Fiche de révision : Structures et fonctions cellulaires

📋 Plan du Cours

1. Cellule et origine du vivant
2. Membrane plasmique
3. Cytoplasme et synthèse protéique
4. Mitochondries et production énergétique
5. Système endomembranaire
6. Cytosquelette cellulaire

📖 1. Cellule et origine du vivant

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule : Unité fondamentale, structurale et fonctionnelle des organismes vivants, capable d’assurer le métabolisme, le mouvement, la croissance, la reproduction et la transmission héréditaire par l’ADN.

★ À maîtriser

📌 Les cellules eucaryotes possèdent un noyau délimité par une membrane, tandis que les cellules procaryotes ont leur matériel génétique libre dans la cellule et sont dépourvues de noyau.

• Les quatre grandes catégories de molécules sont:
  • les protéines
  • les lipides
  • les acides nucléiques comprenant l’ADN et l’ARN
  • les glucides

Compléments

• LUCA, ou Last Universal Common Ancestor, est présenté comme l’ancêtre commun à l’origine des bactéries, des archéobactéries et des eucaryotes il y a environ 4 milliards d’années.

💡 Astuce mémo

Eucaryote = noyau délimité ; procaryote = matériel génétique libre

📖 2. Membrane plasmique

🔑 Notions clés & Définitions

• Membrane plasmique : Bicouche de phospholipides contenant des protéines et des glucides, qui délimite la cellule et régule ses échanges avec le milieu extracellulaire.

★ À maîtriser

📌 Les phospholipides sont amphiphiles avec une tête hydrophile et deux queues hydrophobes, tandis que le cholestérol rend la membrane animale plus rigide et moins perméable.

📌 Le transport passif ne nécessite pas d’ATP, tandis que le transport actif nécessite de l’ATP et s’effectue toujours par l’intermédiaire de protéines membranaires.

• L’exocytose déverse des substances hors de la cellule par fusion d’une vacuole avec la membrane plasmique, tandis que l’endocytose fait entrer des éléments par invagination de cette membrane.

Compléments

• Dans la membrane plasmique d’un hépatocyte, les lipides représentent 52 % du poids, les protéines 44 % et les glucides 4 %.

• Les glucides membranaires sont liés aux lipides sous forme de glycolipides ou aux protéines sous forme de glycoprotéines, et forment à l’extérieur de la cellule le glycocalyx, qui assure protection, reconnaissance et adhésion.

• Les trois types de protéines de transport actif sont:

  • le uniport, qui transporte une seule substance dans une direction
  • le symport, qui transporte deux molécules différentes dans la même direction
  • l’antiport, qui transporte deux molécules différentes dans des directions opposées

💡 Astuce mémo

Composition lipidique → fluidité et perméabilité sélective

📖 3. Cytoplasme et synthèse protéique

🔑 Notions clés & Définitions

• Ribosomes : Structures libres dans le cytoplasme ou associées au réticulum endoplasmique, qui synthétisent les protéines à partir des acides aminés en suivant les instructions de l’ARNm.

★ À maîtriser

• 🔄 La synthèse protéique se déroule en trois étapes:

  1. transcription de l’ADN en ARNm dans le noyau
  2. sortie de l’ARNm vers le cytoplasme
  3. traduction de l’ARNm par les ribosomes

• Dans le code génétique, trois bases d’ARN, formant un codon, correspondent à un acide aminé, et le code est redondant et universel.

• La glycolyse transforme une molécule de glucose en pyruvate et fournit 2 molécules d’ATP dans le cytoplasme.

Compléments

• L’ARNm est une molécule à un seul brin, plus courte que l’ADN, dans laquelle la thymine est remplacée par l’uracile.

💡 Astuce mémo

ADN → ARNm → protéine

📖 4. Mitochondries et production énergétique

🔑 Notions clés & Définitions

• Mitochondrie : Organite de la cellule eucaryote où se déroule la respiration, avec consommation d’oxygène et production d’ATP, et qui possède son propre génome.

📝 Points essentiels

• La respiration mitochondriale produit environ 36 molécules d’ATP grâce à la chaîne respiratoire et à l’ATP synthase en présence d’oxygène.

💡 Astuce mémo

Glycolyse sans O₂ : 2 ATP ; respiration avec O₂ : environ 36 ATP

📖 5. Système endomembranaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Appareil de Golgi : Ensemble de sacs empilés situé entre le réticulum endoplasmique et la membrane plasmique, qui modifie et mature certaines protéines et échange des vésicules avec ces structures.
• Lysosomes : Vésicules issues de l’appareil de Golgi, contenant des hydrolases lysosomales qui digèrent des molécules et du matériel d’origine endogène ou exogène.

★ À maîtriser

📌 Le réticulum endoplasmique lisse synthétise principalement les lipides et participe à la détoxification, tandis que le réticulum endoplasmique rugueux, portant des ribosomes, participe à la synthèse des protéines destinées notamment à la sécrétion.

Compléments

📌 La phagocytose permet aux lysosomes de digérer du matériel capturé par endocytose, tandis que l’autophagie permet de digérer des molécules et des organites intracellulaires.

💡 Astuce mémo

RE → Golgi → vésicules → membrane ou lysosome

📖 6. Cytosquelette cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Cytosquelette : Ensemble de filaments protéiques du cytoplasme qui donne une forme, une armature, une stabilité et une mobilité à la cellule.

★ À maîtriser

• Les trois constituants du cytosquelette sont:
  • les filaments intermédiaires
  • les microtubules
  • les filaments d’actine

📌 Les filaments intermédiaires sont stables et solides comme des cordes, les microtubules se remanient et servent de rails de transport, tandis que les filaments d’actine participent aux changements de forme et à la contraction cellulaire.

Compléments

• Les microtubules constituent les cils et les flagelles, qui sont des expansions membranaires extracellulaires capables de battre.

💡 Astuce mémo

Filaments intermédiaires comme des cordes, microtubules comme des rails, actine sous la membrane

📊 Tableaux de synthèse

Fonctions des constituants du cytosquelette