place afin d’intégrer les informations entre elles : dans certains cas, les informations vont se confirmer entre elles, tandis que dans d’autres, un type d’information dominera.

Isotrope : dans un milieu isotrope, la direction considérée n’influe pas sur les propriétés physiques du milieu (conductivité, indice optique, etc.). Contraire d’anisotrope.

L

Leucémie : tumeur liquide liée à une prolifération anormale de cellules de la moelle osseuse et du sang (cellules myéloïdes, cellules lymphoïdes). Plus de détails.

Longueur d’onde : période spatiale (= distance entre deux maximums d’amplitude) d’une onde monochromatique (= composée d’une seule fréquence). La longueur d’onde est directement reliée à la fréquence de l’onde via sa vitesse de propagation. Plus d’information ici ou ici.

Lymphe : liquide plus ou moins incolore qui circule dans le système lymphatique, en parallèle du sang qui circule dans le système sanguin. La lymphe transporte des cellules immunitaires, comme les lymphocytes, et permet l’évacuation des déchets cellulaires.

Lymphocytes : famille de cellules du système immunitaire. La plupart appartiennent à la réponse immunitaire adaptative : les lymphocytes T4 (ou T CD4) chefs d’orchestres de la réponse adaptative, les lymphocytes T8 (ou T CD8 ou encore T cytotoxiques) capables de provoquer la destruction des cellules infectées ou cancéreuses, et les lymphocytes B produisant les anticorps. Un autre type de lymphocytes appartient à la réponse immunitaire innée : les lymphocytes NK (pour natural killer), spécialistes de la détection et de la destruction des cellules pré-cancéreuses.

Lymphome : tumeur des organes lymphatiques (rate, ganglions lymphatiques, foie) liée à une accumulation de lymphocytes tumoraux. Plus de détails.

M

Macrophage : cellule de l’immunité innée capable de réaliser la phagocytose.

Méiose : division cellulaire qui a uniquement lieu dans les gamètes (cellules reproductrices, comme les ovules et spermatozoïdes). D’une cellule mère diploïde (= où les chromosomes sont par paires), elle aboutit, en deux étapes, à quatre cellules filles haploïdes (= avec une seule paire de chromosomes). 

Métabolisme : ensemble des processus biochimiques se produisant chez un organisme.

Microorganisme pathogène : organisme microscopique capable d’infecter un autre organisme (appelé hôte) et vivant à ses dépens. Il induit chez cet hôte l’apparition de symptômes. Ces organismes peuvent être des bactéries, des cellules eucaryotes unicellulaires comme des levures ou encore des virus.

Microbiote : ensemble des microorganismes (bactéries, archées, virus, champignons, levures) peuplant un écosystème donné. Exemple : microbiote cutané (peau), microbiote intestinal (tube digestif), etc.

Mitose : division cellulaire qui permet, d’une cellule mère, d’aboutir à deux cellules filles génétiquement identiques. Étape du cycle cellulaire qui suit la réplication. Elle se distingue de la méiose.

Mutation génétique : erreur lors de la réplication de l’ADN, de la mitose, de la méiose ou lors d’événements de dégradation de l’ADN. Ces erreurs sont aléatoires. Si elles touchent un gène codant pour une protéine, cela peut modifier la séquence en acides aminés de cette dernière et potentiellement modifier son fonctionnement. Si elle a lieu dans une cellule reproductrice, elle pourra être transmise à la descendance.

N

Nucléotide : unité de base des acides nucléiques (ADN ou ARN). Il est composé d’une base azotée représentée par son initiale : A, T, C, G, U (adénine, thymine, cytosine, guanine et uracile), d’un ou plusieurs groupements phosphate et d’un sucre.

O

Oncogène : gène dont l’expression favorise l’apparition d’un cancer. 

Oncovirus : groupe de virus dont l’infection peut provoquer un cancer. Les cellules infectées par ces virus subissent des modifications qui favorisent l’apparition d’un cancer. Mais un cancer ne se développe pas de manière systématique suite à ces infections. Parmi les 7 oncovirus décrits à ce jour chez l’espèce humaine, on trouve principalement les papillomavirus (HPV), les virus des hépatites B et C (HBV ; HCV),  le virus Epstein-Barr (EBV) également responsable de la mononucléose, ou encore le virus lymphotrope T humain (HTLV).

P

Pathogène : voir microorganisme pathogène.

Phagocytose : action d’ingestion et de digestion de microorganismes pathogènes. La phagocytose est réalisée principalement par des cellules immunitaire appartenant à la réponse immunitaire innée, comme les macrophages, les neutrophiles et dans une moindre mesure les cellules dendritiques.

Phase : système homogène physiquement (= mêmes propriétés physiques et mécaniques) et chimiquement (= composé des mêmes molécules) et également à l’équilibre thermodynamique (= système stable et à température constante). On confond parfois ce terme avec les états de la matière (gaz, liquide, solide) mais ce n’est pas le cas car un mélange eau+huile est un mélange de deux phases non miscibles pourtant toutes deux liquides.

Photosynthèse : processus biologique spécifique aux plantes, algues et à quelques micro-organismes permettant la transformation d’énergie lumineuse en matière organique à partir de composés minéraux. Tous les organismes capables de faire de la photosynthèse ne la réalisent pas de la même manière. Ils utilisent par exemple pour la plupart du dioxyde de carbone (CO2) et de l’eau, alors que d’autres comme les bactéries sulfureuses utilisent du dioxyde de carbone et du sulfure d’hydrogène (H2S). De manière générale, les plantes consomment du CO2 et libèrent de l’oxygène (O2).

Phylogénie : étude des liens de parenté entre espèces, permettant de retracer l’évolution du vivant au cours du temps.

Phylum : embranchement ou lignée d’organismes dans l’un des domaines du vivant (Bactéries, Archées et Eucaryotes).

Placebo :
● Dans une expérience biomédicale, un placebo est une condition servant de témoin négatif. Il s’agit généralement de reproduire exactement les mêmes conditions que la substance active que l’on souhaite tester, mais sans cette dernière. Par exemple, le placebo d’une solution d’insuline diluée dans de l’eau et administrée à raison d’une injection de 2 mL en intra-veineuse une fois par jour à une souris est une solution d’eau pure administrée à raison d’une injection de 2 mL en intra-veineuse une fois par jour à une autre souris.
● Au sens d’effet placebo, désigne l’ensemble des effets contextuels ayant un effet positif sur la guérison d’un patient (adulte, enfant, nourrisson) ou d’un animal, en-dehors d’un effet biologique spécifique. Plus de détails ici.

Polarisation
de la lumière : la lumière est une onde électromagnétique caractérisée principalement par un champ électrique. Pour de la lumière non polarisée comme celle du Soleil, le champ électrique est orienté de façon aléatoire. Pour de la lumière polarisée, le champ électrique est orienté suivant une direction définie. Il existe plusieurs types de polarisation, voir ici pour plus d’information.
d’un milieu : lorsqu’un champ électrique est appliqué sur un milieu polarisable (on parle de diélectrique), les nuages électroniques des atomes du matériau se déforment, formant des petits dipôles effectifs : c’est-à-dire avec plus de charges positives d’un côté et plus de charges négatives un peu plus loin (le milieu reste globalement neutre). Si la contribution de ces petits dipôles est suffisamment importante et qu’ils contribuent tous dans la même direction, alors il apparaît une polarisation du milieu macroscopique. Une telle polarisation peut interagir avec des champs électriques extérieurs.

Procaryote : microorganisme unicellulaire qui ne possède pas de noyau et presque pas d’organites.

Proprioception : perception de la position et du mouvement des parties de son corps. Les capteurs de ce sens se trouvent dans les articulations et les fibres musculaires.

Protéine : grande molécule composées de l’enchaînement d’acides aminés. La séquence de l’enchaînement des acides aminés est déterminée par la séquence des nucléotides de l’ARN messager, lui-même déterminé par la séquence des nucléotides de l’ADN.

Q

Quantique : faisant partie de la mécanique quantique, qui est un ensemble de règles mathématiques (souvent décrites comme contre-intuitives) permettant d’expliquer le comportement des objets aux très petites échelles (en général, un atome ou encore plus petit). La mécanique quantique n’est pas forcément nécessaire pour décrire tous les comportements microscopiques, mais elle est l’outil le plus précis dont on dispose à l’heure actuelle — hélas, pas le plus simple à utiliser.

R

Réplication (de l’ADN) : étape du cycle cellulaire au cours de laquelle le matériel génétique est dupliqué. La réplication précède la mitose

S

Sarcome : tumeur issue de tissus conjonctifs (cartilage, os, etc.).

Spin : aimantation intrinsèque d’une particule élémentaire (par exemple, un électron). Bien que l’aimantation totale d’un atome (qui n’est pas une particule élémentaire) ne soit pas simplement la somme des spins de ses constituants élémentaires (car d’autres ingrédients interviennent, parfois de manière fort complexe), on utilise souvent le terme « spin » par abus de langage pour désigner l’aimantation totale de l’atome, lorsqu’il n’est pas nécessaire de séparer les différents ingrédients qui la constituent. On représente souvent un spin par une flèche, de longueur et de direction données, mais cette représentation n’est pas valide en mécanique quantique.

Statistiques bayésiennes : approche statistique dans laquelle on cherche à déterminer la probabilité d’une hypothèse de travail, en connaissant les données d’une observation.

Statistiques fréquentistes : approche statistique dans laquelle on cherche à déterminer la probabilité d’un événement, en connaissant/admettant pour vrai une hypothèse de travail. 

Système colloïdal : système composé d’un fluide dans lequel se trouve des particules solides d’une taille suffisamment petite pour qu’elles ne sédimentent pas au fond et reste en suspension, mais largement plus grosse que les molécules composant la phase fluide. Ceci est possible grâce à l’agitation thermique. Le lait est un exemple de système colloïdal de particules de gras dans de l’eau.

Système vestibulaire : ensemble d’organes situés dans l’oreille interne. Ces organes captent les mouvements de la tête et fondent le sens de l’équilibre.

T

Taux de cisaillement : taux de variation de la vitesse lors d’une déformation. Pour plus de précision, voir ici.

Topographie : représentation graphique d’un lieu et de son relief. Par extension, ce terme est utilisé pour désigner la configuration d’un lieu comme ses caractéristiques ou son altitude.

Traduction : processus au cours duquel une protéine (composée d’acides aminés) est synthétisée à partir d’une molécule d’ARN.

Transcription : processus au cours duquel une molécule d’ARN est synthétisée à partir d’une molécule d’ADN

Transition de phase : transformation physique d’un état de la matière vers un autre. Les transitions de phase les plus connues sont les changements d’état comme le passage de l’état liquide à l’état gazeux lors de l’ébullition. Néanmoins il existe d’autres transitions comme le passage d’un état magnétique (ferromagnétique) à un état non-magnétique (paramagnétique) lorsque la température d’un tel matériau dépasse une certaine température. Voir également Phase.

Transpiration (végétale) : mouvements d’eau internes à une plante causé par l’évaporation de l’eau au niveau des ses parties aériennes. La majeure partie de l’eau captée (passivement) par les racines remonte par capillarité jusqu’aux parties aériennes de la plante (fleurs, feuilles, tiges), d’où elle s’évapore majoritairement au niveau de structures cellulaires appelées stomates.

V

Vecteur : segment orienté (une flèche), ayant pour extrémités un point de départ et un point d’arrivée caractérisé par une direction, un sens et une norme (c’est à dire sa taille). Beaucoup de grandeurs physiques comme les forces sont représentées par des vecteurs.

Virus : organisme acellulaire qui est obligé de parasiter une cellule pour se multiplier ; ce qu’il fait en utilisant la machinerie interne de la cellule infectée. L’infection et la multiplication virale peuvent provoquer la destruction de la cellule infectée, mais ce n’est pas systématique.

Viscosité : propriété dictant la capacité ou non d’un fluide à s’écouler. Plus précisément, il s’agit du coefficient de frottement entre les différentes couches d’un fluide lors d’un écoulement. On définit alors la viscosité comme le rapport de la contrainte et du taux de cisaillement.

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Papier-Mâché/CC BY 4.0