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I. La cellule eucaryote : une cellule compartimentée II. La cellule eucaryote : une cellule spécialisée III. La cellule eucaryote : une cellule intégrée.

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1 I. La cellule eucaryote : une cellule compartimentée II. La cellule eucaryote : une cellule spécialisée III. La cellule eucaryote : une cellule intégrée dans l'organisme La cellule eucaryote unité structurale et fonctionnelle

2 I. La cellule eucaryote : une cellule compartimentée 1- Le noyau protège l'information héréditaire par une double membrane - Doublet de membranes (+ pores + lamina int.) - RNP = Vol noyau / (Vol. cyto - Vol noyau ) - Nucléole bien dev. pdt digestion a) Généralités

3 b) Constitution chimique - Ultracentrifugation fraction "noyau" - Qualitatif : eau + lipides + enzymes + glucides + ions + ARN + ADN + protéines - Quantitatif : ADN 20% Prot. Histones 20% + non-histone 50% (A+C)/ (T+G) = 1 (A+T)/ (C+G) = 1,5 chez l'Homme

4 a) Généralités b) Constitution chimique c) Coloration spécifique Réactif de Brachet : - vert de méthyle colore la chromatine de l'ADN en vert; - pyronine colore les ARN du nucléole en rose Réactif de Feulgen (HCl + réactif de Schiff) - libère les fonctions aldéhyde de l'ADN : la fushine devient rose

5 a) Généralités b) Constitution chimique c) Coloration spécifique d) Mort cellulaire programmée - Noyau se condense puis est dégradé - Membranes plasmiques et cellulaires s'invaginent - Ex. vers Caenorhabditis : 11 gènes connus (dt 2 de démarrage et 1 de protection)

6 1- Le noyau protège l'information héréditaire par une double membrane 2- Mitochondries et chloroplastes : organites énergétiques à double membrane

7 a) Généralités - 1 < Taille < 30 µm - Crêtes lamellaires ( ATP) ou tubules (thermogenèse). Surfaces variables - Quantitatif : 10% à 30% du volume cellulaire b) Semi-autonomie génétique - ADN circulaire (X10 exemplaires) Taille 1, pb pr CP Taille mito chez l'Homme à 10 5 chez levure - Crêtes lamellaires ( ATP) ou tubules (thermogenèse)

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9 1- Le noyau protège l'information héréditaire par une double membrane 2- Mitochondries et chloroplastes : organites énergétiques à double membrane 3- Appareil de Golgi et le REG : lieu de la synthèse protéique Flux et Tri protéique

10 a) Le réticulum peut porter des ribosomes - Lames applaties 20 nm à 50 nm X 50 surface - Membrane peu épaisse 6 nm ( 7,5 plasmique) - REG (granaire) basal dans la cellule pancréatique - cavité riche en eau : favorise action des enzymes (glycolases, phosphatase…) - Ribosomes :

11 1 dictyosome = 3 à 10 saccules emplilés entourés de vésicules (cis = face convexe, trans=face concave et latérales) parfois associés à la membrane externe du noyau b) L'appareil de Golgi : ensemble des dictyosomes

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13 1- Le noyau protège l'information héréditaire par une double membrane 2- Mitochondries et chloroplastes : organites énergétiques à double membrane 3- Appareil de Golgi et réticulum : lieu de synthèses 4- La vacuole stocke et gère les flux d'eau

14 a) Technique d'isolement vacuolaire - Récupération directe (ex : laticifères d'hévéa) - Electrophorèse en flux continu (ex. algue Valonia marine géante) - Ultracentrifugation : densité tonoplaste 1,10 g/cm 3 plasmalemme 1,17 g/cm 3 - Protoplastes + choc osmotique ou thermique

15 b) Origine de la vacuole - Vacuum très dispersé ds cellules méristématiques 1- Réseau provacuolaire dérivant du REL 2- Cage de séquestration 3- Vacuoles autophagiques (lysosomes primaires) 4- Vacuoles à membranes uniques - Dédifférenciation réversible

16 c) Turgescence de la vacuole et prot érigé - Echanges trans-tonoplaste mee rouge neutre - Def pression osmotique Pression hydrostatique contrecarrant flux d'eau = RT (C le plus concentré (ex. vacuole) - C le moins concentré (ex. milieu extérieur) ) - Particpe au grandissement cellualire à l'ouverture / fermeture des stomates <100 atm

17 d) Vacuole et homéostasie du cytoplasme Equilibre hydrique

18 Plasmodesme Membrane plasmique retractée Tractus cytoplasmique Paroi pectocellulosique

19 d) Vacuole et homéostasie du cytoplasme Equilibre hydrique Composition Mg 2+ X 90 Ca 2+ X1000 [Ca 2+ ] vacuolaire = 1 à 10 mM [Ca 2+ ] cytoplasmique = 0.1 à 10 M)

20 d) Vacuole et homéostasie du cytoplasme Régulation du pH cytoplasmique - ATPase inhibée par anions (Cl- et NO3-) et DCCD (N-N' dicyclohexyl carbo di-imide) mais pas par vanadate (ATPase du plasmalemme)

21 Homéostasie du Ca2+ Equilibre "hormonal" - transport actif IIaire (découplage ATPase tonoplamique à nigérine stop entrée de Ca2+ dans vacuole) - synthèse éthylène - concentre gibbérelline - tonoplaste = membranes cibles de l'auxine (AIA)

22 Réserves - saccharose le jour (excès avant export) - malate la nuit (chez plantes crassulescentes) - inuline (chez liliacée, dahlia, chicorée) e) Vacuole : "grenier" et "estomac" de la cellule

23 Activité lysosomiale (lytique) - Hydolases recyclage métabolique

24 Détoxification : produits du métabolisme secondaire - flavonoides anthocyanes à rouges pH 4/ bleu à pH 7 / violet ) fitness reproducteur - tanins - alcaloïdes : nicotine, morphine etc. f) Vacuole : détoxification et défense de la cellule - acides toxiques (citriques, maliques, oxalique) cristallisés en présence de Ca2+

25 Défense - allotoxicité (allos = autre) ex. - inactive pectinases et cellulases - génestéines (5%) oestradiol (stérilité moutons Australie) - autotoxicité - antioxydants - inhibiteurs d'enzymes - précurseur de coumarine ( HCN)

26 - GS-pump ("Glutathion S-conjugate", famille des "Multiple Resistance associated Prot") herbicides, métaux lourds, arsenic etc. CYTOPLASME CANAUX TRANSPORTEURS POMPES Mécanismes de séquestration et détoxification

27 1- Le noyau protège l'information héréditaire par une double membrane 2- Mitochondries et chloroplastes : organites énergétiques à double membrane 3- Appareil de Golgi et le REG : lieu de la synthèse protéique 4- La vacuole gère les flux d'eau et stocke 5- Autres organites à simples membranes : lysosomes et peroxysomes

28 cristal d'oxalate de calcium

29 Coopération peroxysome/mito/CP pendant la photorespiration

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32 Endosome mature Lysosome Vésicule d'endocytose (recouverte de clathrine) fusionnant avec donnant 100 nm

33 6- Le cytosquelette : organisateur de l'architecture et du trafic cellulaire a) Microtubules : charpente et rails Diamètre Structure 24 nm

34 Diamètre Structure Polymérisation (inhibée par colchicine, vinblastine, vincristine cf chimiothérapie) a) Microtubules : charpente et rails

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37 Diamètre Structure Polymérisation Polarité : pôle – associé au centriole

38 -+ Diamètre Structure Polymérisation Polarité : pôle – associé au centriole Déplacement de molécules sur les microtubules

39 Position cellulaire

40 b) Microfilaments : forme et mouvements TONOFILAMENTS (ex. cytokératines) : - Position cellulaire

41 - Diamètre : 10 nm - Structure : association complexe 10 nm

42 Mee du renouvellement des tonofilaments (eq. dynamique) par Photobleaching

43 MYOFILAMENTS fins d'actine Diamètre Structure 6 nm

44 MYOFILAMENTS fins d'actine Position cellulaire

45 MYOFILAMENTS épais de myosine Structure 14 nm

46 BILAN fonction des éléments du cytosquelette

47 BILAN position des éléments du cytosquelette

48 I. La cellule eucaryote : une cellule compartimentée BILAN de la compartimentation - Augmentation de la quantité de membranes - Protection de : - la forme - le contenu - le contenant - Séparation des voies métaboliques et concentrations - optimisation des cinétiques - gradients - Problèmes : - coût - échanges


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