★ À maîtriser
Compléments
Antoni van Leeuwenhoek observa des « animalcules » mobiles, dont des bactéries et des protozoaires, à l’aide d’un microscope simple à lentille unique.
Robert Hooke découvrit les cellules et leur donna le nom latin cellula, en référence aux petites chambres des monastères.
Les premières cellules seraient apparues par abiogenèse il y a au moins 3,7 à 5 milliards d’années, et les cellules eucaryotes dériveraient d’une communauté symbiotique de procaryotes.
★ À maîtriser
📌 Les procaryotes, notamment les archées et les bactéries, sont dépourvus de noyau, tandis que les eucaryotes possèdent un noyau et comprennent les protistes, les végétaux, les eumycètes et les animaux.
Les cellules animales ont une taille moyenne d’environ 50 μm, les cellules végétales d’environ 100 μm et les bactéries d’environ 1 μm.
Toutes les cellules possèdent une membrane plasmique, un cytoplasme aqueux riche en sels dissous et du matériel génétique constitué d’ADN.
📌 Chez les procaryotes, le matériel génétique est généralement une molécule d’ADN circulaire dans le nucléoïde, tandis que chez les eucaryotes il est réparti en plusieurs molécules d’ADN linéaires dans le noyau.
Compléments
Un millimètre équivaut à 1 000 μm et un micromètre équivaut à 1 000 nm.
Les cellules peuvent être sphériques, ovoïdes, allongées ou incurvées, mais elles suivent toutes le même modèle général malgré leurs formes, leurs tailles et leurs fonctions différentes.
L’ARN intervient dans la biosynthèse des protéines, tandis que les enzymes assurent le métabolisme cellulaire.
Les globules rouges matures sont dépourvus de noyau et de presque tous les organites, ce qui accroît la quantité d’hémoglobine qu’ils peuvent contenir.
Le génome nucléaire humain comprend 46 molécules d’ADN linéaires organisées en 22 paires de chromosomes homologues et une paire de chromosomes sexuels.
Le corps humain contient environ cent mille milliards de cellules appartenant à quelque 300 sortes.
★ À maîtriser
Le réticulum endoplasmique rugueux porte des ribosomes et participe à la synthèse de protéines destinées à la sécrétion ou à la membrane, tandis que le réticulum endoplasmique lisse participe à la production des lipides et à la détoxication de certains xénobiotiques.
Les lysosomes dégradent des éléments cellulaires endommagés ou inutilisés ainsi que des particules phagocytées, tandis que les peroxysomes éliminent des peroxydes nocifs.
Les mitochondries assurent la respiration cellulaire et produisent notamment de l’ATP, du NADH et du FADH2 à partir de nutriments par des voies comprenant la β-oxydation, le cycle de Krebs, la chaîne respiratoire et la phosphorylation oxydative.
Compléments
L’appareil de Golgi réalise notamment la transformation finale des protéines nouvellement synthétisées par glycosylation et phosphorylation.
Les chloroplastes des plantes et des algues produisent des glucides à partir du rayonnement solaire par photosynthèse.
La paroi des plantes est principalement constituée de cellulose, celle des mycètes de chitine et celle des bactéries de peptidoglycane.
Les principaux types de cellules gliales sont :
Les cellules nodales cardiaques sont peu contractiles et assurent la génération, la conduction et la régulation du potentiel d’action; les cellules du nœud sinusal génèrent le rythme cardiaque normal.
Les entérocytes absorbent notamment des molécules, des ions, de l’eau et des lipides; leurs microvillosités apicales augmentent la surface d’échange et les lipides absorbés sont transportés sous forme de chylomicrons vers les vaisseaux lymphatiques.
Les cellules de Paneth, situées au fond des cryptes intestinales, sécrètent des peptides antimicrobiens qui protègent les muqueuses des microorganismes pathogènes.
★ À maîtriser
📌 Une membrane plasmique délimite la cellule, tandis qu’une membrane intracellulaire, ou endomembrane, délimite un organite.
Les membranes biologiques sont principalement constituées de phospholipides amphiphiles dont les têtes hydrophiles sont orientées vers les milieux aqueux et les chaînes hydrophobes vers l’intérieur de la membrane.
En poids sec, les membranes contiennent environ 40 % de lipides, 52 % de protéines et 8 % de glucides; elles comptent environ 50 molécules de lipides par molécule de protéine.
Compléments
En microscopie électronique, la membrane présente deux feuillets sombres d’environ 2,5 nm chacun entourant un feuillet clair d’environ 3 nm, pour une épaisseur totale proche de 8 nm.
Les phospholipides membranaires comprennent : les glycérophospholipides, dont la phosphatidylsérine, les glycérophospholipides, dont la phosphatidylinositol, les glycérophospholipides, dont la phosphatidyléthanolamine, les glycérophospholipides, dont la phosphatidylcholine, les sphingophospholipides, dont la sphingomyéline
Le cholestérol est présent dans les membranes des cellules animales, mais aussi en faible quantité dans les cellules végétales et chez certaines bactéries ; il représente environ un quart des lipides membranaires des cellules animales et influence la fluidité de la membrane.
★ À maîtriser
📌 Les protéines extrinsèques sont situées hors de la bicouche et y sont liées par des interactions faibles, tandis que les protéines transmembranaires traversent les deux feuillets et sont associées de manière stable à la membrane.
Les motifs glucidiques de la membrane plasmique sont situés sur le feuillet externe et forment le glycocalyx; dans les organites, les sucres sont orientés vers leur lumière.
Les feuillets membranaires ont des compositions différentes, les glucides de la membrane plasmique étant exclusivement situés sur le feuillet externe; cette asymétrie contribue à l’asymétrie globale de la membrane.
Une augmentation de la température fluidifie la membrane; des chaînes d’acides gras plus courtes et plus insaturées augmentent également sa fluidité.
Compléments
Certaines protéines périphériques sont ancrées aux lipides par un groupement GPI sur la face extracellulaire ou par des acides gras, notamment le palmitique et le myristique, sur la face intracellulaire.
Les protéines membranaires peuvent servir de récepteurs, de transporteurs, de molécules d’adhérence, de catalyseurs enzymatiques ou de messagers intracellulaires.
La majorité des glucides membranaires sont associés à des protéines sous forme de glycoprotéines ou de protéoglycanes, et les autres sont associés à des lipides sous forme de glycolipides.
Les phospholipides peuvent s’auto-organiser en monocouches, en micelles ou en bicouches; les bicouches peuvent former des liposomes utilisés pour encapsuler des substances médicamenteuses.
Les mouvements membranaires des lipides comprennent :
Le cholestérol renforce la solidité et la rigidité membranaires et peut représenter jusqu’à 50 % des lipides totaux de la membrane.
Les protéines membranaires diminuent la fluidité, et certaines sont immobilisées par des interactions avec le cytosquelette ou des structures extracellulaires.
La chaleur ↑ → la membrane se fluidifie
Les microvillosités de la bordure en brosse contiennent des faisceaux de microfilaments d’actine parallèles à leur axe, organisés notamment par les villines et les fimbrines et reliés à la membrane par des myosines.
Les microvillosités isolées sont des microvillosités séparées les unes des autres.
Les microvillosités isolées sont notamment visibles au niveau des polynucléaires, ou leucocytes, lors de la diapédèse.
★ À maîtriser
La matrice extracellulaire est principalement constituée de glycoprotéines et de protéines ; elle contient des glycosaminoglycanes chez les animaux et des pectines chez les végétaux.
🔄 L’organisation matricielle s’effectue ainsi : les fibres de collagène forment un maillage retenu par des filaments d’élastine, des glycoprotéines d’adhérence, notamment la fibronectine, et du collagène globulaire se fixent au maillage, les glycosaminoglycanes entre les fibres créent un gel hydrophile
Compléments
La matrice extracellulaire animale, aussi appelée ciment ou cément intercellulaire, est l’ensemble des macromolécules extracellulaires du tissu conjonctif et des autres tissus animaux.
Les matrices osseuse et cartilagineuse sont produites respectivement par les ostéoblastes et les chondroblastes.
Les glycoprotéines sont des protéines associées à une courte chaîne glucidique et peuvent être ubiquitaires ou spécifiques.
Les glycosaminoglycanes et les protéoglycanes forment un gel hydraté dans lequel baignent les cellules.
Les glycosaminoglycanes matriciels comprennent :
Les macromolécules de la matrice extracellulaire sont synthétisées et sécrétées par les cellules en contact avec elle, notamment les chondrocytes, les ostéoblastes et les fibroblastes.
★ À maîtriser
La fibronectine apparaît tôt au cours du développement embryonnaire et participe à la migration cellulaire, notamment pendant la gastrulation et le développement des neurones.
Les laminines 1 et le collagène IV forment un réseau constituant la charpente de la membrane basale et assurant le maintien structural et fonctionnel des tissus.
Compléments
Le gène de la fibronectine, FN1, est situé sur le chromosome 2 humain.
Chez les amphibiens, la perturbation des interactions entre la fibronectine et ses récepteurs cellulaires, les intégrines, inhibe la migration des cellules mésodermiques pendant la gastrulation.
La fibronectine fœtale est normalement détectable dans les sécrétions vaginales jusqu’à 22 semaines d’aménorrhée, disparaît puis réapparaît en fin de grossesse ; sa persistance après 22 ou 24 semaines d’aménorrhée est en faveur d’une menace d’accouchement prématuré.
La fibronectine contribue à l’organisation de la matrice extracellulaire et à l’adhésion cellulaire, limite la prolifération tumorale, et les cellules métastatiques ne possèdent pas de fibronectine liée à leur membrane.
🔄 Lors d’une lésion vasculaire :
Les cellules épithéliales et les cellules conjonctives du chorion sous-jacent sécrètent respectivement une et deux chaînes de laminine.
Dans le système nerveux, l’interaction entre les laminines de la matrice extracellulaire et les intégrines à la surface des axones favorise leur élongation par fasciculation.
Les laminines participent aux migrations cellulaires, notamment pendant l’embryogenèse, et certaines cellules migrent sur une matrice contenant la laminine qu’elles ont elles-mêmes sécrétée.
Les laminines 5, 6 et 7, situées au niveau des hémidesmosomes, contribuent à la cohésion des cellules épithéliales sur leur face basale et à la détermination de leur polarité.
📌 Une mutation de la sous-unité α2 des laminines entraîne une perte de structure de la lame basale responsable d’une dystrophie musculaire congénitale, liée à l’absence du signal de survie transmis par les intégrines aux laminines.
📌 Une mutation des laminines 5 ou 6, ou de leurs sous-unités α3, β3 ou γ2, peut entraîner une épidermolyse bulleuse jonctionnelle avec défaut d’adhérence des kératinocytes, bulles cutanées et atteinte des muqueuses laryngées, digestives et respiratoires.
Le collagène représente environ le quart de la masse protéique de l’organisme humain et est la protéine la plus abondante du règne animal.
Le collagène est sécrété par les cellules du tissu conjonctif et a une masse moléculaire de 300 kDa.
Il existe différents types de collagène selon l’organe considéré, et le collagène est indispensable à la cicatrisation.
Les fibres élastiques peuvent s’étirer jusqu’à un facteur de 1,5 puis retrouver leur longueur initiale à l’état relâché.
Les protéines constituant des fibres élastiques sont :
Les facteurs de croissance des fibroblastes, ou FGF, forment une famille de 22 protéines identifiées chez l’humain, de FGF1 à FGF23 à l’exception de FGF15.
Les facteurs de croissance activent la migration et la multiplication des cellules cibles et sont généralement sécrétés par les fibroblastes.
Les fibroblastes maintiennent la matrice extracellulaire des tissus conjonctifs, réparent les lésions traumatiques et contribuent à réguler l’organisation et la différenciation des cellules environnantes.
Le collagène résiste à la traction ; l’élastine s’étire puis reprend sa longueur.
★ À maîtriser
Les constituants de la matrice extracellulaire possèdent de nombreux domaines de liaison aux cellules, ce qui facilite leur adhésion et leur organisation en tissus.
La fixation d’une intégrine à son ligand matriciel active des cascades de signalisation intracellulaire, notamment les voies Akt et MAPK, pouvant conduire à la différenciation, à la prolifération, à la survie ou à la migration cellulaires.
Compléments
La matrice extracellulaire contribue au soutien structural, à l’adhérence, au mouvement et à la régulation des cellules.
Empêcher l’interaction entre les intégrines et la fibronectine perturbe fortement la gastrulation, étape du développement où les migrations cellulaires sont importantes.
La matrice cartilagineuse est riche en protéoglycanes et en collagène de type II.
La matrice osseuse contient principalement du collagène de type I et des sels minéraux, dont le phosphate de calcium et l’hydroxyapatite.
La lame basale se trouve à la base des épithéliums et autour des cellules musculaires striées squelettiques ; elle contient un réseau de collagène de type IV, et les hémidesmosomes assurent l’ancrage des cellules épithéliales à cette lame.
Liaison intégrine-ligand → cascades de signalisation, puis différenciation, prolifération, survie ou migration.
★ À maîtriser
📌 Un échange actif nécessite une libération d’énergie cellulaire à partir de l’ATP, tandis qu’un échange passif ne requiert pas d’énergie fournie par la cellule et puise dans le niveau d’énergie du système.
Les modes de transmission chimique sont : endocrine, paracrine, à action locale sur des cellules voisines, autocrine, sur la cellule sécrétrice elle-même, synaptique, par libération d’un neurotransmetteur vers une cellule cible à la synapse
🔄 La réponse cellulaire suit ces étapes : induction du signal dans la cellule signalisatrice, formation du signal par sécrétion de molécules informatives, transfert et fixation du signal à des récepteurs spécifiques de la cellule cible, transmission intracellulaire produisant une réponse
📌 La plupart des hormones protéiques hydrosolubles ne traversent pas la membrane plasmique et se fixent à des récepteurs membranaires spécifiques, tandis que les hormones stéroïdes ou thyroïdiennes hydrophobes sont transportées dans le sang liées à des protéines puis peuvent traverser la membrane et se lier à des récepteurs intracellulaires ou nucléaires.
Compléments
Les membranes et les matrices extracellulaires délimitent les cellules et séparent les milieux extracellulaire et intracellulaire.
La membrane plasmique agit comme un filtre sélectif, laisse passer la lumière et la chaleur, transmet des informations utiles à la réponse cellulaire et à la coordination entre cellules, et forme un espace clos en échange constant avec l’environnement proche.
Les échanges passifs comprennent l’osmose et la dialyse, dont l’énergie provient du niveau d’énergie du système et non d’un apport cellulaire.
Des phénomènes actifs peuvent contrôler les échanges passifs en les favorisant ou en les ralentissant, notamment en faisant remonter le niveau d’énergie du système.
Selon un gradient de concentration, les molécules en suspension dans l’eau se déplacent du milieu le plus concentré, dit hypertonique, vers le milieu le moins concentré, dit hypotonique ; des concentrations équivalentes correspondent à l’isotonie.
La diffusion facilitée s’effectue du milieu hypertonique vers le milieu hypotonique, comme la diffusion simple.
★ À maîtriser
📌 La mitose produit des cellules filles identiques à la cellule mère, tandis que la méiose comprend une division réductionnelle puis une division équationnelle et produit des cellules haploïdes.
Compléments
Les mitochondries produisent de l’ATP, le réticulum endoplasmique synthétise et mature des protéines, l’appareil de Golgi assure le transit et le stockage de protéines et de lipides, et le cytosquelette contribue à la forme cellulaire et à l’organisation interne des organites.
La plupart des cellules végétales et animales ne sont visibles qu’au microscope et mesurent entre 10 et 100 μm de diamètre.
L’enveloppe nucléaire délimite le noyau et sépare le cytosol du nucléoplasme ; ses pores permettent des échanges dans les deux sens entre le noyau et le cytoplasme.
📌 Le réticulum endoplasmique granulaire est recouvert de ribosomes, tandis que le réticulum endoplasmique lisse en est dépourvu.
L’appareil de Golgi est formé d’empilements de saccules et modifie souvent les protéines sécrétoires par l’ajout de groupements spécifiques avant leur acheminement.
Les mitochondries de la majorité des cellules eucaryotes réalisent les réactions de respiration cellulaire qui aboutissent à la production d’ATP.
Les peroxysomes sont entourés d’une membrane simple, contiennent des enzymes qui produisent et décomposent le peroxyde d’hydrogène H₂O₂ et éliminent principalement les radicaux libres produits par l’oxygène dans la cellule.
Les lysosomes, caractéristiques des cellules animales, réalisent la digestion intracellulaire grâce à des enzymes.
Le centrosome, propre aux cellules eucaryotes animales, comprend une paire de centrioles perpendiculaires entourée de matériel péricentriolaire ; chaque centriole est constitué de 9 triplets inclinés de microtubules.
Les cellules végétales mesurent généralement de 50 à 250 μm, ont souvent une forme anguleuse et géométrique, et possèdent des structures caractéristiques comme la paroi pectocellulosique, la vacuole, les plastes et les plasmodesmes.
La paroi pectocellulosique est une structure rigide qui protège chaque cellule végétale.
★ À maîtriser
Les bactéries ne possèdent généralement ni noyau ni organites tels que les mitochondries ou le réticulum endoplasmique.
L’existence des mésosomes est discutée, car certains bactériologistes pensent qu’ils résultent de zones fragiles de la membrane plasmique altérées lors de la fixation des échantillons et qu’ils n’existent pas dans les cellules vivantes.
Compléments
Le matériel génétique procaryote est généralement constitué d’une molécule unique d’ADN double brin circulaire, non séparée du cytoplasme par une membrane, bien que certaines espèces aient un chromosome linéaire ou deux chromosomes.
Les procaryotes comprennent notamment des bactéries, des archées et des organismes unicellulaires, mais certaines bactéries peuvent être pluricellulaires, comme des spirulines, des cyanobactéries filamenteuses ou certaines sulfobactéries.
La membrane plasmique bactérienne est une bicouche de phospholipides comportant des protéines membranaires et quelques chaînes glucidiques sur sa face externe, mais ne contient pas de cholestérol.
La membrane plasmique bactérienne contrôle les échanges entre milieux intérieur et extérieur, participe à des réactions métaboliques et contribue à l’apport de nutriments, à l’élimination des déchets et à la détection des signaux environnementaux.
Les ribosomes procaryotes sont constitués de protéines et d’ARN ribosomique, peuvent se regrouper en polyribosomes et synthétisent les protéines en traduisant l’information portée par l’ARN messager ; ils diffèrent des ribosomes eucaryotes par leur morphologie et leur composition chimique.
Les plasmides de résistance portent des gènes d’enzymes capables d’inactiver ou de modifier certains antibiotiques et confèrent une résistance aux bactéries qui les portent.
Les plasmides de virulence portent des gènes codant des toxines ou d’autres substances dangereuses qui rendent les bactéries plus pathogènes.
Les plasmides métaboliques portent des gènes codant des enzymes qui métabolisent diverses substances, notamment des sucres ou des pesticides.
Certains plasmides se transmettent d’une bactérie donneuse à une bactérie receveuse par conjugaison bactérienne, au moyen de pili sexuels.
Chez les bactéries aérobies, les enzymes transporteurs d’électrons semblent se trouver préférentiellement au niveau des mésosomes.
★ À maîtriser
Les inclusions organiques sont le plus souvent des réserves énergétiques contenant du glycogène ou des lipides.
La vacuole gazeuse de nombreuses cyanobactéries leur permet de flotter à la surface.
La capsule bactérienne, dont la composition est influencée par les constituants du milieu, est le plus souvent polysaccharidique et parfois protéique.
La capsule protège la bactérie de la phagocytose et des agents physicochimiques, constitue un facteur de virulence et facilite l’adhésion aux autres êtres vivants.
Compléments
Les inclusions cytoplasmiques sont des granules de matière organique ou inorganique présents dans le cytoplasme bactérien.
Les inclusions inorganiques peuvent contenir du phosphate et parfois du soufre temporairement emmagasiné par certaines bactéries.
La capsule, non colorable par les techniques bactériologiques habituelles, peut être mise en évidence au microscope optique par une suspension bactérienne dans l’encre de Chine, qui révèle un halo clair en coloration négative.
★ À maîtriser
📌 La paroi bactérienne, présente chez toutes les bactéries sauf les mycoplasmes, empêche l’éclatement de la cellule soumis à une forte pression osmotique interne.
La paroi des bactéries Gram positives comprend une couche homogène de peptidoglycane de 20 à 80 nm d’épaisseur, traversée latéralement par des acides téichoïques qui la relient à la membrane plasmique.
La paroi des bactéries Gram négatives comprend une couche de peptidoglycane entourée d’une membrane externe de 10 à 20 nm d’épaisseur.
Les pili communs sont courts, rigides et présents en 100 à 200 exemplaires ; constitués de piline, ils permettent l’attachement des bactéries aux cellules eucaryotes, capacité liée au pouvoir infectieux de certaines espèces.
Compléments
La membrane externe des bactéries Gram négatives est une bicouche de phospholipides contenant notamment des protéines de transport appelées porines et reliée au peptidoglycane par la lipoprotéine de Braun.
De nombreuses bactéries Gram négatives, comme Salmonella, possèdent un lipopolysaccharide immunogène et pathogène qui s’active lors de la lyse bactérienne.
📌 La paroi épaisse des bactéries Gram positives les rend plus résistantes à la déshydratation, aux chocs physiques et aux antibiotiques que les bactéries Gram négatives.
Gram positif : épaisse couche de peptidoglycane ; Gram négatif : membrane externe et périplasme.
★ À maîtriser
🔄 La scissiparité bactérienne se déroule en quatre étapes :
Dans un milieu propice, une population bactérienne peut doubler toutes les 20 minutes, selon les nutriments disponibles, les concurrents, les prédateurs, les bactériophages et les antibiotiques présents.
La conjugaison peut transférer des résistances :
Le transfert conjugatif d’un plasmide comprend la reconnaissance entre donneur et accepteur par le pilus sexuel, le transfert d’un brin et la synthèse de son complément chez le donneur, la synthèse du brin complémentaire chez l’accepteur, puis la recircularisation du plasmide chez l’accepteur.
L’endospore permet à la bactérie de survivre en dormance aux conditions défavorables, parfois pendant plusieurs milliers d’années, et constitue une forme de résistance et de dissémination.
Compléments
La descendance issue d’une cellule bactérienne forme un clone de cellules génétiquement identiques appelé colonie.
Les archébactéries et les eubactéries se multiplient par scissiparité et parfois par gemmiparité.
La protéine ATPase FtsZ intervient parmi les protéines impliquées dans la division bactérienne et est considérée comme un équivalent du cytosquelette bactérien.
Myxococcus élabore des fructifications et Streptomyces forme des hyphes aériens, structures reproductives asexuées qui facilitent la dispersion.
📌 Les mutations, recombinaisons et transferts horizontaux modifient le génome des procaryotes, mais ne constituent pas une reproduction.
Conjugaison : rencontre, transfert d’un brin, complémentarisation, recircularisation.
★ À maîtriser
Compléments
📌 Les virus enveloppés possèdent une enveloppe acquise lors de la traversée des membranes de la cellule hôte, composée d’éléments cellulaires et viraux, tandis que les virus nus en sont dépourvus.
Un virion icosaédrique possède une capside en forme d’icosaèdre à 20 faces.
Dans un virus hélicoïdal, l’acide nucléique s’enroule en hélice dans une capside cylindrique creuse, donnant au virus une forme de bâtonnet.
De nombreux bactériophages ont une tête icosaédrique et une queue hélicoïdale, et le Mimivirus est un virus géant à ADN plus gros que de nombreuses bactéries.
En 1962, Lwoff, Horne et Tournier ont proposé une classification virale fondée sur la nature de l’acide nucléique, la symétrie de la nucléocapside et la présence ou l’absence d’une enveloppe.
★ À maîtriser
Les virus ne peuvent se répliquer seuls faute de réserves de petites molécules nécessaires, de source propre d’énergie et des chaînes enzymatiques des grandes voies de synthèse biologique, même s’ils possèdent une information génétique.
Le cycle lytique comprend l’adsorption aux récepteurs spécifiques de la cellule, la pénétration, la décapsidation, la réplication du génome, la synthèse des protéines virales, l’assemblage et l’encapsidation des virions, puis leur libération hors de la cellule hôte, qui meurt.
📌 Dans le cycle lysogénique de certains bactériophages, le génome viral intégré au génome de l’hôte sans s’exprimer, appelé prophage, est transmis aux cellules filles sans produire de descendance phagique.
Compléments
Cycle lytique : adsorption, pénétration, décapsidation, réplication, assemblage, libération.
★ À maîtriser
📌 Le microscope à fond clair observe des cellules fixées et colorées sur un fond brillant, tandis que le microscope à contraste de phase permet d’observer des cellules vivantes sans préparation ni coloration.
Le microscope électronique à transmission a une résolution d’environ 0,2 nm et un grossissement de 20 000 à 1 000 000, permettant d’étudier l’ultrastructure cellulaire après traitement approprié.
Le microscope électronique à balayage projette sous vide un faisceau d’électrons sur la surface de l’échantillon, balaie celle-ci et détecte les électrons réfléchis pour produire une image de surface en trois dimensions.
La préparation histologique comprend la fixation, la déshydratation, l’inclusion, la coupe et la coloration.
Compléments
Les microscopes à transmission nécessitent des échantillons de très faible épaisseur et un traitement adapté du matériel biologique.
La rhodamine absorbe la lumière verte et émet une fluorescence rouge, tandis que la fluorescéine absorbe la lumière bleue et émet une fluorescence verte.
Un microscope à fluorescence utilise une source d’excitation, un filtre d’excitation, un filtre d’émission et un oculaire.
La résolution du microscope électronique à balayage est inférieure à 20 nm.
Pour une observation en microscopie photonique, les coupes histologiques doivent avoir une épaisseur de 2 à 10 μm afin de laisser passer la lumière.
MET transmet les électrons à travers l’échantillon ; MEB balaie sa surface.
★ À maîtriser
Pour la microscopie électronique à transmission, les échantillons nécessitent des coupes ultrafines de 30 à 50 nm et un contraste par des atomes lourds, car les atomes majeurs de la matière vivante sont transparents aux électrons.
En 1970, Frye et Edidin réalisent une expérience d’immunomarquage qui apporte la première preuve de la fluidité des protéines membranaires.
Le coefficient de sédimentation, exprimé en unités Svedberg (S), est plus élevé pour une particule plus massive ou dense, ou générant une faible friction liée à sa forme.
Compléments
La préparation d’échantillons pour le microscope électronique à transmission utilise notamment le tétroxyde d’osmium, le glutaraldéhyde ou le permanganate de potassium pour la fixation, puis des résines de la famille des araldites pour l’inclusion.
La congélation dans l’azote liquide à −196 °C fixe rapidement l’échantillon et préserve une structure aussi proche que possible de sa structure native avant la cryofracture.
En autoradiographie, les émissions radioactives réduisent les grains de bromure d’argent de l’émulsion photographique en argent métallique, révélant le composé sous forme de grains noirs dont le nombre renseigne sur sa quantité et l’intensité du phénomène.
Un acide aminé radioactif peut servir à étudier la synthèse d’une protéine, tandis qu’un acide nucléique radioactif peut servir à étudier la transcription d’une enzyme.
Dans l’expérience de Frye et Edidin, des cellules de souris et des cellules humaines sont fusionnées à l’aide de glycoprotéines du virus de Sendai, puis les anticorps marqués de deux fluorochromes sont ajoutés aux hétérocaryons pour se fixer aux antigènes membranaires avant observation en microscopie à fluorescence.
Une ultracentrifugeuse peut atteindre près de 80 000 tours par minute et fournir des champs de gravité jusqu’à 500 000 fois la gravité terrestre.
À la fin d’une centrifugation, les grosses particules sédimentent pour former un culot, tandis que les autres particules restent en suspension dans le surnageant.
Différences entre parois bactériennes
| Caractéristique | Gram positif | Gram négatif |
|---|---|---|
| Peptidoglycane | Couche homogène de 20 à 80 nm | Couche entourée d’une membrane externe |
| Éléments associés | Acides téichoïques | Périplasme et membrane externe |
| Membrane externe | Absente dans la description | Présente, avec porines et lipoprotéine de Braun |
| Résistance citée | Plus résistante à la déshydratation, aux chocs et aux antibiotiques | Moins résistante que la paroi Gram positive selon le cours |
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1. Une équipe étudie les organites, le métabolisme, l’homéostasie et la mort des cellules. Quelle discipline mène principalement cette étude ?
2. Quelle description correspond à l’organisation fondamentale d’une cellule ?
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