QCM : Glycocalyx et organites cellulaires — 66 questions

Explication

La cellule constitue l’unité fonctionnelle de l’organisme et peut vivre isolée puis se reproduire dans des conditions in vitro. Elle ne correspond donc pas uniquement à une unité structurale ou à un élément incapable de se multiplier.

Explication

Les procaryotes ne possèdent pas de noyau individualisé ni de structure interne organisée, alors que les eucaryotes possèdent un noyau entouré d’une double membrane et des organites cytoplasmiques. La présence d’un noyau individualisé est donc une distinction majeure entre les deux types cellulaires.

Explication

L’ADN bactérien est généralement circulaire et lié à la membrane plasmique, et les bactéries se multiplient rapidement par scissiparité. L’ADN bactérien n’est donc pas décrit comme un ensemble de chromosomes eucaryotes empaquetés dans un noyau.

Explication

Le cycle cellulaire suit l’ordre G1, S, G2 puis M. La phase S correspond à la duplication des chromosomes, tandis que la phase M comprend la mitose du noyau et la cytokinésie du cytoplasme.

Explication

Chez les eucaryotes, la transcription se déroule dans le noyau et la traduction dans le cytoplasme. Chez les procaryotes, la traduction peut commencer dès la transcription de l’ARN, car ces deux processus ne sont pas séparés par un noyau.

Explication

Les trois types de tissus musculaires sont les tissus striés associés au squelette, les tissus lisses des viscères et des vaisseaux, et le tissu cardiaque du myocarde. Le tissu cardiaque n’est donc pas localisé dans les muscles squelettiques ou les viscères.

Explication

La membrane plasmique entoure toutes les cellules, contribue au maintien de leur forme, régule les échanges et transmet des informations provenant de l’environnement. La matrice extracellulaire a surtout une influence sur la différenciation et le fonctionnement cellulaires.

Explication

Les membranes biologiques sont formées d’une double couche lipidique fluide contenant des protéines ou glycoprotéines essentielles aux échanges. Elles ne constituent donc pas une structure lipidique homogène et rigide.

Explication

Les phospholipides, glycolipides et le cholestérol sont décrits comme des molécules amphiphiles possédant une extrémité hydrophile et une extrémité hydrophobe. Cette organisation permet leur intégration dans les membranes biologiques.

Explication

Les chaînes courtes et les doubles liaisons augmentent la fluidité de la bicouche, tout comme l’élévation de la température. Le cholestérol diminue la fluidité et la perméabilité aux petites molécules hydrosolubles selon l’unité étudiée.

Explication

Les protéines intrinsèques sont profondément ancrées dans la membrane et nécessitent des détergents ou des solvants organiques pour être détachées. Les protéines extrinsèques, liées par des interactions ioniques de surface, se dissocient avec une solution saline telle que le NaCl.

Explication

La majorité des protéines membranaires sont glycosylées, et leurs chaînes oligosaccharidiques se trouvent sur la face extracellulaire. Elles ne sont donc pas portées par les domaines cytoplasmiques.

Explication

Les protéines membranaires peuvent diffuser latéralement et tourner autour d’un axe perpendiculaire au plan de la membrane. Elles ne réalisent toutefois pas spontanément un basculement d’une monocouche à l’autre.

Explication

Le glycocalyx est une zone périphérique riche en glucides située sur la surface externe des cellules eucaryotes. Ses chaînes saccharidiques sont liées à des protéines ou à des lipides membranaires.

Explication

La bicouche lipidique laisse diffuser rapidement l’eau, qui est petite et non chargée. Les ions et les autres molécules chargées sont en revanche imperméables à la bicouche lipidique seule.

Explication

La diffusion à travers une bicouche lipidique dépend notamment de la taille moléculaire et de la solubilité dans les graisses. La présence d’une charge influence également fortement cette diffusion.

Explication

Le glycocalyx est une zone périphérique riche en glucides dont les chaînes sont liées covalemment aux protéines ou aux lipides membranaires. Ces associations forment respectivement des glycoprotéines et des glycolipides.

Explication

Le glycocalyx protège la cellule contre les agressions mécaniques et chimiques. Il protège notamment les protéines membranaires de la dégradation protéolytique par les protéases environnantes.

Explication

La pinocytose est un mécanisme d’internalisation de macromolécules présent dans tous les types cellulaires. La phagocytose concerne certains types cellulaires et permet l’internalisation de grosses particules.

Explication

L’endocytose commence par une invagination de la membrane plasmique, suivie d’un pincement qui forme une vésicule intracellulaire. Cette vésicule contient des macromolécules provenant du milieu extérieur.

Explication

Le noyau est le centre organisateur de la cellule et contient plus de 99 % de son ADN. Les hématies et les plaquettes constituent toutefois des exceptions, car elles sont dépourvues d’ADN nucléaire.

Explication

La réplication de l’ADN se déroule pendant la phase S de l’interphase. Après le début de la mitose, la transcription, la réparation de l’ADN et les échanges nucléo-cytoplasmiques cessent.

Explication

L’enveloppe nucléaire délimite le noyau et comporte des pores nucléaires. Ces pores permettent les échanges entre le noyau et le cytoplasme.

Explication

Le nucléole est une région nucléaire spécialisée dans la synthèse des sous-unités ribosomales. Il n’est pas limité par une membrane, contrairement au noyau délimité par l’enveloppe nucléaire.

Explication

La chromatine associe l’ADN à des protéines histones et non histones. Elle ne doit pas être confondue avec le génome, qui désigne l’ensemble de l’information génétique portée par l’ADN.

Explication

Une cellule humaine diploïde contient environ 6 milliards de paires de nucléotides réparties sur 46 chromosomes. Ces chromosomes comprennent 44 autosomes et 2 chromosomes sexuels.

Explication

La compaction de l’ADN dans le noyau atteint environ un facteur 10 000. Elle repose sur l’action conjointe des histones et des protéines chromosomiques non histones.

Explication

Le nucléosome comprend deux tours d’ADN, soit 147 paires de nucléotides, enroulés autour d’un octamère d’histones. L’histone H1 verrouille l’ensemble.

Explication

Dans le nucléole, l’ARN polymérase I transcrit l’ARNr 45S. Ce précurseur est ensuite modifié et clivé pour produire les ARNr 28S, 5,8S et 18S.

Explication

Le ribosome assure la traduction des ARNm en protéines. Il est constitué d’une grande sous-unité 60S et d’une petite sous-unité 40S.

Explication

Les pores nucléaires assurent des échanges continus dans les deux sens entre le noyau et le cytosol. L’enveloppe nucléaire constitue la barrière, tandis que les pores permettent son franchissement sélectif.

Explication

Les petites molécules, notamment les ions, métabolites et protéines de moins de 60 000 daltons, traversent passivement le pore. Les macromolécules plus grandes nécessitent un transport actif et saturable.

Explication

Lors de l’importation, l’importine reconnaît le signal NLS et accompagne la cargaison dans le noyau. Ran-GTP libère ensuite la cargaison nucléaire, puis est hydrolysée en Ran-GDP dans le cytoplasme.

Explication

L’exportation implique une cargaison portant un signal NES, reconnue par l’exportine en présence de Ran-GTP. L’hydrolyse de Ran-GTP dans le cytoplasme libère la protéine et permet le recyclage du récepteur.

Explication

La mitochondrie produit principalement de l’ATP par phosphorylation oxydative, en utilisant l’oxygène pour oxyder les glucides et les lipides. La glycolyse cytosolique ne consomme pas d’oxygène et produit seulement 2 ATP par glucose.

Explication

Une molécule de glucose produit 36 ATP dans la mitochondrie, tandis que la glycolyse cytosolique en produit 2 sans oxygène. La valeur de 36 ATP ne correspond donc pas à la seule glycolyse.

Explication

La mitochondrie possède deux membranes, un espace intermembranaire et une matrice. Elle contient également des crêtes, des ribosomes et un génome propre.

Explication

La chaîne respiratoire établit un gradient de protons entre l’espace intermembranaire et la matrice. Le retour des protons par l’ATP synthase permet de phosphoryler l’ADP en ATP.

Explication

Le peroxysome est un organite à membrane simple impliqué dans l’oxydation des métabolites. Les oxydases produisent du peroxyde d’hydrogène, tandis que le peroxysome contribue à son élimination.

Explication

Les oxydases peroxysomales interviennent dans la β-oxydation des acides gras à très longues chaînes supérieures à C22, ainsi que dans les synthèses du cholestérol et des acides biliaires. La catalase, et non les oxydases, dégrade le peroxyde d’hydrogène.

Explication

La catalase est une enzyme abondante des peroxysomes qui dégrade le H₂O₂. Elle participe également à la transformation de l’éthanol en acétaldéhyde.

Explication

Le cytosquelette est un réseau dynamique de filaments protéiques qui participe à la forme, à la résistance mécanique et à la polarité cellulaires. Il répartit les organites et permet les mouvements cellulaires; il comprend filaments intermédiaires, microtubules et filaments d’actine.

Explication

L’actine F est le polymère constitué d’actine G, organisé en deux protofilaments formant une double hélice. L’actine G correspond au monomère globulaire libre, et non au filament polymérisé.

Explication

L’actine G est une protéine globulaire d’environ 42 kDa qui fixe l’ATP et possède des sites de liaison à l’actine et à d’autres protéines. La fixation du GTP caractérise plutôt la tubuline dans cette comparaison.

Explication

Les filaments d’actine sont polarisés et l’ajout d’actine G est beaucoup plus rapide à l’extrémité (+), appelée barbed. L’extrémité (-) ne possède donc pas la même vitesse d’élongation.

Explication

Après l’incorporation, l’ATP lié à l’actine est hydrolysé en ADP, ce qui réduit l’affinité entre les sous-unités et favorise la perte d’actine-ADP à l’extrémité (-). L’ADP est ensuite remplacé par de l’ATP avant une nouvelle incorporation à l’extrémité (+).

Explication

La thymosine se lie aux monomères d’actine-ATP et inhibe leur polymérisation. À l’inverse, la profiline favorise l’échange ADP-ATP et stimule la polymérisation.

Explication

Les formines nucléent l’actine en se fixant à deux monomères d’actine G, puis restent associées à l’extrémité (+) tout en permettant l’ajout de nouvelles sous-unités. Leur comportement diffère ainsi de celui attribué au complexe Arp2/3 dans l’unité.

Explication

Le complexe Arp2/3 comprend sept sous-unités, reconnaît l’actine G et initie latéralement une branche d’actine F avec un angle d’environ 70°. Il ne s’agit donc pas d’un complexe à deux sous-unités ni d’une branche formée à 35°.

Explication

La fimbrine organise des faisceaux serrés, trop compacts pour permettre l’insertion de la myosine. L’α-actinine produit des faisceaux plus larges, compatibles avec l’insertion de la myosine et la contraction.

Explication

Le cortex cellulaire est un réseau dense d’actine situé sous la membrane plasmique des cellules animales non musculaires. Les microfilaments nucléaires se trouvent dans le noyau et ne définissent pas le cortex cellulaire.

Explication

Le cortex soutient la membrane, peut se contracter grâce à la myosine II et peut être dissous par la gelsoline. Cette dissolution libère localement l’accès à la membrane et facilite l’approche des vésicules lors de l’exocytose.

Explication

Les microvillosités sont des expansions membranaires stables, non contractiles et en forme de doigt de gant. Leur rôle principal est d’augmenter la surface d’échange avec le milieu extracellulaire.

Explication

Les lamellipodes créent des points d’adhésion au support, puis la tension du cortex permet de tirer le reste de la cellule vers ces points. Ce mécanisme contribue directement au mouvement cellulaire.

Explication

Les microtubules sont des cylindres creux de 25 nm formés de 13 protofilaments de tubuline αβ orientés dans la même direction. La double hélice de deux protofilaments caractérise les filaments d’actine, et non les microtubules.

Explication

La tubuline forme un hétérodimère αβ : la sous-unité α fixe du GTP, tandis que la sous-unité β peut fixer du GTP ou du GDP et possède une activité GTPasique. La capacité d’hydrolyse est donc attribuée à la tubuline β.

Explication

Un hétérodimère αβ lié au GTP s’ajoute préférentiellement à l’extrémité (+), sans hydrolyse préalable. Le GTP porté par la tubuline β est ensuite progressivement hydrolysé en GDP.

Explication

Le Taxol se fixe latéralement aux microtubules et stabilise leur structure. À l’inverse, la colchicine, la vinblastine, la vincristine et le nocodazole neutralisent la tubuline libre et favorisent la dépolymérisation.

Explication

Le centrosome est un centre organisateur des microtubules contenant une paire de centrioles perpendiculaires dans un matériel péricentriolaire. Les microtubules s’y ancrent, et non dans la lumière des centrioles.

Explication

La duplication des centrioles débute pendant la phase S : un centriole fille apparaît à la base de chaque centriole mère et s’allonge à angle droit. Les deux centrosomes maturent ensuite et forment les pôles du fuseau mitotique.

Explication

Les kinésines se déplacent généralement vers l’extrémité (+) des microtubules. Les dynéines cytoplasmiques transportent les organites vers le centre cellulaire, en direction de l’extrémité (-).

Explication

Les cils déplacent les éléments présents dans une cavité bordée par une cellule. Les flagelles, plus longs et d’organisation comparable, assurent notamment la propulsion des spermatozoïdes.

Explication

Les filaments intermédiaires sont ubiquitaires et non polarisés. Leur fonction principale est de fournir une résistance mécanique à la cellule et à son noyau, contrairement aux microtubules et aux filaments d’actine qui sont polarisés.

Explication

Les sous-unités des filaments intermédiaires s’assemblent d’abord en dimères, puis en tétramères tête-bêche non polarisés. Ces unités s’associent ensuite en structures organisées ayant une apparence de corde.

Explication

Les cytokératines forment des hétéropolymères associant en nombre égal des sous-unités acides de type I et des sous-unités neutres ou basiques de type II. Cette composition distingue leur assemblage des dimères αβ de tubuline.

Explication

Les desmosomes relient les cellules épithéliales adjacentes par l’intermédiaire de leurs filaments intermédiaires. Les hémi-desmosomes fixent quant à eux le pôle basal de l’épithélium à la lame basale.