★ À maîtriser
La membrane plasmique délimite la cellule et forme une barrière entre les milieux intérieur et extérieur.
Les récepteurs membranaires captent des ligands et peuvent déclencher une réponse cellulaire, telle que la mort, la division ou la différenciation.
La membrane plasmique participe aux échanges par endocytose et exocytose, ainsi qu’à la reconnaissance de molécules de surface, notamment les antigènes impliqués dans la réponse immunitaire.
Les phospholipides sont les lipides membranaires les plus fréquents ; leurs têtes hydrophiles sont orientées vers les milieux aqueux et leurs acides gras hydrophobes vers le centre de la bicouche.
Les protéines membranaires participent à plusieurs fonctions :
📌 Les microvillosités, regroupées en bordure en brosse au pôle apical, augmentent la surface d’absorption, notamment dans les entérocytes intestinaux.
Les cils vibratiles, constitués de microtubules, battent pour déplacer le mucus et les particules inhalées dans les voies respiratoires.
Les trois réseaux du cytosquelette, par taille croissante, sont :
Les réseaux du cytosquelette sont constitués de polymères de monomères et peuvent s’assembler ou se désassembler selon les besoins cellulaires.
Les microtubules mesurent 25 nm et sont formés de tubuline α et β, le plus souvent assemblées en 13 protofilaments pour constituer un tube polarisé.
📌 La polymérisation des microtubules nécessite du GTP, dont l’hydrolyse favorise la dissociation du polymère de tubuline.
Compléments
📌 Les glycolipides portent des sucres et se trouvent dans le feuillet externe, tandis que les phospholipides portent un phosphate et sont présents dans les deux feuillets.
Les lipides membranaires sont amphiphiles et contribuent à la fluidité, à la stabilité et à l’asymétrie de composition des deux feuillets de la membrane.
Les stéréocils sont des prolongements apicaux immobiles, moins réguliers et plus longs que les microvillosités, soutenus par des microfilaments d’actine.
★ À maîtriser
📌 Une cellule plurinucléée possède plusieurs noyaux, tandis qu’une cellule polynucléée possède un seul noyau à plusieurs lobes.
Dans l’appareil de Golgi, le mannose-6-phosphate marque certaines enzymes, qui sont reconnues par leur récepteur et dirigées vers les endosomes ou les lysosomes.
Les lysosomes digèrent des éléments extracellulaires par hétérophagie, notamment après endocytose ou phagocytose, et des éléments intracellulaires par autophagie.
La mitochondrie est un organite à double membrane, extérieur au système endomembranaire, impliqué dans la respiration cellulaire et la production d’ATP.
Le peroxysome est un organite à membrane simple qui se multiplie par bourgeonnement et contient des catalases impliquées dans la détoxification.
Compléments
Les globules rouges sont dépourvus de noyau, tandis que les ostéoclastes sont des cellules plurinucléées.
Une cellule humaine possède 46 chromosomes lorsque son ADN est condensé et individualisé pendant la division.
L’adressage d’un ribosome vers le REG se déroule ainsi :
Le REG contribue au repliement tridimensionnel et à la glycosylation des protéines, contrôle leur qualité, synthétise des glucides et des lipides, et stocke puis libère du calcium.
L’acrosome du spermatozoïde est une poche riche en enzymes lysosomales qui facilite son entrée dans l’ovocyte.
La mitochondrie intervient aussi dans :
Lors de la détoxification peroxysomale, des oxydases produisent du peroxyde d’hydrogène toxique, que les catalases métabolisent en eau.
Le Golgi, usine de tri qui expédie les protéines vers leur destination
★ À maîtriser
Les glycérophospholipides sont les lipides les plus abondants dans les membranes cellulaires, à quelques exceptions près.
Un glycérophospholipide comprend un squelette de glycérol à trois carbones, un phosphate lié au troisième carbone et deux chaînes d’acides gras liées aux premier et deuxième carbones.
📌 Dans un glycérophospholipide, le phosphate constitue la tête hydrophile tandis que les deux chaînes d’acides gras forment la queue hydrophobe.
En milieu aqueux, les glycérophospholipides s’auto-organisent spontanément en bicouche, sans apport énergétique cellulaire, avec les têtes hydrophiles vers l’eau et les queues hydrophobes au centre.
La sphingomyéline, impliquée dans le système nerveux, est le seul phospholipide membranaire qui n’est pas construit sur un squelette de glycérol.
Le cholestérol appartient à la famille des stérols et est indispensable aux membranes cellulaires.
Le cholestérol représente environ 20 % des lipides de la membrane plasmique des cellules animales.
Compléments
📌 Une micelle est une sphère à une seule couche lipidique, avec les têtes polaires vers l’extérieur et les queues hydrophobes vers l’intérieur, tandis qu’un liposome est une sphère creuse à bicouche dont les têtes bordent les milieux aqueux interne et externe.
📌 Un céramide est constitué d’une sphingosine et d’une chaîne d’acide gras liée au groupement amine, tandis qu’un phosphosphingolipide comprend aussi un phosphoryle-choline.
📌 Un cérébroside porte un sucre simple en R1, tandis qu’un ganglioside porte en R1 un groupe de sucres complexes.
📌 Le cholestérol est présent dans les membranes animales, y compris en faible quantité dans les membranes mitochondriales, mais généralement absent des membranes bactériennes.
La sphingomyéline porte un squelette sphingosine, contrairement aux autres phospholipides bâtis sur le glycérol.
★ À maîtriser
Compléments
Les microvillosités sont recouvertes de glycoprotéines riches en enzymes formant le cell coat.
Le glycocalyx est observable en microscopie optique grâce à la réaction de Schiff à l’acide périodique, dite PAS positive.
📌 Les microvillosités isolées ou irrégulières varient en forme, longueur et diamètre, tandis que les microvillosités groupées et régulières forment une bordure en brosse ou un plateau strié.
Les microvillosités contiennent des microfilaments d’actine parallèles ancrés dans le plateau terminal ; la villine et la fimbrine les fasciculent, la myosine 1 les ancre à la membrane et la spectrine assure leurs interconnexions avec le plateau terminal.
Dans l’épithélium respiratoire, les cils vibratiles font remonter les mucosités et les produits qui y sont collés jusqu’à la cavité nasale.
L’axonème des cils vibratiles est constitué de microtubules, contrairement aux microvillosités constituées de microfilaments d’actine.
Les cils vibratiles sont environ 10 fois plus longs que les microvillosités et sont détectables en microscopie optique avec des colorations standards.
Les cils vibratiles comprennent :
Microvillosités : augmenter l’absorption ; cils vibratiles : déplacer le contenu de la lumière.
★ À maîtriser
📌 Les transports membranaires sans déformation comprennent les transports perméatifs, tandis que les transports avec déformation impliquent la formation de vésicules par endocytose ou exocytose.
La diffusion simple à travers la bicouche lipidique est rapide pour les petites molécules non chargées comme l’urée, les petites molécules lipophiles et les gaz comme le dioxygène et le dioxyde de carbone.
Les molécules chargées, les grosses molécules, les sucres et les acides aminés ne traversent la membrane qu’avec des transporteurs spécifiques.
📌 Selon la loi de Fick, les transports perméatifs passifs déplacent les molécules d’une région de forte concentration vers une région de faible concentration, sans énergie d’origine cellulaire.
📌 La diffusion simple ne nécessite pas de transporteur et n’est pas saturable, tandis que la diffusion facilitée utilise des protéines transmembranaires spécifiques et peut être saturable si le transporteur change de conformation.
Compléments
Au pôle basal des cellules épithéliales des tubules contournés proximaux, des mitochondries nombreuses, disposées perpendiculairement à la membrane basale entre les replis cellulaires, forment les bâtonnets de Heidenhain.
Au pôle basal des cellules du tubule contourné proximal, des prolongements s’entrelacent entre les cellules avoisinantes.
Dans les différenciations basales de certaines cellules, les invaginations de la membrane plasmique forment des cavités occupées par des prolongements de cellules voisines contenant également des mitochondries.
Les mitochondries des différenciations basales produisent l’énergie cellulaire et sont observables au MET.
Les petites molécules polaires comme l’eau et l’éthanol traversent la membrane plus lentement en raison de leur polarité.
La vitesse de diffusion simple augmente linéairement avec le gradient de concentration, tandis que chaque transporteur de diffusion facilitée possède une vitesse maximale appelée Vmax.
★ À maîtriser
Les pompes membranaires réalisent un transport actif rapide à contre-gradient grâce à l’énergie, généralement fournie par l’hydrolyse de l’ATP en ADP et phosphate inorganique.
La pompe Na⁺/K⁺ ATPase fixe 3 Na⁺ du côté cytosolique, hydrolyse l’ATP et change de conformation, libère les 3 Na⁺ à l’extérieur, fixe 2 K⁺, bascule vers le côté intracellulaire, libère les 2 K⁺ et retrouve sa conformation initiale.
Les transporteurs GLUT assurent la diffusion facilitée du glucose, reconnaissent spécifiquement le stéréoisomère D et fonctionnent dans les deux sens selon le gradient de concentration.
GLUT-2 est principalement exprimé dans les hépatocytes et les cellules bêta du pancréas endocrine et permet un transport hépatique bidirectionnel du glucose selon les besoins de l’organisme.
📌 En immunodétection indirecte, un anticorps primaire reconnaît l’antigène et un anticorps secondaire marqué reconnaît l’anticorps primaire.
📌 La méthode directe marque l’anticorps primaire et donne une intensité de marquage moindre que la méthode indirecte, qui peut amplifier le signal grâce à plusieurs anticorps secondaires fixés sur un anticorps primaire.
📌 Dans un ELISA direct, l’antigène est fixé au fond de la plaque et détecté par un anticorps, tandis que l’ELISA indirect utilise un anticorps primaire et un anticorps secondaire marqué.
Compléments
La pompe Na⁺/K⁺ ATPase maintient une forte concentration de sodium à l’extérieur et une forte concentration de potassium à l’intérieur de la cellule.
GLUT-1 est ubiquitaire et assure le transport basal du glucose.
Après son entrée dans l’hépatocyte, le glucose est phosphorylé en glucose 6-phosphate par l’hexokinase ou la glucokinase, avec consommation d’ATP, puis converti en glycogène lors de la glycogénèse.
L’anticorps secondaire peut porter :
📌 En méthode indirecte, les anticorps secondaires peuvent se fixer sur des sites non spécifiques et augmenter le bruit de fond.
★ À maîtriser
📌 Les jonctions serrées ferment l’espace intercellulaire et limitent le passage paracellulaire, tandis que les jonctions adhérentes renforcent surtout la cohésion entre cellules.
Les principales protéines des jonctions serrées sont :
Les jonctions adhérentes reposent sur des cadhérines dépendantes du Ca2+, reliées aux filaments d’actine par les caténines α et β.
Les constituants des desmosomes comprennent :
Les hémidesmosomes relient le pôle basal des cellules épithéliales à la lame basale grâce aux intégrines et à BP180, associées à la plectine et aux filaments intermédiaires.
Les jonctions communicantes sont formées de connexines assemblées par six en connexons ; deux connexons forment un canal entre cellules voisines.
Les jonctions communicantes permettent le couplage métabolique par passage de seconds messagers comme l’AMPc et le couplage électrique par passage d’ions, notamment dans le myocarde et les muscles lisses.
Compléments
La toxine ZOT sécrétée par l’agent pathogène du choléra désorganise les jonctions serrées des entérocytes et peut entraîner une perte importante de liquide par diarrhée.
Les canaux des jonctions communicantes laissent passer l’eau et des molécules hydrophiles de moins de 1,5 kDa, ainsi que des molécules de moins de 1,5 nm de diamètre.
📌 Une forte concentration intracellulaire de Ca2+ lors de l’apoptose ferme les jonctions communicantes et limite la perturbation des cellules voisines.
Dans l’entérocyte, du pôle apical au basal : serrées, adhérentes et desmosomes, communicantes, hémidesmosomes.
★ À maîtriser
Les cadhérines classiques comprennent :
Les cadhérines renforcent leur adhésion homophile en formant des dimères cis, puis une interaction trans en fermeture éclair avec les dimères de la cellule voisine.
Les interactions des cadhérines avec le cytosquelette, notamment par l’intermédiaire de l’α-caténine, renforcent l’adhésion cellulaire et contribuent à la cohésion et à l’organisation des tissus.
La β-caténine forme un complexe avec l’α-caténine et la protéine p120, permettant un lien entre les cadhérines, le cytosquelette et les filaments d’actine.
La β-caténine est aussi un co-activateur transcriptionnel lié à la voie Wnt, importante dans l’embryogenèse et l’homéostasie des tissus.
Compléments
📌 L’adhésion homotypique relie des cellules du même type, tandis que l’adhésion hétérotypique relie des cellules de types différents.
📌 Une liaison homophile unit deux molécules identiques, tandis qu’une liaison hétérophile unit deux molécules de classes différentes.
📌 L’absence de calcium extracellulaire entraîne la dissociation des jonctions dépendantes des cadhérines.
En l’absence d’une quantité suffisante de ligand Wnt, la β-caténine est phosphorylée puis dégradée par le protéasome.
Les cadhérines, liées aux filaments d’actine, participent à la morphologie cellulaire et renforcent l’adhésion des cellules endothéliales face au cisaillement du flux sanguin.
Sous l’effet du cisaillement lié au flux sanguin, les cadhérines contribuent à réorienter le cytosquelette dans le sens du flux, aidant l’endothélium à résister à la contrainte.
Les cadhérines s’emboîtent comme une fermeture éclair entre cellules voisines.
★ À maîtriser
Les sélectines sont des protéines transmembranaires à domaine cytoplasmique court et domaine transmembranaire, avec un long domaine extracellulaire comprenant des motifs C répétitifs, un domaine EGF et un domaine de type lectine.
Les trois types de sélectines sont :
Les sélectines établissent des liaisons hétérophiles avec des groupements glucidiques, notamment le résidu Sialyl LewisX, et cette liaison dépend du Ca2+.
Compléments
Les Ig-CAM présentent une partie intracellulaire du côté COOH et une partie extracellulaire du côté NH2; leurs domaines Ig peuvent interagir face à face par liaison homophile.
Parmi les Ig-CAM figurent :
Les Ig-CAM peuvent établir des liaisons homophiles entre Ig-CAM ou des liaisons hétérophiles avec les intégrines.
La protéine JAM participe à l’organisation des jonctions serrées par l’intermédiaire de ZO et du cytosquelette, intervient dans la diapédèse et régule la prolifération et la polarité cellulaire via cdc42 et le complexe PAR-PKC.
Les sélectines favorisent des interactions transitoires, faibles mais très spécifiques, entre leucocytes et cellules endothéliales et participent à l’inflammation, à la reconnaissance immunitaire et à l’inhibition de contact.
★ À maîtriser
Les intégrines inactives acquièrent une conformation active après liaison à la taline, qui permet leur liaison aux ligands extracellulaires.
Les ligands des intégrines peuvent être : le collagène, la laminine, la fibronectine, d’autres molécules d’adhésion de la matrice extracellulaire
Après l’ancrage à la matrice extracellulaire, les intégrines actives relient les filaments d’actine via la taline et contribuent à activer la FAK, qui déclenche des voies de signalisation contrôlant la survie et la prolifération cellulaires.
La perte des contacts avec le collagène et la fibronectine entraîne un signal de mort cellulaire et l’apoptose, appelée anoïkose dans ce contexte.
LFA-1 est une intégrine de la sous-famille β2 (CD18) impliquée dans le fonctionnement du système immunitaire; ses ligands principaux sont ICAM-1 (CD54), ICAM-2 (CD102) et JAM-1.
🔄 La diapédèse leucocytaire comprend :
Les sélectines E et leurs ligands assurent l’adhésion faible, qui ralentit les leucocytes et provoque leur roulement sur les cellules endothéliales activées.
L’adhésion forte des leucocytes à l’endothélium implique les intégrines leucocytaires et leurs contre-récepteurs de la famille des immunoglobulines sur les cellules endothéliales.
Compléments
Il existe 18 sous-unités α et 8 sous-unités β, qui permettent de former 24 dimères αβ fonctionnels dont la combinaison détermine la spécificité des ligands reconnus.
Les intégrines établissent des liaisons hétérophiles dépendantes du Ca2+ et participent aux contacts focaux et aux hémidesmosomes.
Les cellules tumorales peuvent survivre et proliférer après s’être détachées de la matrice extracellulaire, ce qui favorise leur dissémination.
La migration à travers l’endothélium vers les tissus sous-jacents au foyer inflammatoire implique les intégrines, ICAM et PECAM-1, ainsi qu’une déstabilisation ponctuelle des jonctions endothéliales.
Les leucocytes migrent vers un foyer infectieux en suivant un gradient de chimiokines sécrétées par les cellules situées dans ce foyer.
Perte d’ancrage à la MEC → anoïkose
★ À maîtriser
Les récepteurs couplés aux protéines G sont des protéines qui interagissent avec des protéines G de la famille des GTPases, lesquelles modulent leur contenu en GTP.
Les RCPG sont constitués de 7 hélices transmembranaires reliées par 3 boucles extracellulaires et 3 boucles intracellulaires.
L’être humain possède environ 1 000 RCPG, codés par 800 gènes et représentant 1 % du génome humain.
Plus de la moitié des agents pharmacologiques agissent sur les RCPG.
Les effecteurs des RCPG comprennent des enzymes, comme l’adénylate cyclase, la guanylate cyclase et la phospholipase C, ainsi que des canaux ioniques.
Les mitochondries possèdent une membrane externe et une membrane interne, cette dernière formant des crêtes autour de la matrice mitochondriale.
Les mitochondries à crêtes transversales se trouvent dans la plupart des cellules et participent principalement à la respiration, tandis que les mitochondries à crêtes tubulaires se rencontrent notamment dans des cellules stéroïdogènes et participent au métabolisme du cholestérol.
Le VDAC laisse passer des ions et des molécules de moins de 10 kDa, tandis que les complexes TOM et TIM participent au passage des protéines à travers les membranes mitochondriales.
La matrice mitochondriale contient notamment des accumulations de calcium et de magnésium, de l’ADN mitochondrial circulaire, des ARN et des mitoribosomes.
Le génome mitochondrial est circulaire, double brin, dépourvu d’histones, hérité de la mère et présent en plusieurs copies; il représente moins de 1 % de l’ADN total de la cellule.
Le génome mitochondrial comporte 37 gènes :
Compléments
Le groupe I reconnaît : des hormones comme l’adrénaline, la noradrénaline, la TSH, la LH et la FSH, des neurotransmetteurs comme la dopamine, le GABA et l’acétylcholine, les prostaglandines, les leucotriènes
Le groupe II des récepteurs couplés aux protéines G reconnaît notamment la calcitonine et la parathormone.
Le groupe III des récepteurs couplés aux protéines G reconnaît le glutamate et le calcium.
Alfred G. Gilman et Martin Rodbell ont obtenu le prix Nobel de physiologie ou médecine en 1994 pour leurs travaux sur les protéines G.
Dans un RCPG, l’extrémité NH2 est extracellulaire et l’extrémité COOH est intracellulaire.
★ À maîtriser
Les MERCs participent à :
La fusion des membranes externes mitochondriales nécessite les mitofusines MFN1 et MFN2, tandis que la fusion des membranes internes implique OPA1.
🔄 La fission mitochondriale suit ces étapes :
DRP1, située dans le cytoplasme, est recrutée aux futurs sites de fission par MFF, un récepteur de la membrane externe phosphorylé par l’AMPK.
Les kinésines et les dynéines transportent les mitochondries le long des microtubules en hydrolysant l’ATP.
📌 Le transport rétrograde déplace la mitochondrie vers l’extrémité négative du microtubule et le noyau grâce aux dynéines, tandis que le transport antérograde la déplace vers l’extrémité positive et la membrane plasmique grâce aux kinésines.
Compléments
La fission mitochondriale dépend notamment du calcium provenant du réticulum endoplasmique proche.
La réplication de l’ADN mitochondrial n’est pas limitée à la phase S du cycle cellulaire et l’ADN se répartit dans les deux mitochondries avant leur fission.
L’AMPK est un senseur métabolique des variations énergétiques cellulaires, activé par le ratio AMP/ATP ou par phosphorylation en réponse à un stress cellulaire.
L’AMPK peut être activée par des inhibiteurs de la chaîne respiratoire comme la roténone et l’antimycine A.
L’AMPK régule la forme des mitochondries, accroît leur production et régule l’autophagie.
★ À maîtriser
Le contrôle de la respiration mitochondriale repose sur le cycle de l’acide citrique, la chaîne respiratoire et la synthèse d’ATP, couplés par des coenzymes communes.
La roténone inhibe le complexe I, l’antimycine A le complexe III et le cyanure le complexe IV, bloquant ainsi la chaîne respiratoire et la production d’ATP.
L’ATP synthase comprend un canal à protons F₀ membranaire, une tête catalytique F₁ matricielle et une tige reliant les deux parties.
Le passage des protons dans F₀ entraîne la rotation de la sous-unité gamma de F₁, permettant l’association de l’ADP et du phosphate puis la libération d’ATP.
Le cycle de Krebs utilise l’acétyl-CoA et fournit des substrats à la chaîne respiratoire, notamment du NADH + H⁺ et du FADH₂.
La bêta-oxydation de l’acyl-CoA raccourcit les acides gras de deux carbones à chaque tour de Lynen et produit des substrats pour la chaîne respiratoire ainsi que de l’acétyl-CoA pour le cycle de Krebs.
Le transport mitochondrial des acides gras mobilise la carnitine acyl-transférase I, la translocase carnitine-acylcarnitine et la carnitine acyl-transférase II pour faire entrer l’acyl-CoA dans la matrice, où il rejoint la bêta-oxydation.
Compléments
Le complexe IV utilise l’oxygène et des protons pour former de l’eau, tandis que le transfert d’électrons entre complexes contribue au gradient de protons.
L’ATP synthase tourne à une vitesse de 50 à 100 tours par seconde.
Le cycle de l’urée transforme l’ammoniac en urée, ensuite éliminée dans l’urine.
★ À maîtriser
La mitochondrie utilise le cholestérol pour former des précurseurs stéroïdiens, dont la prégnénolone, qui sont ensuite utilisés par le réticulum endoplasmique.
Dans la graisse brune, l’UCP détourne le gradient de protons de l’ATP synthase et dissipe l’énergie sous forme de chaleur.
Le calcium libéré par le réticulum endoplasmique via IP3R traverse la membrane externe par VDAC, entre dans la matrice via MCU et ressort par les échangeurs Na⁺/Ca²⁺ et H⁺/Ca²⁺ avant de repasser par VDAC.
Lors de la voie mitochondriale de l’apoptose, Bax s’assemble dans la membrane mitochondriale externe, provoquant sa perméabilisation et la libération du cytochrome C, qui participe avec Apaf1 et l’ATP ou le dATP à la formation de l’apoptosome.
L’apoptosome recrute les caspases : la procaspase 9 devient caspase 9, qui active notamment la procaspase 3 et déclenche une cascade de clivages menant à la mort cellulaire programmée intrinsèque.
GLUT-2 est principalement exprimé dans les hépatocytes et les cellules bêta du pancréas et peut transporter le glucose dans les deux sens selon les conditions.
📌 Un uniport transporte un seul type de molécule, tandis qu’un antiport transporte deux substances différentes en sens opposés et qu’un symport les transporte dans le même sens.
Compléments
Les cellules stéroïdogènes, comme celles de la corticosurrénale, possèdent des mitochondries sphériques à crêtes tubulaires et sont riches en gouttelettes lipidiques et en réticulum endoplasmique lisse.
À la naissance, le tissu adipeux brun représente 5 % du poids et diminue progressivement jusqu’à l’âge adulte.
Le calcium mitochondrial stimule le cycle de Krebs et la production d’ATP et peut aussi participer à l’apoptose.
Les maladies mitochondriales peuvent toucher tous les tissus, en particulier les tissus à forte demande énergétique comme le muscle et le cœur.
Dans les hépatocytes, après un apport alimentaire, le glucose entre par GLUT-2, est phosphorylé en glucose-6-phosphate par l’hexokinase ou la glucokinase, puis est converti en glycogène.
Après environ 8 à 10 heures sans apport alimentaire, les cellules hépatiques dégradent le glycogène en glucose et le libèrent dans le sang par les transporteurs GLUT.
Au pôle basolatéral de l’entérocyte, GLUT-2 fait sortir le glucose vers la circulation sanguine par diffusion facilitée.
GLUT fait passer le glucose seul ; SGLT1 le couple à deux Na⁺.
★ À maîtriser
Un connexon est un assemblage de six connexines ; deux connexons de cellules adjacentes s’associent pour former un canal axial constituant une jonction communicante.
Les canaux ioniques transportent passivement les ions selon leur gradient de concentration, jusqu’à 1 000 fois plus rapidement que les transporteurs, et peuvent permettre un passage bidirectionnel.
📌 Les canaux ioniques sont sélectifs pour certains ions, ne sont généralement pas ouverts en permanence et s’ouvrent en réponse à des stimuli spécifiques, sauf le canal de fuite K+ qui reste constamment ouvert.
Au repos, le potentiel de membrane est de −70 mV, la membrane est polarisée et les canaux Na+ et K+ voltage-dépendants sont fermés, tandis que les canaux de fuite K+ restent ouverts.
Lors d’une stimulation, la dépolarisation ouvre les canaux Na+ et K+ voltage-dépendants ; le potentiel d’action se propage le long du neurone et constitue l’influx nerveux.
Compléments
Le canal axial met en relation les cytoplasmes de deux cellules adjacentes, tandis que le gap est un orifice étroit situé au centre du canal et considéré comme extracellulaire.
Les canaux voltage-dépendants comprennent :
Le canal Ca2+ voltage-dépendant s’ouvre lors d’une dépolarisation et permet le passage spécifique du calcium vers l’intérieur de la cellule.
📌 L’ouverture des canaux ligand-dépendants dépend de la fixation d’un ligand spécifique à leur récepteur, et ces canaux sont présents dans toutes les cellules, notamment les cellules excitables comme les neurones.
★ À maîtriser
L’endocytose provoque une invagination de la membrane plasmique qui forme des vésicules captant du matériel extracellulaire et le faisant migrer vers l’intérieur de la cellule.
Un phagosome fusionne avec une vésicule contenant des enzymes lysosomales pour former un phagolysosome capable de détruire les particules solides.
Les monocytes circulants se différencient en macrophages dans les tissus ; monocytes et macrophages phagocytent et participent à l’immunité innée.
📌 Les cellules dendritiques sont des cellules présentatrices d’antigène professionnelles capables de stimuler la réponse immunitaire des lymphocytes T.
📌 L’endocytose spécifique est sélective, médiée par des récepteurs et caractérisée par la formation de vésicules portant un manteau.
Compléments
L’endocytose contribue à la nutrition cellulaire et à la défense de la cellule face à l’environnement extracellulaire.
Les phagosomes mesurent en moyenne de 0,1 à 10 micromètres de diamètre et se forment grâce à des pseudopodes.
La phagocytose peut concerner :
Les polynucléaires neutrophiles circulent dans le sang, rejoignent le site inflammatoire par diapédèse et phagocytent les débris et éléments présents sur ce site.
Les principaux types de vésicules de pinocytose sont : les vésicules lisses non spécifiques, les vésicules à clathrine induites par un récepteur, les cavéoles formées par invagination de radeaux lipidiques
La micropinocytose forme des vésicules d’environ 80 nm de diamètre, tandis que la macropinocytose forme des vésicules d’environ 1 micromètre.
La macropinocytose capture de façon non spécifique une grande quantité de fluides et de solutés grâce à un remaniement du cytosquelette impliquant l’actine, qui forme un bras entourant puis enfermant le matériel extracellulaire.
Les récepteurs d’endocytose possèdent : un domaine extracellulaire, un domaine transmembranaire, un domaine cytoplasmique portant un signal d’internalisation
★ À maîtriser
📌 La mitose concerne les cellules somatiques et permet notamment la croissance et la régénération, tandis que la méiose concerne les cellules sexuelles et permet la reproduction sexuée.
La mitose produit deux cellules filles identiques entre elles et à la cellule mère grâce à la duplication de l’information génétique puis à sa répartition équitable.
Le cycle cellulaire comprend les phases G1, S, G2 et M ; l’ADN est répliqué en phase S, la cellule croît en G1 et accumule en G2 les enzymes nécessaires au déclenchement de la mitose.
Les points de contrôle vérifient : en G1, l’absence d’anomalies de l’ADN, en S, la bonne réplication de l’ADN, en G2, l’absence de dommages de réplication, en M, l’attachement correct des chromosomes aux microtubules du fuseau mitotique
En phase G1, l’ADN est décondensé ; en phase S, chaque chromosome passe d’une à deux chromatides ; en G2, les chromatides sont reliées au centromère ; au début de la mitose, la chromatine se condense en chromosomes.
La prophase condense les chromosomes, fait migrer les centrosomes vers les pôles et se termine par la disparition de l’enveloppe nucléaire.
En prométaphase, la membrane nucléaire se dissocie complètement, les microtubules kinétochoriens s’attachent aux kinétochores et déplacent les chromosomes vers la plaque équatoriale.
En métaphase, tous les chromosomes sont alignés sur la plaque équatoriale et le système est vérifié avant le déclenchement de l’anaphase.
En anaphase, les chromatides se séparent au niveau des centromères et migrent vers les pôles, tandis que les microtubules polaires s’allongent et qu’un anneau contractile commence à se former à l’équateur.
En télophase, l’enveloppe nucléaire se reforme autour de chaque lot de chromosomes, qui se décondensent progressivement, tandis que la cytodiérèse se poursuit.
🔄 La cytodiérèse suit cette séquence : l’anneau d’actomyosine se forme à l’anaphase, la contraction de l’anneau forme le sillon de division, les corps résiduels apparaissent puis disparaissent, achevant la séparation des cellules filles
Compléments
Chez l’être humain, les divisions cellulaires assurent la croissance, le développement, la régénération cellulaire, la formation des gamètes et la diversité génétique.
Le cycle cellulaire humain dure entre 8 et 22 h selon la cellule, et la mitose dure environ 1 h dans un cycle total de 22 h.
Une cellule spécialisée peut quitter le cycle après la phase M et entrer en G0 pour arrêter de se diviser et se différencier.
Un centrosome comprend deux centrioles perpendiculaires, et chaque centriole est constitué de neuf triplets périphériques de microtubules.
★ À maîtriser
📌 La méiose fait passer une cellule diploïde 2n à des cellules haploïdes n ; la fécondation réunit les jeux haploïdes des deux gamètes et restaure la diploïdie.
📌 La méiose I est réductionnelle et sépare les chromosomes homologues, tandis que la méiose II est équationnelle et sépare les chromatides sœurs sans réplication d’ADN préalable.
🔄 La prophase I comprend cinq stades successifs :
Au pachytène, les synapsis sont complètes, les homologues forment des bivalents ou tétrades et des nodules de recombinaison préparent le crossing-over entre chromatides non-sœurs.
Au diplotène, les chromosomes homologues se séparent sauf aux chiasmas, sites où se produit le brassage intrachromosomique par crossing-over.
En métaphase I, les tétrades s’alignent aléatoirement sur la plaque équatoriale, puis leur répartition aléatoire en anaphase I produit le brassage interchromosomique.
La méiose II comprend une prophase II, une métaphase II, une anaphase II et une télophase II, et aboutit à quatre cellules possédant chacune un chromosome à une chromatide.
📌 Le crossing-over réalise un brassage intrachromosomique par échange de segments entre chromatides non-sœurs d’homologues, tandis que la ségrégation aléatoire des homologues réalise un brassage interchromosomique.
Compléments
Au leptotène, la chromatine se condense, les chromatides sœurs s’associent et les chromosomes homologues se rapprochent.
Au zygotène, les chromosomes homologues s’apparient par synapsis et le complexe synaptonémal commence à se former.
À la diacinèse, la chromatine se recondense, les chiasmas glissent vers les télomères et l’enveloppe nucléaire disparaît.
En télophase I, le fuseau mitotique disparaît, les enveloppes nucléaires se reforment et la cytodiérèse individualise deux cellules filles.
Prophase I : leptotène → zygotène → pachytène → diplotène → diacinèse
| Critère | Simple | Facilitée |
|---|---|---|
| Transporteur | Absent | Protéines transmembranaires spécifiques |
| Molécules | Gaz, petites molécules lipophiles ou non chargées | Ions, grosses molécules et molécules polaires |
| Saturation | Aucune | Possible si le transporteur change de conformation |
| Vitesse | Augmente linéairement avec le gradient | Possède une vitesse maximale Vmax |
| Jonction | Partenaires | Rôle principal |
|---|---|---|
| Serrée | Cellule-cellule | Fermer l’espace intercellulaire |
| Adhérente | Cellule-cellule | Renforcer la cohésion par l’actine |
| Desmosome | Cellule-cellule | Résister aux contraintes mécaniques |
| Hémidesmosome | Cellule-matrice | Ancrer la cellule à la lame basale |
| Communicante | Cellule-cellule | Permettre les échanges de petites molécules et d’ions |
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