Fiche de révision : Acides nucléiques et expression génétique

📋 Plan du Cours

1. Organisation du corps et homéostasie
2. Repères anatomiques et cavités
3. Classification des tissus épithéliaux
4. Tissus conjonctifs et sanguins
5. Tissus musculaire et nerveux
6. Cellule animale et organites
7. Structure et comparaison des acides nucléiques
8. Chromosomes et notions génétiques
9. Cycle cellulaire et divisions
10. Transcription et traduction
11. Transports membranaires
12. Osmose, tonicité, exocytose et phagocytose

📖 1. Organisation du corps et homéostasie

🔑 Notions clés & Définitions

• Anatomie : Étude des structures des parties du corps et des relations qu’elles ont les unes avec les autres.
• Homéostasie : État d’équilibre dynamique dans lequel l’organisme s’adapte aux conditions auxquelles il est soumis et satisfait ses besoins pour fonctionner correctement.
• Physiologie : La physiologie étudie le fonctionnement des systèmes du corps.

★ À maîtriser

• 🔄 L’organisation structurale suit cette progression :
  1. Cellule
  2. Tissu
  3. Organe
  4. Système organique ou appareil
  5. Organisme humain

Compléments

• Les systèmes organiques cités sont :
  • Système circulatoire
  • Système nerveux
  • Système respiratoire
  • Système digestif
  • Squelette
  • Système musculaire

💡 Astuce mémo

Cellule → tissu → organe → système → organisme

📖 2. Repères anatomiques et cavités

★ À maîtriser

• Les termes supérieur et inférieur désignent respectivement une position proche de la tête ou du haut d’une structure et une position éloignée de la tête ou proche du bas, vers la queue.

• Antérieur, ou ventral, signifie situé en avant, tandis que postérieur, ou dorsal, signifie situé en arrière.

• Proximal signifie proche du point d’attache ou d’origine, tandis que distal signifie éloigné de ce point.

• Une coupe sagittale médiane sépare le corps en deux parties égales, gauche et droite.

• Les contenus des cavités crânienne, médiastinale et pleuropulmonaire sont :

  • Cavité crânienne : encéphale
  • Cavité médiastinale : cœur, trachée et œsophage
  • Cavité pleuropulmonaire : poumons et bronches

Compléments

📌 Médian signifie situé près de la ligne médiane du corps ou d’une structure, tandis que latéral signifie éloigné de cette ligne, sur le côté.

📌 Pariétal signifie relatif à une paroi et externe, tandis que viscéral signifie relatif aux viscères et interne.

• Une coupe frontale divise le corps ou un organe en parties antérieure et postérieure.

• Une coupe transversale sépare le corps en une partie supérieure, du côté de la tête, et une partie inférieure, du côté des pieds.

• La cavité abdominale contient :

  • Estomac
  • Intestin grêle
  • Côlon
  • Foie
  • Pancréas
  • Reins
  • Rate

• La cavité pelvienne contient :

  • Rectum
  • Vessie
  • Organes génitaux

• Le diaphragme sépare la cavité thoracique de la cavité abdomino-pelvienne.

💡 Astuce mémo

Pariétal : paroi externe ; viscéral : viscères internes

📖 3. Classification des tissus épithéliaux

🔑 Notions clés & Définitions

• Tissu : Ensemble de cellules identiques contribuant à la même fonction.
• Histologie : Étude des tissus.
• Hormone : Substance chimique produite en faible quantité, déversée dans le sang et agissant spécifiquement sur des cellules cibles.

★ À maîtriser

• Les quatre tissus principaux sont :

  • Tissu épithélial
  • Tissu conjonctif
  • Tissu musculaire
  • Tissu nerveux

• Selon leur forme, les épithéliums sont :

  • Pavimenteux : cellules aplaties
  • Cubique : cellules aussi hautes que larges
  • Cylindrique : cellules plus hautes que larges

📌 Un épithélium de revêtement à une seule couche assure notamment l’absorption, comme l’épithélium intestinal, tandis qu’un épithélium à plusieurs couches protège du milieu extérieur, comme l’épiderme.

📌 Une glande endocrine déverse ses hormones directement dans le sang, tandis qu’une glande exocrine sécrète des substances destinées au milieu extérieur par la peau, le tube digestif ou les voies respiratoires.

Compléments

• Selon le nombre de couches, les épithéliums sont :

  • Simple : une seule couche
  • Pseudostratifié
  • Stratifié : plusieurs couches

• Les épithéliums tapissent la paroi interne :

  • Des vaisseaux
  • Du cœur
  • Du système respiratoire
  • Du système digestif

• Le pancréas est une glande mixte, ou amphicrine, qui sécrète le suc pancréatique par sa fonction exocrine et l’insuline par sa fonction endocrine.

💡 Astuce mémo

Endocrine vers le sang ; exocrine vers l’extérieur

📖 4. Tissus conjonctifs et sanguins

★ À maîtriser

• Le tissu conjonctif assure le soutien, la protection et l’isolation du corps et des organes, ainsi que le transport, notamment par le sang.

• Le tissu sanguin est composé de 55 % de plasma et de 45 % de cellules, comprenant globules rouges ou hématies, globules blancs ou leucocytes, et plaquettes.

Compléments

• Le tissu fibreux contient des fibrocytes et des fibroblastes qui produisent la substance fondamentale et les protéines fibreuses collagène et élastine.

• Le tissu adipeux contient des adipocytes, c’est-à-dire des cellules adipeuses.

• Le tissu cartilagineux se trouve à la surface des articulations et contient des chondrocytes.

• Les cellules du tissu osseux comprennent :

  • Ostéoblastes
  • Ostéocytes
  • Ostéoclastes
  • Cellules ostéogéniques

📖 5. Tissus musculaire et nerveux

🔑 Notions clés & Définitions

• Influx nerveux : L’influx nerveux, ou potentiel d’action, est transmis par le tissu nerveux, qui permet les communications internes rapides.

★ À maîtriser

• Le tissu musculaire produit le mouvement.

📌 Les muscles lisses se trouvent dans les organes creux, comme l’estomac, et fonctionnent de manière involontaire.

📌 Les muscles striés squelettiques sont liés aux os, permettent la locomotion et sont contrôlés par la volonté.

Compléments

• Le muscle cardiaque, ou myocarde, se contracte de façon involontaire et est soumis à l’influence d’hormones.

• Les neurones sont les cellules responsables de la transmission nerveuse, et le tissu nerveux se distingue en tissu central et périphérique.

• 🔄 Le schéma du neurone suit le trajet :

  1. Dendrites
  2. Corps cellulaire avec noyau
  3. Axone nu ou avec gaine de myéline
  4. Nœud de Ranvier
  5. Arborisation terminale

💡 Astuce mémo

Muscle squelettique volontaire ; muscles lisse et cardiaque involontaires

📖 6. Cellule animale et organites

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule eucaryote : Une cellule animale est eucaryote et comprend un cytoplasme limité par une membrane plasmique ainsi qu’un noyau renfermant l’ADN, support de l’information génétique.
• Membrane plasmique : Bicouche de phospholipides qui régule les échanges entre la cellule et le milieu extérieur.

★ À maîtriser

• Le noyau comprend une enveloppe percée de pores nucléaires, du nucléoplasme, de la chromatine qui porte l’information génétique sous forme d’ADN, et un nucléole associé à la fabrication de l’ARN ribosomique.

📌 Le réticulum endoplasmique rugueux comporte des ribosomes et est le siège de la synthèse des protéines par traduction, tandis que le réticulum endoplasmique lisse est également présent dans le cytoplasme.

• Les mitochondries fournissent de l’énergie sous forme d’ATP et permettent la respiration cellulaire.

📌 Une bactérie est une cellule procaryote sans noyau, RER, appareil de Golgi ni mitochondries, mais elle possède des ribosomes.

Compléments

📌 Dans un phospholipide, la tête formée d’un groupement phosphate et de glycérol est hydrophile, tandis que les queues d’acides gras sont hydrophobes.

• L’appareil de Golgi comprend des saccules golgiens et des vésicules de transition et de sécrétion, et assure le stockage final et l’exportation des protéines.

• Les lysosomes contiennent des enzymes qui nettoient ou digèrent les composants cellulaires.

• Les mitochondries comprennent :

  • Membrane externe
  • Membrane interne avec crêtes
  • Espace intermembranaire
  • Matrice
  • ADN mitochondrial
  • Ribosomes

• Les centrosomes, constitués chacun de deux centrioles, interviennent dans la division cellulaire par mitose ou méiose.

• Le cytosquelette comprend :

  • Microfilaments, comme l’actine
  • Filaments intermédiaires, comme la kératine
  • Microtubules constitués d’unités alpha et bêta formant des protofilaments

📌 La cellule végétale possède des chloroplastes, de grandes vacuoles, des plastes et une paroi pectocellulosique, contrairement aux éléments décrits pour la cellule animale.

📖 7. Structure et comparaison des acides nucléiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Nucléotide d’ADN : Comprend un désoxyribose, un groupement phosphate et une base azotée.
• Nucléotide d’ARN : Comprend un ribose portant un groupe –OH en 2′, un groupement phosphate et une base azotée.

★ À maîtriser

• L’ADN est le support de l’information génétique et se trouve dans le noyau des cellules humaines, sauf dans les hématies matures dépourvues de noyau.

📌 L’ADN est bicaténaire, constitué de deux brins complémentaires et antiparallèles enroulés en double hélice, tandis que l’ARN est monocaténaire.

• Dans l’ADN, l’adénine s’apparie avec la thymine par 2 liaisons hydrogène et la guanine avec la cytosine par 3 liaisons hydrogène.

Compléments

• Les bases pyrimidiques de l’ADN sont la cytosine (C) et la thymine (T), tandis que ses bases puriques sont l’adénine (A) et la guanine (G).

• Les bases de l’ARN sont :

  • l’adénine (A)
  • la guanine (G)
  • la cytosine (C)
  • l’uracile (U), qui remplace la thymine

• Les principaux types d’ARN sont :

  • l’ARN messager (ARNm)
  • l’ARN ribosomique (ARNr)
  • l’ARN de transfert ou de transport (ARNt)

• Un ensemble de 3 nucléotides d’ADN ou d’ARN est appelé codon.

💡 Astuce mémo

ADN à deux brins et thymine ; ARN à un brin et uracile

📖 8. Chromosomes et notions génétiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Chromosome : Structure compacte formée d’ADN et de protéines appelées histones.
• Gène : Portion d’ADN contenant l’information nécessaire à la fabrication d’un produit, par exemple une protéine.
• Caryotype humain : Carte génétique permettant de classer les chromosomes homologues par paires.

★ À maîtriser

• Le caryotype humain comprend 23 paires de chromosomes, soit 46 chromosomes : 22 paires d’autosomes et une paire de gonosomes.

📌 Le génotype désigne l’ensemble des gènes et de l’information génétique d’un individu, tandis que le phénotype désigne l’ensemble de ses caractères observables, physiques, comportementaux ou biochimiques.

Compléments

• Les gonosomes sont XX chez la femme et XY chez l’homme.

📌 Les allèles sont différentes formes d’un même gène ; un individu est homozygote si ses deux allèles homologues sont identiques et hétérozygote s’ils sont différents.

📌 Un allèle dominant s’exprime au niveau du phénotype, tandis qu’un allèle récessif ne s’exprime que s’il est présent sur les deux chromosomes.

• Un caryotype peut être réalisé après amniocentèse, prélèvement de liquide amniotique, afin de diagnostiquer des anomalies génétiques comme la trisomie 21.

📖 9. Cycle cellulaire et divisions

🔑 Notions clés & Définitions

• Mitose : Division d’une cellule mère diploïde (2n = 46 chromosomes) en deux cellules filles identiques entre elles et à la cellule mère.
• Cytocinèse : Séparation du cytoplasme qui individualise les deux cellules filles.
• Méiose : Division cellulaire qui a lieu exclusivement dans les gonades pour former les cellules sexuelles appelées gamètes.

★ À maîtriser

📌 Le cycle cellulaire comprend l’interphase et la mitose.

• Pendant l’interphase, la quantité d’ADN dans le noyau double de q à 2q par réplication et l’ADN est sous forme de chromatine décondensée.

• La mitose comprend quatre phases successives :

  • prophase
  • métaphase
  • anaphase
  • télophase

• La méiose transforme une cellule diploïde (2n = 46) en quatre cellules haploïdes (n = 23 chromosomes) toutes différentes.

Compléments

• Pendant la mitose, l’ADN est condensé en chromosomes qui comportent une ou deux chromatides reliées par un centromère.

• En prophase, la chromatine se condense en chromosomes à deux chromatides visibles, l’enveloppe nucléaire disparaît et le fuseau mitotique apparaît entre les centrioles.

• En métaphase, les chromosomes se regroupent au centre de la cellule pour former la plaque équatoriale.

• En anaphase, les chromatides sœurs se séparent au niveau des centromères et deux lots identiques de chromosomes à une chromatide migrent vers les pôles opposés.

• En télophase, le fuseau mitotique disparaît, les membranes nucléaires se reforment autour des deux lots de chromosomes et ceux-ci se décondensent en chromatine.

• La méiose permet le brassage génétique.

• La méiose comprend deux divisions successives : la division réductionnelle sépare les chromosomes homologues avec chiasmas ou crossing-over, puis la division équationnelle sépare les chromatides.

💡 Astuce mémo

Mitose : prophase → métaphase → anaphase → télophase

📖 10. Transcription et traduction

★ À maîtriser

• La synthèse des protéines comprend deux étapes : la transcription de l’ADN en ARNm dans le noyau, puis la traduction de l’ARNm en protéine dans le cytoplasme au niveau du ribosome.

• Lors de la transcription, l’ARN polymérase copie un gène d’ADN en ARNm ; les deux brins d’ADN se séparent et seul le brin transcrit sert de matrice.

• Lors de la traduction, un codon correspond à trois nucléotides et à un acide aminé.

Compléments

• Lors de la transcription, les appariements sont :

  • A de l’ADN avec U de l’ARNm
  • T avec A
  • G avec C
  • C avec G

• Lors de la traduction, l’ARNm se fixe sur un ribosome qui le lit codon par codon.

• L’ARNt apporte l’acide aminé correspondant grâce à son anticodon complémentaire du codon de l’ARNm.

• 🔄 La traduction suit ces étapes :

  1. Elle commence par un codon initiateur, par exemple AUG pour la méthionine
  2. La chaîne polypeptidique s’allonge au moyen de liaisons peptidiques
  3. La synthèse s’arrête à la rencontre d’un codon STOP

• Les codons STOP sont :

  • UAA
  • UAG
  • UGA

💡 Astuce mémo

ADN → ARNm → protéine

📖 11. Transports membranaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Transport actif : Transport de molécules qui nécessite de l’énergie sous forme d’ATP et utilise des transporteurs transmembranaires ; il est saturable.
• Diffusion passive : Transport qui ne nécessite pas d’énergie ni de transporteur et s’effectue du milieu le plus concentré vers le milieu le moins concentré.

★ À maîtriser

📌 La diffusion facilitée suit un gradient de concentration élevé vers faible en passant par des protéines-canaux ou des transporteurs, tandis que le transport actif consomme de l’ATP et déplace les molécules contre le gradient, de faible vers élevé.

Compléments

• Les échanges membranaires peuvent concerner diverses molécules, notamment des médicaments, et mobilisent des systèmes de transport actif ou passif.

• La diffusion passive dépend de la taille des particules et de leur degré de liposolubilité.

• L’eau peut traverser la membrane plasmique passivement par osmose.

• Des vésicules participent au transport de molécules dans la cellule et vers l’extérieur de celle-ci.

💡 Astuce mémo

Passif suit le gradient ; actif consomme de l’ATP pour le remonter

📖 12. Osmose, tonicité, exocytose et phagocytose

🔑 Notions clés & Définitions

• Osmose : Mouvement de l’eau à travers la membrane plasmique du milieu le moins concentré vers le milieu le plus concentré, créant une pression osmotique.
• Exocytose : Libération de substances hors de la cellule par une vésicule qui fusionne avec la membrane plasmique.
• Phagocytose : Forme particulière d’endocytose permettant d’internaliser et de digérer des particules et des micro-organismes.
• Solutions isotoniques : Lorsque deux solutions ont la même pression osmotique.
• Vésicule de transport : Structure sphérique formée d’une bicouche lipidique refermée sur elle-même, pouvant contenir et transporter des molécules.
• Endocytose : Processus par lequel la membrane cellulaire enveloppe et absorbe une particule.

★ À maîtriser

• Le plasma sanguin a une pression osmotique correspondant à une concentration de 0,9 %, et seules les solutions isotoniques de même concentration peuvent être injectées par voie intraveineuse, sauf certains cas où des solutions hypertoniques sont possibles.

• En milieu hypotonique, l’eau entre massivement dans les hématies, qui gonflent et éclatent par hémolyse.

• En milieu hypertonique, l’eau sort de l’hématie vers le milieu extérieur et la cellule se ratatine par crénation.

Compléments

📌 Un milieu hypertonique est plus concentré que le plasma, tandis qu’un milieu hypotonique est moins concentré que le plasma.

• En milieu isotonique, les échanges d’eau entrant et sortant sont équilibrés et l’hématie garde sa forme normale biconcave.

• La phagocytose contribue aux défenses de l’organisme contre les infections bactériennes et parasitaires et est réalisée par des phagocytes.

• 🔄 La phagocytose suit cinq étapes :

  1. Reconnaissance et adhésion de la bactérie aux récepteurs de la cellule
  2. Invagination de la membrane et enrobage pour former une vésicule
  3. Ingestion sous forme de vacuole intracellulaire
  4. Fusion avec un lysosome contenant des enzymes digestives
  5. Digestion et rejet des déchets

💡 Astuce mémo

Hypotonie → entrée d’eau → hémolyse ; hypertonie → sortie d’eau → crénation

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison de l’ADN et de l’ARNm

Transports membranaires