BIOLOGIE CELLULAIRE LA CELLULE Métabolisme de la cellule Cours Pré-rentrée PACES

ENSEIGNANTS BIOLOGIE CELLULAIRE Mme CHEVALIER poly complets donnés à chaque fin de cours (sinon voir avec votre futur parrain) – cours très bien expliqués + schématisés – annotations Mr LETOURNEL rapide (prise de note difficile) – poly donnés à chaque fin de cours – attention aux schémas (QCMs !!!) Mme BARTHELAIX poly quasiment inutiles (sauf illustrations) – poly donnés à chaque fin de cours – cours parfois confus 2

I. DEFINITIONS II. CLASSIFICATION III. STRUCTURE DE LA MEMBRANE PLASMIQUE IV. CYTOPLASME V. NOYAU VI.SYSTÈME ENDOMEMBRANAIRE 6.1 Réticulum Endoplasmique 6.2 Appareil de Golgi 6.3 Lysosomes VII. MITOCHONDRIES 3 PLAN

INTRODUCTION Rappel des unités : 1 millimètre (mm) = mètre 1 micromètre (µm) = mètre 1 nanomètre (nm) = mètre  Une cellule (ç) animale est de l’ordre de 10 à 100 µm. 4

I. D ÉFINITIONS La cellule est une unité fonctionnelle, structurale et reproductrice capable de : Croitre Se multiplier Synthétiser la plupart de ses constituants 5

LES DEUX CATÉGORIES D’ORGANISMES UNICELLULAIRES Ne sont constitués que d’une seule cellule Exemples : bactéries champignons (levures) animaux (paramécies, amibes) 6

PLURICELLULAIRES Sont constitués de plusieurs cellules Exemple : Hommes 7 LES DEUX CATÉGORIES D’ORGANISMES

LES CELLULES D’UN MÊME TYPE SONT REGROUPÉES EN TISSUS, EUX MÊME REGROUPÉS EN ORGANES, PUIS EN SYSTÈME. CELLULES ORGANES SYSTEME 8

CELULLES EUCARYOTES Présence d’un noyau Unicellulaires ou pluricellulaires Mitose et méiose Présence d’organites intracellulaires II. C LASSIFICATION 9

CELLULES PROCARYOTES Pas de vrai noyau mais un nucléoïde Toujours unicellulaires Division simple (= scissiparité) Peu ou pas d’organites intracellulaires II. C LASSIFICATION 10

11 SCHEMA D’UNE CELLULE EUCARYOTE

Cellule eucaryoTeCellule procaryoTe Membrane plasmique Présente Mitochondries PrésentesAbsentes Appareil de Golgi PrésentAbsent Lysosomes Présents dans la plupart des cellules Absents ADN Linéaire (compacté → chromatine) Circulaire Réticulum Endoplasmique PrésentAbsent Chromosomes Linéaires avec des protéines qui leurs sont liés Circulaires Ribosomes Présents 12

Frontière entre l’IC et l’EC. Constituée de phospholipides organisés en bicouche (= bicouche lipidique) III. STRUCTURE DE LA MBN PLASMIQUE 13 « Rails d’un chemin de fer »

STRUCTURE D’UN PHOSPHOLIPIDE Une tête hydrophile Une queue hydrophobe (2 chaînes d’acide gras ) Exemples :Phosphatidylcholine (PC), PE, PS… 14

15 AGENCEMENT D’UN PHOSPHOLIPIDE RAPPELS : Micelle Liposome  membrane artificielle

Présence de différents types de protéines Extrinsèques ou périphériques (d) (e) Coté extracellulaire (EC) Coté intracellulaire (IC) Intrinsèques à la membrane (a) (b) (c) Transmembranaire (TM) Ancrage par un AG ou GPI 16

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Présence de molécules de cholestérol Amphiphile Rôle dans la fluidité membranaire Absent chez le procaryote = hydrophobe = hydrophile 18

Présence de glycolipides Lipides + sucres Sur la face EC  Ils constituent le GLYCOCALYX. (=CELL COAT) 19 Microscopie Electronique (ME)

MODÈLE DE LA MOSAÏQUE FLUIDE (SINGER ET NICHOLSON) MOSAIQUE : composition très hétérogène Lipides : différence feuillet IC et feuillet EC Glycoprotéines QUE sur la face EC (Glycocalyx) 20

MODÈLE DE LA MOSAÏQUE FLUIDE (SINGER ET NICHOLSON) FLUIDE : molécules mobiles dans la mbn 21

Les phospholipides ont 4 types de mvts : diffusion latérale rotation autour de son axe flip-flop flexion des chaînes d’AG 22

23 Diffusion latérale des phospholipides Expérience des héTérocaryons (1)

24 Diffusion latérale des phospholipides Expérience des héTérocaryons (2)

25 Flip-flop Mouvement entre hémi membranes Événement rare Flippase Apoptose ou mort cellulaire Cellule normale Cellule apopToTique

Flexion des chaines d’AG Présence de doubles liaisons (C=C)  « AG insaturés » Affaiblissement des interactions entre les chaines d’AG voisins (Ø liaisons Van Der Waals) Membrane plus fluide. 26

Matrice aqueuse colloïdale = Totalité du matériel délimité par la mbn plasmique Subdivisée en 2 grands compartiments : CYTOSOL (phase aqueuse) ORGANITES IC IV. LE CYTOPLASME 27

Organite volumineux Délimitation / enveloppe nucléaire (double mbn) Présence de pores nucléaires V. LE NOYAU 28

Contient l’information génétique sous forme de chromatine (complexe ADN/protéines) Associé au réticulum endoplasmique (RE) 29

Constitué des organites IC suivants : RE Appareil de Golgi Lysosomes VI. LE SYSTÈME ENDOMEMBRANAIRE 30 Appareil de Golgi Réticulum endoplasmique Lysosomes

Tous les organites du SEM sont entourés d’une membrane commune et participent au trafic vésiculaire intracellulaire. 31

Ensemble de canalicules : = cavités limitées par une membrane  organisation en réseau Continuité / Enveloppe nucléaire (mbn externe) 1. LE RÉTICULUM ENDOPLASMIQUE 32

RE Granulaire ou Rugueux (REG- RER) RE Lisse (REL) Particularités Ribosomes / face cytosolique Ø Ribosomes Rôles Synthèse de PROTEINES Synthèse de LIPIDES Images en MICROSCOPIE ELECTRONIQUE RE RUGUEUX 33

Association de saccules (unités de base) Saccule TRANS Saccule CIS  DICTYOSOMES. (unités fonctionnelles) 2. L’APPAREIL DE GOLGI 34

Appareil de Golgi = plusieurs dicTyosomes Dont taille et forme varient / activité cellulaire Plus il y a de synthèse de protéines, plus il y a de dictyosomes dans la cellule. 35

ROLES DE L’APPAREIL DE GOLGI Réception des protéines : Provenant du RE Modification : Sulfatation Glycosylation… Exportation vers : Lysosomes Vésicules d’exocytose (membrane plasmique) Retour vers RE 36

Vésicules IC 1.1 à 2 µm Simple membrane Vésicules émises par les saccules du Golgi 3. LES LYSOSOMES 37

Enzymes lytiques (hydrolases acides) ROLES DES LYSOSOMES Digestion des macromolécules 38

Longueur :1 à 2 µm Largeur : 0.5 µm STRUCTURE 4 compartiments membrane externe membrane interne espace IM matrice VII. LES MITOCHONDRIES 39

Nombre variable (hépatocytes : 2000) Dans les cellules aérobies  Conso O 2 Propre génome ROLES DES MITOCHONDRIES Centrale énergétique de la ç Siège de nombreux métabolismes Conversion de l’énergie  ATP 40 O 2

Nombreuses R° enzymatiques Transport électrons / Chaine respiratoire Gradient de concentration H+ ATP Synthase Synthèse ATP (matrice mitochondriale) 41 ATP

E XEMPLE DE QCM ( ANNALES 2010) Concernant le déplacement des phospholipides de la membrane plasmique, donnez la (ou les) réponse(s) vraie(s) A. Il se fait latéralement dans la même couche lipidique B. Il se fait d’une couche à l’autre (phénomène de flip-flop) C. Les mvts sont bloqués par les molécules de cholestérol D. Les mvts sont facilités par la saturation des chaines d’AG E. Les mvts facilitent le déplacement des protéines mbnr 42

E XEMPLE DE QCM ( ANNALES 2010) Concernant le déplacement des phospholipides de la membrane plasmique, donnez la (ou les) réponse(s) vraie(s) A. Il se fait latéralement dans la même couche lipidique B. Il se fait d’une couche à l’autre (phénomène de flip-flop) C. Les mvts sont bloqués par les molécules de cholestérol D. Les mvts sont facilités par la INSATURATION des chaines d’AG E. Les mvts facilitent le déplacement des protéines mbnr ABCE 43

E XEMPLE DE QCM Concernant les lysosomes, quelle(s) est (sont) la (les) réponse(s) exacte(s) ? A. Ils n’appartiennent pas au système endomembranaire B. Ils forment un réseau canaliculaire C. Ils contiennent des catalases acides D. Ils sont émis par le réticulum endoplasmique E. Ils assurent la digestion des macromolécules 44

E XEMPLE DE QCM Concernant les lysosomes, quelle(s) est (sont) la (les) réponse(s) exacte(s) ? A. Ils APPARTIENNENT au système endomembranaire B. Ils NE forment PAS un réseau canaliculaire C. Ils contiennent des HYDROLASES acides D. Ils sont émis par l’APPAREIL DE GOLGI E. Ils assurent la digestion des macromolécules E 45

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