Fiche de révision : Le cytoplasme et ses organites

📋 Plan du Cours

1. Organisation générale du cytoplasme
2. Propriétés du cytosol
3. Cytosquelette et centriole
4. Organites et fonctions cellulaires
5. Ribosomes et synthèse protéique
6. Réticulum endoplasmique
7. Appareil de Golgi
8. Mitochondries et énergie
9. Lysosomes et digestion cellulaire
10. Noyau et information génétique

📖 1. Organisation générale du cytoplasme

🔑 Notions clés & Définitions

• Cytoplasme : Contenu d’une cellule compris entre la membrane plasmique et le noyau dans une cellule eucaryote.

📝 Points essentiels

• Le cytoplasme contient:
  • le cytosol
  • l’hyaloplasme
  • plusieurs organites
  • des ribosomes

💡 Astuce mémo

Cytoplasme = entre membrane et noyau ; noyau ≠ cytoplasme

📖 2. Propriétés du cytosol

🔑 Notions clés & Définitions

• Cytosol : Phase liquide ou semi-liquide du cytoplasme, organisée en gel colloïde environ quatre fois plus visqueux que l’eau.

★ À maîtriser

• Le pH de la phase soluble du cytosol est stable à 7,0, alors que le pH extracellulaire est de 7,4, avec de petites variations liées à la compartimentation par les cytomembranes.

• Les concentrations ioniques cytosoliques sont:

  • 139 mM pour K+
  • 12 mM pour Na+
  • 4 mM pour Cl−
  • 12 mM pour HCO3−
  • 0,8 mM pour Mg2+
  • moins de 0,0002 mM pour Ca2+

Compléments

• Le cytosol contient 85 % d’eau sous forme d’eau liée aux macromolécules, d’eau d’hydratation et d’eau libre, ainsi que des ions et les gaz O2 et CO2.

📖 3. Cytosquelette et centriole

🔑 Notions clés & Définitions

• Cytosquelette : Le cytosquelette est un réseau de fibres intracellulaires constitué de microtubules de tubuline, de microfilaments d’actine et de filaments intermédiaires.
• Centriole : Constitué de neuf triplets de microtubules entourés par une matrice péricentriolaire protéique.

📝 Points essentiels

• Le cytosquelette intervient dans:

  • les mouvements intracellulaires
  • la migration des organites
  • la division cellulaire
  • la migration des chromosomes

• Deux centrioles habituellement perpendiculaires forment le centrosome près du noyau et interviennent dans la division cellulaire en constituant l’appareil mitotique et l’aster.

💡 Astuce mémo

Microtubules, actine, filaments intermédiaires → mouvements, migration, division

📖 4. Organites et fonctions cellulaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Organite : Compartiment spécialisé du cytoplasme, délimité du reste de la cellule par une membrane phospholipidique et doté d’une fonction précise.

★ À maîtriser

• Les principaux organites des cellules eucaryotes sont:
  • le réticulum endoplasmique rugueux
  • le réticulum endoplasmique lisse
  • l’appareil de Golgi
  • les mitochondries
  • les lysosomes

Compléments

• Les fonctions générales des organites comprennent:
  • la synthèse et la maturation des protéines
  • la production d’énergie
  • le catabolisme

📖 5. Ribosomes et synthèse protéique

★ À maîtriser

• Chez les eucaryotes, les protéines sont synthétisées par traduction d’un ARN messager : les ribosomes cytoplasmiques produisent les protéines cytoplasmiques, tandis que le réticulum endoplasmique rugueux produit les protéines destinées à être sécrétées ou intégrées aux membranes.

• Un ribosome comprend une grande sous-unité 60S contenant trois molécules d’ARN et 49 protéines ribosomiques, ainsi qu’une petite sous-unité 40S contenant une molécule d’ARN et 33 protéines ribosomiques.

Compléments

• La biogenèse des ribosomes a lieu dans le nucléole, puis les ribosomes se trouvent soit libres dans le cytosol, soit fixés au réticulum endoplasmique rugueux.

💡 Astuce mémo

ARNm → ribosome → protéine → maturation golgienne

📖 6. Réticulum endoplasmique

🔑 Notions clés & Définitions

• Réticulum endoplasmique : Réseau de saccules et de canalicules formant deux compartiments communicants, le réticulum endoplasmique granuleux et le réticulum endoplasmique lisse.

★ À maîtriser

• Le réticulum endoplasmique granuleux assemble et transporte les protéines destinées aux membranes et à la sécrétion, qui sont injectées dans sa lumière puis envoyées vers l’appareil de Golgi après maturation.

• Le REL participe à la synthèse de:

  • phospholipides membranaires
  • cholestérol
  • stéroïdes et hormones stéroïdiennes
  • lipoprotéines

Compléments

📌 Dans le réticulum endoplasmique granuleux, les protéines peuvent être modifiées, repliées et contrôlées, tandis que les protéines mal repliées sont éliminées par le protéasome.

• Dans certains types cellulaires, le réticulum endoplasmique lisse est spécialisé dans le stockage du calcium sous forme de calciosome ou de réticulum sarcoplasmique dans les cellules musculaires.

💡 Astuce mémo

REG = protéines ; REL = lipides, détoxification et calcium

📖 7. Appareil de Golgi

🔑 Notions clés & Définitions

• Appareil de Golgi : L’appareil de Golgi est constitué de saccules ou citernes empilés, associés à des vésicules golgiennes, et possède une face cis d’entrée et une face trans de sortie.

📝 Points essentiels

• Les modifications post-traductionnelles réalisées par le Golgi comprennent:

  • le clivage
  • la glycosylation
  • la sulfatation
  • la phosphorylation
  • l’ajout de chaînes d’acides gras

• Les autres fonctions du Golgi comprennent: le trafic membranaire vers et depuis la membrane plasmique, le contrôle de l’adressage des protéines, la synthèse des glycoprotéines, la synthèse des sphingolipides

💡 Astuce mémo

Face cis → modifications → face trans

📖 8. Mitochondries et énergie

🔑 Notions clés & Définitions

• Mitochondrie : Organite en forme de bâtonnet possédant une membrane externe, une membrane interne formant des crêtes et une matrice.

★ À maîtriser

• La production mitochondriale d’ATP repose sur:

  • le cycle de Krebs
  • le métabolisme des acides gras
  • la phosphorylation oxydative

• Les mitochondries possèdent plusieurs copies d’un ADN mitochondrial à réplication autonome qui code pour 37 protéines, et leur transmission est exclusivement maternelle par l’ovule.

Compléments

• Le nombre de mitochondries dépend de l’intensité de l’activité cellulaire.

• Les maladies mitochondriales peuvent atteindre les deux sexes, car l’ADN mitochondrial est transmis par l’ovule.

💡 Astuce mémo

Dégradation oxydative des nutriments → production d’ATP

📖 9. Lysosomes et digestion cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Lysosome : Compartiment contenant des enzymes lytiques, notamment des hydrolases, responsables de la digestion cellulaire.

★ À maîtriser

• Les lysosomes détruisent les substances ou déchets internalisés par fusion avec les vésicules de phagocytose et éliminent les organites inutiles ou endommagés qui doivent être remplacés.

• Les maladies lysosomales sont dues à une protéine digestive manquante ou défectueuse, entraînent une accumulation de substrats et regroupent plus de 50 maladies rares, graves, handicapantes et dégénératives.

Compléments

• Les enzymes lysosomales comprennent:
  • des lipases
  • des protéases
  • des nucléases
  • des glucosidases
  • des phosphatases
  • des sulfatases

📌 Lors de la mort cellulaire, la libération des enzymes lysosomales digère tous les organites et provoque l’autolyse.

💡 Astuce mémo

Enzyme lysosomale manquante → accumulation de substrats

📖 10. Noyau et information génétique

🔑 Notions clés & Définitions

• Chromatine : Correspond aux chromosomes non condensés contenant l’ADN et des protéines appelées histones.
• Nucléole : Corps sphérique du noyau qui assure la synthèse de l’ARN ribosomique et participe à la préparation de la mitose.

📝 Points essentiels

• Le noyau porte le message héréditaire sous forme d’ADN et d’ARN messager et permet la réplication de l’ADN ainsi que la multiplication cellulaire.

• L’enveloppe nucléaire protège le noyau et permet les échanges entre le noyau et le cytoplasme grâce à ses pores membranaires.

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison du REG et du REL