★ À maîtriser
📌 Le microscope électronique à transmission fait traverser l’échantillon par les électrons, tandis que le microscope électronique à balayage balaie sa surface sans le traverser et en révèle le relief tridimensionnel.
📌 La centrifugation différentielle sépare les particules selon leur forme, leur taille et leur constante de sédimentation, tandis que la centrifugation isopycnique les sépare selon leur densité.
Compléments
Le microscope optique à contraste de phase permet d’observer des cellules vivantes non colorées en produisant des images contrastées selon les différences de densité cellulaires.
Le microscope électronique possède un pouvoir séparateur de 2 nm et le microscope électronique à transmission observe des échantillons d’épaisseur inférieure à 0,1 μm.
📌 La chromatographie sépare de petites et de grandes molécules dans une phase mobile circulant sur un support solide, tandis que l’électrophorèse des protéines repose sur leur charge électrique.
Transmission traverse l’échantillon ; balayage révèle son relief
★ À maîtriser
La membrane plasmique trilamellaire mesure 7,5 nm d’épaisseur et comprend deux feuillets denses de 2 nm chacun et un feuillet clair de 3,5 nm.
Les principaux lipides membranaires sont les phospholipides, le cholestérol et les glycolipides, et les phospholipides sont organisés en bicouche avec leurs queues hydrophobes face à face et leurs têtes hydrophiles orientées vers les milieux aqueux.
📌 Les protéines intégrées traversent la bicouche une ou plusieurs fois, ou émergent d’un seul côté lorsqu’elles sont monotopiques, tandis que les protéines périphériques sont associées à une face de la membrane ou à d’autres molécules membranaires.
📌 La diffusion simple et le transport facilité sont passifs et suivent le gradient de concentration, tandis que le transport actif s’effectue contre le gradient en utilisant de l’ATP.
Compléments
La membrane plasmique est asymétrique : les glycolipides, les glycoprotéines et les ponts disulfure se trouvent du côté extracellulaire, tandis que les acides gras insaturés sont plus abondants du côté cytosolique.
Le glycocalix, aussi appelé cell coat ou revêtement fibreux, comprend des protéines périphériques, des oligosaccharides, des glycolipides, des glycoprotéines et des GAG ; il protège chimiquement la cellule et contribue à l’adhérence cellulaire.
📌 Les symports transportent deux composants dans le même sens, les antiports les transportent dans des sens opposés et les uniports transportent un seul type de molécule ou d’ion.
Passif suit le gradient ; actif le remonte avec de l’ATP
★ À maîtriser
🔄 L’endocytose par récepteur se déroule ainsi :
La phagocytose comprend l’adhérence de la particule, la réorganisation de la membrane plasmique en pseudopodes formant un phagosome, puis la fusion du phagosome avec un endosome tardif pour former un phagolysosome où la particule est digérée.
Compléments
Adhérence → pseudopodes → phagosome → phagolysosome
★ À maîtriser
Les microvillosités simples sont des expansions irrégulières en doigt, soutenues par un faisceau d’actine, qui augmentent la surface d’échange et peuvent apparaître ou disparaître.
Le plateau strié de l’entérocyte est formé de microvillosités nombreuses et régulières impliquées dans l’absorption, tandis que la bordure en brosse des cellules du tube proximal rénal présente des microvillosités plus longues et plus larges.
Les CAM assurent principalement l’adhérence entre cellules, tandis que les SAM, dont les intégrines, assurent l’adhérence entre une cellule et la matrice extracellulaire.
Les jonctions serrées entourent le pôle apical et assurent l’étanchéité ainsi que la séparation des domaines membranaires, les jonctions adhérentes et les desmosomes renforcent l’attachement mécanique, et les jonctions GAP permettent des échanges entre cellules.
Compléments
Les stéréocils sont de longs prolongements non mobiles de la surface des cellules du canal de l’épididyme, tandis que les cils stéréoscopiques de l’oreille interne sont des microvillosités en U ou en M soutenues par de l’actine.
Les immunoglobulines d’adhérence sont indépendantes du Ca²⁺, tandis que les cadhérines et les sélectines sont dépendantes du Ca²⁺.
CAM relie les cellules ; SAM relie cellule et matrice
★ À maîtriser
Le cytosquelette comprend principalement les microtubules, les microfilaments d’actine et les filaments intermédiaires, et il est dynamique par polymérisation et dépolymérisation.
Les microtubules ont un diamètre extérieur de 25 nm, un diamètre intérieur de 15 nm et sont formés de 13 protofilaments.
Les microtubules se polymérisent en présence de GTP et se dépolymérisent lorsque le GTP est remplacé par du GDP ; leur extrémité négative est près du noyau et leur extrémité positive vers la périphérie cellulaire.
Les microfilaments d’actine, de 5 à 6 nm de diamètre, résultent de l’assemblage d’actines G en actine F et s’assemblent en filaments polarisés en présence d’ATP.
Compléments
★ À maîtriser
Le centriole est un cylindre formé de neuf triplets périphériques de microtubules A, B et C, dont le microtubule A est complet et les microtubules B et C incomplets.
Le centrosome comprend une paire de centrioles perpendiculaires entourée d’une matrice péricentriolaire et constitue le centre organisateur des microtubules, ou MTOC.
Un cil vibratile possède un axonème constitué de neuf doublets périphériques de microtubules et d’une paire centrale, et son diamètre est de 0,2 μm.
Compléments
📌 Le mouvement ciliaire est isochrone par coordination du corpuscule basal et de la racine ciliaire, et métachrone par la création de vagues associée aux jonctions GAP.
Neuf doublets périphériques entourent la paire centrale
★ À maîtriser
La mitochondrie possède son propre ADN, effectue la synthèse d’ATP et participe à la synthèse de phospholipides membranaires et d’hormones stéroïdes.
La mitochondrie comprend une membrane externe, un espace intermembranaire et une membrane interne délimitant la matrice et formant les crêtes mitochondriales.
Dans la chaîne respiratoire, les électrons du NADH passent par le complexe I, l’ubiquinone, le complexe III, le cytochrome c et le complexe IV, tandis que ceux du FADH₂ entrent par le complexe II puis suivent la même voie à partir de l’ubiquinone.
Les complexes I, III et IV pompent des protons vers l’espace intermembranaire, tandis que le complexe II n’en pompe pas.
Le retour des protons vers la matrice à travers l’ATP synthase permet la synthèse d’ATP à partir d’ADP et de phosphate inorganique.
Compléments
La membrane interne mitochondriale est imperméable aux protons, ne contient pas de cholestérol et comprend des protéines représentant 75 % de sa composition.
Un cycle de Krebs élimine 2 CO₂ et produit 3 NADH + H⁺, 1 FADH₂ et 1 GTP.
NADH : I → III → IV ; FADH₂ : II → III → IV
★ À maîtriser
📌 Les ribosomes liés au RER synthétisent les protéines destinées au réticulum endoplasmique, aux endosomes, aux lysosomes, à l’appareil de Golgi, à la membrane plasmique et à l’exportation, tandis que les ribosomes libres synthétisent les protéines destinées au cytosol, au noyau, aux mitochondries et aux peroxysomes.
Compléments
La sous-unité 60S contient les ARNr 28S, 5,8S et 5S ainsi que 49 polypeptides, tandis que la sous-unité 40S contient l’ARNr 18S et 33 polypeptides.
Les ARNr sont synthétisés dans le nucléole, tandis que les protéines ribosomales proviennent du cytosol et s’associent aux ARNr dans le noyau.
Ribosomes liés : protéines de sécrétion et membranes ; libres : protéines cytosoliques et organellaires
★ À maîtriser
Le cytochrome P450 du REL participe à la détoxification des substrats, et son site actif se trouve du côté cytosolique.
Dans le REL, les substances toxiques subissent une hydroxylation puis une conjugaison qui les rend solubles et facilite leur élimination.
L’appareil de Golgi est polarisé : sa face cis reçoit des vésicules de transition provenant du réticulum endoplasmique, tandis que sa face trans correspond à la maturation et au réseau transgolgien.
Les modifications réalisées par l’appareil de Golgi comprennent :
Compléments
Le REL est particulièrement développé dans les cellules où le métabolisme du glycogène est important, comme les hépatocytes, et il est en continuité avec le RER.
Le REL intervient notamment dans :
📌 Les signaux KKXX et KDEL retiennent certaines protéines dans le réticulum endoplasmique et les empêchent de progresser au-delà de l’appareil de Golgi, tandis que les hydrolases lysosomales sont reconnues au niveau du TGN pour être dirigées vers les lysosomes.
Les protéines mûrissent du cis vers le trans
★ À maîtriser
📌 L’autophagie digère des composants appartenant à la cellule elle-même, tandis que l’hétérophagie digère des substances importées par endocytose ou phagocytose.
Compléments
📌 La fusion d’une vésicule prélysosomale avec une vésicule d’endocytose forme un endolysosome, avec une vésicule de phagocytose un phagolysosome, et avec une vésicule d’autophagie un autolysosome.
Autophagie digère le soi ; hétérophagie digère les apports
★ À maîtriser
📌 L’autophagie dégrade des éléments appartenant à la cellule, tandis que l’hétérophagie dégrade des substances importées par endocytose ou phagocytose.
Compléments
La dégradation lysosomale libère des molécules simples dans le cytosol et peut laisser des substrats non dégradés accumulés dans les lysosomes.
Les figures myéliniques sont des résidus de dégradation des phospholipoprotéines membranaires et apparaissent comme des résidus d’autolysosomes.
Autophagie : contenu cellulaire ; hétérophagie : contenu importé
★ À maîtriser
Les oxydases peroxysomales utilisent O₂ pour produire du H₂O₂ et comprennent des enzymes de β-oxydation des acides gras à chaîne longue ainsi que des enzymes d’oxydation de certains acides aminés.
La catalase utilise le H₂O₂ pour oxyder des substrats tels que l’alcool, tandis que le peroxysome produit et dégrade le H₂O₂.
Compléments
Oxydases + O₂ → H₂O₂ ; catalase → dégradation du H₂O₂
★ À maîtriser
Le début de la synthèse des protéines se déroule toujours dans le cytosol, et les protéines non destinées au réticulum endoplasmique y subissent leurs modifications.
Le cytosol assure la glycolyse anaérobie et la production d’énergie à partir du glucose, ainsi que la protéolyse par des protéases neutres.
Compléments
📌 Le cytosol, ou hyaloplasme, peut se trouver à l’état de gel ou de sol selon les liaisons entre les macromolécules.
★ À maîtriser
Le protéasome 20 S comprend trois chambres, dont la chambre centrale constitue le site d’hydrolyse des substrats.
Les protéines destinées au protéasome sont reconnues par l’ubiquitine liée à un résidu lysine, puis leur chaîne d’ubiquitine est reconnue par le protéasome; une protéine mal repliée peut être corrigée ou détruite si la correction échoue, tandis qu’une protéine dénaturée est dégradée.
Compléments
Le couvercle du protéasome reconnaît les chaînes d’ubiquitine, sa base possède une activité chaperonne et l’hydrolyse de l’ATP est nécessaire à l’injection des substrats dans la chambre catalytique.
L’hydrolyse des substrats par le protéasome se déroule à pH neutre.
Reconnaissance de l’ubiquitine → entrée dans la chambre → hydrolyse
★ À maîtriser
Le noyau renferme essentiellement l’ADN et occupe un peu moins du quart de la surface cellulaire; les cellules peuvent être uni-, bi- ou multinucléées, tandis que le globule rouge est dépourvu de noyau.
Le transport passif par les pores nucléaires emprunte les canaux périphériques dans les deux sens pour les petites molécules et les protéines de faible poids moléculaire; le transport actif des molécules de grand poids emprunte le canal central.
📌 Les protéines entrant dans le noyau doivent porter un signal NLS, tandis que celles qui en sortent doivent porter un signal NES.
Compléments
Le noyau comprend une enveloppe formée de deux membranes qui délimitent la citerne périnucléaire, percée de pores nucléaires constitués de nucléoporines.
Les ARNt sont exportés du noyau par l’exportine-t, et les ARNm sont exportés sous forme de complexes comprenant notamment des protéines, des ribonucléoprotéines, des exportines et Ran-GTP.
NLS fait entrer ; NES fait sortir
★ À maîtriser
La lamina nucléaire est une structure granulo-fibrillaire constituée de filaments intermédiaires formés par les lamines A, B et C, fixées à la membrane nucléaire interne par des protéines intégrées.
La lamina fixe l’enveloppe nucléaire, maintient la forme du noyau et participe aux interactions entre l’enveloppe et la chromatine.
📌 Pendant l’interphase, l’hétérochromatine est condensée et inactive, tandis que l’euchromatine est diffuse et associée à une activité transcriptionnelle.
Compléments
La phosphorylation des lamines intervient dans la dissolution de l’enveloppe nucléaire pendant la division cellulaire.
L’hétérochromatine constitutive reste condensée et ne se transcrit jamais, tandis que l’hétérochromatine facultative correspond à des séquences transcrites dans certaines cellules et non dans d’autres.
Euchromatine active ; hétérochromatine inactive
★ À maîtriser
Les fibres nucléosomiques de 10 nm sont constituées de nucléosomes successifs reliés par des segments d’ADN; en présence d’histone H1, elles forment des fibres chromatiniennes de 30 nm.
L’histone H1 relie les nucléosomes et contribue à la compaction en fibre chromatinienne de 30 nm; la dissociation de H1 permet le déroulement de la région de chromatine à activer.
Compléments
📌 Les gènes domestiques sont exprimés dans toutes les cellules, tandis que les gènes spécifiques ne sont exprimés que dans certains types cellulaires.
ADN → nucléosomes de 10 nm → fibres de 30 nm → boucles chromosomiques
★ À maîtriser
L’ARN polymérase I transcrit l’ARN 45 S, dont la maturation produit les ARNr 28 S, 18 S et 5,8 S.
Les communications cellulaires peuvent se faire par jonctions GAP ou molécules d’adhérence, par molécules-signaux, ou par neuromédiateurs au niveau des synapses.
📌 La communication autocrine cible la cellule qui émet le signal, la communication paracrine cible des cellules voisines, la communication endocrine utilise le sang et la communication juxtacrine s’effectue entre cellules côte à côte.
Un récepteur est une protéine qui lie une molécule informationnelle spécifique; l’interaction ligand-récepteur se caractérise par sa spécificité, son affinité, un nombre de récepteurs variable selon la cellule et sa réversibilité.
La liaison ligand-récepteur peut entraîner l’internalisation du complexe par endocytose ou l’activation de voies catalytiques sans internalisation, notamment par production d’un second messager.
Dans l’exemple de la glycogénolyse, l’adrénaline se lie à son récepteur de surface, l’ATP est transformé en AMPc, l’AMPc active les protéines kinases A et une cascade de réactions permet la dégradation du glycogène en glucose.
Compléments
Les organisateurs nucléolaires se situent sur les bras courts des chromosomes acrocentriques 13, 14, 15, 21 et 22 et correspondent aux constrictions secondaires.
L’ARN 5S est transcrit dans le nucléoplasme par l’ARN polymérase III puis rejoint le nucléole.
Les protéines ribosomales synthétisées dans le cytosol portent un NLS et un RRM, entrent dans le noyau et s’associent à l’ARN 45 S pendant sa transcription; le pré-ribosome se scinde ensuite en petite et grande sous-unités qui quittent séparément le noyau.
Les molécules-signaux liposolubles comprennent les hormones stéroïdes et thyroïdiennes, les molécules hydrosolubles comprennent notamment les médiateurs locaux, les neurotransmetteurs et les hormones, et les radicaux libres gazeux comme le monoxyde d’azote traversent facilement la membrane plasmique.
Les récepteurs des molécules hydrosolubles membranaires comportent un domaine extracellulaire de liaison au ligand, un domaine transmembranaire et un domaine cytosolique; les récepteurs des molécules liposolubles peuvent être cytosoliques ou nucléaires.
Les récepteurs des molécules hydrosolubles comprennent les récepteurs couplés aux protéines G à sept passages transmembranaires, les récepteurs-canaux et les récepteurs catalytiques auxquels se lie l’insuline.
ARN 45 S → 28 S, 18 S et 5,8 S
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1. Un laboratoire veut comparer l’intérieur d’un échantillon et son relief de surface. Parmi les propositions suivantes concernant les microscopes électroniques, laquelle ou lesquelles est ou sont exacte(s) ?
2. À propos de l’organisation en épaisseur de la membrane plasmique trilamellaire :
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Quel grossissement maximal atteint le microscope optique standard ?
2000×.
Quelle est l’épaisseur de la membrane plasmique trilamellaire ?
7,5 nm.
Quels lipides composent principalement la membrane plasmique ?
Les phospholipides, le cholestérol et les glycolipides.
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