Fiche de révision : Transports et expression cellulaire

📋 Plan du Cours

1. Osmose et tonicité cellulaire
2. Transports membranaires
3. Cycle cellulaire et contrôles
4. Transcription de l’ADN
5. Traduction et code génétique
6. Mutations et épigénétique

📖 1. Osmose et tonicité cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Milieu hypotonique : Trop riche en eau et trop pauvre en molécules, ce qui entraîne l’entrée d’eau dans les cellules, leur gonflement et éventuellement leur éclatement.
• Milieu hypertonique : Trop riche en molécules, ce qui provoque la sortie d’eau de la cellule, sa déshydratation et sa mort.

📝 Points essentiels

• Une boisson isotonique contient des molécules comme le sel et permet au sportif de se réhydrater sans provoquer le gonflement cellulaire associé à la consommation d’eau seule.

💡 Astuce mémo

Hypotonique : l’eau entre ; hypertonique : l’eau sort.

📖 2. Transports membranaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Transport passif : Suit le gradient de concentration et ne nécessite pas de consommation d’énergie.
• Transport actif primaire : Utilise l’énergie chimique de l’ATP, converti en ADP et Pi, pour déplacer une molécule contre son gradient grâce à un transporteur à changement de conformation.

★ À maîtriser

📌 La diffusion simple permet aux molécules liposolubles de traverser directement la bicouche lipidique selon leur gradient de concentration, tandis que la diffusion facilitée utilise des canaux ou des transporteurs pour les molécules hydrosolubles.

• L’eau traverse la membrane par osmose grâce aux aquaporines, tandis que les ions diffusent selon leur gradient électrochimique par des canaux ioniques.

📌 L’exocytose transporte des protéines du cytoplasme vers le milieu extracellulaire, tandis que l’endocytose les transporte du milieu extracellulaire vers le cytoplasme grâce à des vésicules et avec consommation d’ATP.

Compléments

• Les petits lipides, les acides gras, le cholestérol, les hormones, les vitamines et les gaz respiratoires O2 et CO2 peuvent réaliser une diffusion simple.

📌 Le cotransport symport déplace deux molécules dans le même sens, tandis que le cotransport antiport les déplace en sens inverse.

💡 Astuce mémo

Passif : avec le gradient ; actif : contre le gradient.

📖 3. Cycle cellulaire et contrôles

🔑 Notions clés & Définitions

• Cycle cellulaire : L’ensemble ordonné et régulé des événements qui se produisent dans une cellule entre deux divisions.
• Phase G0 : Un état de repos dans lequel la cellule cesse de se diviser ; les neurones et les cellules musculaires peuvent y rester de manière permanente.

📝 Points essentiels

• L’interphase comprend successivement les phases G1, S et G2 : la cellule croît et se prépare en G1, réplique son ADN en S, puis vérifie cette réplication et prépare la division en G2.

• La mitose permet de générer deux cellules filles identiques à la cellule mère.

📌 Les checkpoints, les cyclines et les kinases CDK détectent les erreurs et peuvent bloquer le cycle cellulaire si nécessaire.

• Une défaillance des checkpoints ou une mutation de gènes suppresseurs de tumeurs comme TP53 ou de proto-oncogènes comme RAS peut provoquer une division cellulaire incontrôlée, mécanisme initial de la cancérogenèse.

💡 Astuce mémo

G1 prépare, S copie, G2 contrôle, M divise.

📖 4. Transcription de l’ADN

🔑 Notions clés & Définitions

• Transcription : La copie d’un gène d’ADN sous forme d’ARN messager par les ARN polymérases.

★ À maîtriser

• 🔄 La transcription se déroule par:
  1. initiation
  2. élongation
  3. terminaison

Compléments

• Lors de la transcription, l’ARN polymérase associe des ribonucléotides complémentaires au brin matrice et les relie par des liaisons phosphodiesters.

💡 Astuce mémo

Initiation → élongation → terminaison.

📖 5. Traduction et code génétique

🔑 Notions clés & Définitions

• Traduction : La production d’une protéine à partir de l’information portée par l’ARN messager, au sein d’un ribosome situé dans le cytosol ou à la surface du réticulum endoplasmique granuleux.
• Code génétique : Le code génétique associe chaque codon, groupe de trois nucléotides de l’ARN messager, à un acide aminé ; il est universel et redondant, avec 64 codons pour 21 acides aminés.

★ À maîtriser

• Le codon START est AUG et code pour une méthionine, tandis que les codons STOP UAA, UAG et UGA ne codent pour aucun acide aminé.

Compléments

• Les ARN de transfert apportent au ribosome l’acide aminé correspondant au codon indiqué sur l’ARN messager.

💡 Astuce mémo

AUG commence avec la méthionine ; UAA, UAG et UGA terminent.

📖 6. Mutations et épigénétique

🔑 Notions clés & Définitions

• Mutation : Une modification de la séquence d’ADN pouvant affecter une grande région chromosomique ou seulement quelques paires de bases.
• Épigénétique : Les mécanismes réversibles et transmissibles qui modifient l’expression des gènes sans altérer la séquence de l’ADN.

★ À maîtriser

• Le génome humain comprend 23 paires de chromosomes, dont 22 paires d’autosomes et une paire de chromosomes sexuels.

• Une mutation somatique concerne les cellules non sexuelles et peut contribuer à la formation de tumeurs, tandis qu’une mutation germinale concerne les cellules sexuelles et peut être présente dans toutes les cellules de l’enfant.

• Une mutation silencieuse ne modifie pas l’acide aminé grâce à la redondance du code génétique, une mutation faux sens modifie un ou plusieurs acides aminés et une mutation non-sens crée un codon STOP prématuré qui tronque la protéine.

• L’euchromatine est décondensée et généralement associée à des gènes actifs, tandis que l’hétérochromatine est condensée, peu accessible et associée à des gènes silencieux.

Compléments

• Les mutations ponctuelles comprennent:

  • l’insertion d’une base
  • la délétion d’une base
  • la substitution d’une base par une autre

• L’acétylation ou la méthylation des histones ainsi que la méthylation des cytosines de l’ADN influencent la structure de la chromatine et le contrôle de l’expression des gènes.

💡 Astuce mémo

Mutation : séquence modifiée ; épigénétique : expression modifiée sans changer la séquence.

📊 Tableaux de synthèse

Types de transport membranaire