Fiche de révision : ADN, mutations et spécialisation cellulaire

📋 Plan du Cours

1. Diversité et spécialisation des cellules
2. Cohésion cellulaire et tissus
3. Structure et complémentarité de l’ADN
4. Gènes et allèles des groupes sanguins
5. Variabilité des séquences et mutations
6. Expression différentielle et spécialisation cellulaire
7. Niveaux d’organisation du vivant

📖 1. Diversité et spécialisation des cellules

🔑 Notions clés & Définitions

• Organite : Compartiment du cytoplasme délimité par sa propre membrane.

★ À maîtriser

📌 Les organismes unicellulaires sont constitués d’une seule cellule, tandis que les organismes pluricellulaires en possèdent plusieurs.

📌 Parmi les cellules observées, les cellules végétales possèdent une paroi, tandis que les chloroplastes sont présents uniquement dans la cellule de feuille.

• Les cellules spécialisées des organismes pluricellulaires possèdent des formes particulières et des combinaisons d’organites adaptées à leurs fonctions spécifiques.

Compléments

• Les cellules animales et végétales observées possèdent toutes une membrane plasmique, du cytoplasme, un noyau et des mitochondries.

• Les cellules observées présentent des formes associées à des fonctions particulières : l’épithélium buccal est rond et assure la protection, le neurone est allongé et transmet l’information, l’épiderme d’oignon est rectangulaire et assure la protection, et la cellule de feuille est carrée et réalise la photosynthèse.

📖 2. Cohésion cellulaire et tissus

🔑 Notions clés & Définitions

• Matrice extracellulaire : Ensemble de molécules créé par les cellules, dont la composition varie selon le type cellulaire et qui contribue à l’adhérence, au maintien et à la communication entre cellules.
• Paroi végétale : Matrice extracellulaire épaisse et rigide des végétaux, qui maintient la forme des cellules.

★ À maîtriser

📌 En l’absence de paroi, les cellules végétales observées sont rondes et fragiles, tandis qu’en présence de leur paroi elles sont rectangulaires.

• Les cellules assurant la même fonction sont regroupées en tissu, et un organe peut être constitué d’un ou de plusieurs tissus différents.

Compléments

• Les fibres de collagène sont reliées à la membrane cellulaire par des protéines et forment un réseau fibreux grâce à des glucides qui relient les fibres entre elles.

• Les fibres de collagène confèrent aux tissus une résistance mécanique à l’étirement et à la traction, et une fibre de collagène est plus résistante que l’acier à poids égal.

📖 3. Structure et complémentarité de l’ADN

🔑 Notions clés & Définitions

• ADN : Molécule qui porte l’information génétique dans le noyau des cellules et qui est visible au microscope optique sous forme de chromosomes pendant la division cellulaire.

• Nucléotide : Unité de l’ADN formée d’un désoxyribose, d’un phosphate et d’une base azotée.
• Séquence nucléotidique : Ordre des nucléotides le long d’un brin d’ADN.

★ À maîtriser

• La molécule d’ADN est constituée de deux chaînes complémentaires enroulées en double hélice, chacune formée d’une succession de nucléotides.

• Dans l’ADN, l’adénine s’associe à la thymine par deux liaisons hydrogène, tandis que la cytosine s’associe à la guanine par trois liaisons hydrogène.

Compléments

• Les quatre bases azotées de l’ADN sont :

  • L’adénine (A)
  • La thymine (T)
  • La cytosine (C)
  • La guanine (G)

• Les nucléotides d’un même brin d’ADN sont reliés par les groupements phosphate, tandis que les deux brins sont reliés au niveau des bases azotées par des liaisons hydrogène.

📖 4. Gènes et allèles des groupes sanguins

🔑 Notions clés & Définitions

• Gène : Un gène porte un caractère, existe en deux exemplaires et occupe toujours la même position, appelée locus, sur un chromosome.
• Allèle : Un allèle est une version d’un gène qui peut contribuer à la fabrication de molécules déterminant un caractère.
• Codominance : La codominance correspond à l’expression simultanée de deux allèles associés, comme les allèles A et B du système ABO.

★ À maîtriser

• Dans le système ABO, l’allèle A produit des molécules A à la surface des globules rouges, l’allèle B produit des molécules B, et l’allèle O n’en produit pas.

Compléments

• La composition de l’ADN est commune à tous les êtres vivants, mais les nucléotides n’y sont pas représentés dans les mêmes proportions.

• La présence de cellules et l’universalité de l’ADN constituent des preuves de liens de parenté entre les êtres vivants.

📌 Un allèle dominant s’exprime, tandis qu’un allèle récessif ne s’exprime pas en présence de l’allèle dominant correspondant.

• L’allèle O est récessif par rapport aux allèles A et B, qui sont dominants.

💡 Astuce mémo

A et B fabriquent leurs molécules, O n’en fabrique pas.

📖 5. Variabilité des séquences et mutations

🔑 Notions clés & Définitions

• Mutation : Une mutation est un changement de la séquence nucléotidique par insertion, substitution ou délétion.
• Mutation silencieuse : Une mutation silencieuse est une mutation qui n’entraîne aucune modification du caractère produit.

★ À maîtriser

• Les mutations sont à l’origine des différentes versions d’un même gène, appelées allèles.

Compléments

• Un gène est une séquence nucléotidique, et un chromosome contient plusieurs gènes.

• La comparaison des allèles A, B et O du système ABO révèle une substitution en position 52, où une thymine remplace une adénine.

• La comparaison des allèles A, B et O du système ABO révèle une addition d’une adénine en position 218.

• La comparaison des allèles A, B et O du système ABO révèle la délétion de la séquence CTTT entre les positions 126 et 129.

• Les agents mutagènes cités sont :

  • les UV
  • la pollution
  • le tabac

📖 6. Expression différentielle et spécialisation cellulaire

★ À maîtriser

• Toutes les cellules d’un organisme pluricellulaire proviennent, par divisions successives, de la cellule-œuf issue de la fécondation et possèdent la même information génétique, sauf les gamètes qui n’en possèdent que la moitié.

• Les gènes ne sont pas exprimés de la même manière dans toutes les cellules : les gènes de l’hémoglobine sont exprimés par les précurseurs des hématies, tandis que les gènes des myosines musculaires sont très exprimés dans les cellules musculaires. Les hématies humaines matures, dépourvues de noyau, ne transcrivent plus de gènes.

• Au cours du développement embryonnaire animal, végétal ou fongique, les informations provenant de l’environnement cellulaire contribuent à faire exprimer certains gènes dans certaines cellules et pas dans d’autres, ce qui entraîne leur spécialisation.

Compléments

• Les cellules d’un organisme peuvent avoir des formes et des tailles différentes, comme l’hématie ronde et le neurone allongé.

• Dans une hématie, l’expression du gène de l’hémoglobine permet de fabriquer l’hémoglobine, qui fixe et transporte le dioxygène.

💡 Astuce mémo

Expression de gènes adaptée à la cellule → spécialisation.

📖 7. Niveaux d’organisation du vivant

🔑 Notions clés & Définitions

• Appareil : Un appareil, ou système, est un ensemble d’organes qui assure une fonction de l’organisme.

★ À maîtriser

• Les niveaux d’organisation du vivant, du plus grand au plus petit, sont :
  • l’organisme
  • les appareils
  • les organes
  • les tissus
  • les cellules
  • les organites
  • les molécules
  • les atomes

Compléments

• Les fonctions citées sont :

  • le déplacement
  • la nutrition
  • la respiration
  • l’excrétion

• Chaque organe comporte au minimum deux tissus.

• Il existe plus de 200 types de cellules humaines, notamment les globules rouges, les neurones et les cellules du foie.

• Le pancréas comporte trois tissus aux rôles distincts :

  • le tissu acineux, dont les cellules fabriquent des sucs digestifs
  • le tissu endocrine, dont les cellules fabriquent des hormones
  • le tissu sanguin, dont les cellules transportent le dioxygène

• Les cellules contiennent notamment de l’acide désoxyribonucléique et des protéines, les molécules étant constituées d’atomes.

💡 Astuce mémo

Du grand au petit : organisme → appareils → organes → tissus → cellules → organites → molécules → atomes.