Fiche de révision : Physiologie générale de la cellule

📋 Plan du Cours

1. Notions fondamentales de physiologie cellulaire
2. Membrane plasmique et transports
3. Cytoplasme et organites
4. Noyau et organisation génétique
5. Acides nucléiques et ADN
6. Duplication et expression génétique
7. Assemblage et dégradation protéiques

📖 1. Notions fondamentales de physiologie cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Physiologie : Étude de l’ensemble des phénomènes nécessaires à la vie d’un organisme.
• Cellule : Plus petite unité des êtres vivants.
• Cytologie : Étude fonctionnelle et morphologique de chaque élément constitutif de la cellule.
• Histologie : Étude des tissus et de la microstructure des organes.

📝 Points essentiels

• Les cellules d’un même organisme ont la même origine par division cellulaire, mais leurs caractéristiques diffèrent selon leur environnement, ce qui permet leur différenciation.

📖 2. Membrane plasmique et transports

🔑 Notions clés & Définitions

• Membrane plasmique : Sépare les milieux intracellulaire et extracellulaire, permet les échanges et assure une perméabilité sélective.

• Diffusion : Tendance des molécules et des ions à se répartir dans leur environnement sous l’effet de leur énergie cinétique et d’un gradient de concentration.

• Osmose : Diffusion non assistée de l’eau à travers une membrane.
• Filtration : Passage de l’eau et des solutés à travers une membrane ou la paroi d’un vaisseau sous l’effet de la pression hydrostatique, généralement au niveau des capillaires.

📝 Points essentiels

• Les mécanismes de transport membranaire comprennent:

  • la diffusion simple ou facilitée
  • l’osmose
  • la filtration
  • l’exocytose
  • l’endocytose
  • le transport actif

• Plus une cellule contient de solutés non diffusibles, plus sa pression osmotique est importante.

📌 L’endocytose fait entrer des substances dans la cellule par invagination membranaire, tandis que l’exocytose les fait sortir par fusion de vésicules avec la membrane.

💡 Astuce mémo

Passif selon les gradients, actif contre les gradients

📖 3. Cytoplasme et organites

🔑 Notions clés & Définitions

• Cytoplasme : Ensemble des substances situées à l’intérieur de la membrane plasmique et à l’extérieur du noyau; il constitue la principale région fonctionnelle de la cellule.

• Réticulum endoplasmique : Réseau de membranes formant des cavités aplaties autour du nucléoplasme et comprenant un réticulum granulaire et un réticulum agranulaire.

★ À maîtriser

• Le cytosol est composé de:

  • 85 % d’eau
  • protéines solubles
  • sels minéraux
  • sucres
  • divers autres solutés

• Le réticulum endoplasmique granulaire fabrique les protéines sécrétées par la cellule et participe à la synthèse des lipides.

• L’appareil de Golgi modifie, concentre et emballe les protéines et les molécules, en dirigeant une grande partie du trafic cellulaire.

• Les mitochondries sont des organites limités par deux membranes qui produisent l’ATP grâce à la respiration cellulaire et contiennent des enzymes, des coenzymes, des ribosomes, de l’ADN et de l’ARN.

• Les lysosomes digèrent les particules ingérées, dégradent les organites âgés et les tissus inutiles, et peuvent dégrader le tissu osseux en libérant des ions Ca+.

Compléments

• Le réticulum endoplasmique agranulaire:
  • synthétise le cholestérol
  • synthétise les hormones stéroïdes
  • absorbe, synthétise et transporte les lipides
  • détoxifie certains médicaments et drogues
  • stocke les ions Ca+

• Les centrosomes et les centrioles jouent un rôle important dans la mitose et sont à l’origine des cils et des flagelles.

📖 4. Noyau et organisation génétique

🔑 Notions clés & Définitions

• Noyau : Centre de régulation de la cellule comprenant l’enveloppe nucléaire, la chromatine et les nucléoles.

★ À maîtriser

• La chromatine est constituée d’ADN associé à des protéines et contient les gènes; elle est filamenteuse pendant l’interphase puis se condense en chromosomes lors de la division cellulaire.

Compléments

• Toutes les cellules de l’organisme sont nucléées sauf les globules rouges, tandis que certaines cellules sont binucléées ou multinucléées.

• L’enveloppe nucléaire est une double membrane perforée de pores, contenant des ribosomes et renfermant une solution gélatineuse.

• Les nucléoles sont des corpuscules sphériques du noyau où s’effectue l’assemblage de structures formées d’ADN et d’ARN ribosomal.

💡 Astuce mémo

Un noyau-coffre contenant chromatine, nucléoles et pores nucléaires

📖 5. Acides nucléiques et ADN

🔑 Notions clés & Définitions

• Nucléotide : Constitué d’un pentose, d’un groupe phosphate et d’une base organique.

★ À maîtriser

📌 Dans l’ADN, le sucre est le désoxyribose, tandis que dans l’ARN il s’agit du ribose; les deux contiennent un groupe phosphate et une base azotée.

• L’ADN est constitué de deux chaînes de nucléotides et contient toujours autant de nucléotides A que de nucléotides T, ainsi que de nucléotides C que de nucléotides G.

Compléments

• La molécule d’ADN contient 3 milliards de paires de nucléotides et sa séquence de bases constitue le matériel génétique spécifique de chaque individu.

• L’ARN a un poids moléculaire inférieur à celui de l’ADN et forme une chaîne simple pouvant s’enrouler partiellement en double hélice.

💡 Astuce mémo

ADN double et stable, ARN simple et transitoire

📖 6. Duplication et expression génétique

🔑 Notions clés & Définitions

• Gène : Segment d’ADN qui commande la synthèse de molécules d’origine biologique.

📝 Points essentiels

• 🔄 La duplication de l’ADN se déroule en trois étapes:
  1. déspiralisation de la double chaîne
  2. rupture des ponts entre les chaînes
  3. fixation de nucléotides libres sur chacune des deux chaînes

📌 La synthèse des protéines comprend la transcription de l’ADN en ARNm puis la traduction de l’ARNm en chaîne d’acides aminés.

• Lors de la transcription, seules les portions d’ADN correspondant à un gène ou à quelques gènes sont copiées en ARNm, et les nucléotides T sont remplacés par des nucléotides U.

• Les trois types d’ARN sont:

  • l’ARN messager
  • l’ARN ribosomal
  • l’ARN de transfert

💡 Astuce mémo

ADN → ARNm → ribosome → protéine

📖 7. Assemblage et dégradation protéiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Anticodon : Séquence de trois bases de l’ARNt complémentaire d’un codon de l’ARNm.
• Protéasome : Complexe enzymatique multiprotéique présent dans le noyau, le cytosol et associé au réticulum endoplasmique, qui dégrade sélectivement les protéines mal repliées, dénaturées ou obsolètes.

★ À maîtriser

• Lors de la traduction, l’ARNm se fixe à un ribosome, les ARNt s’apparient successivement aux codons correspondants et les acides aminés sont reliés par des liaisons peptidiques.

• Le ribosome se déplace d’un codon le long de l’ARNm, ajoute un acide aminé à chaque répétition et se détache lorsque l’extrémité de l’ARNm est atteinte.

Compléments

• La synthèse d’une protéine de 150 acides aminés dure environ 60 secondes.

💡 Astuce mémo

Fixation → appariement → liaison peptidique → libération

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison du réticulum endoplasmique

Comparaison ADN et ARN