Fiche de révision : Bases de biologie cellulaire

📋 Plan du Cours

1. Théorie cellulaire et organisation du vivant
2. Échelles et compartiments cellulaires
3. Eau et éléments chimiques du vivant
4. Molécules organiques et liaisons
5. Glucides et reconnaissance cellulaire
6. Lipides et membranes biologiques
7. Acides aminés et protéines
8. Acides nucléiques et information génétique
9. Expression des gènes et code génétique
10. Organites et trafic intracellulaire
11. Cytosquelette et motricité cellulaire
12. Membrane et communication cellulaire

📖 1. Théorie cellulaire et organisation du vivant

🔑 Notions clés & Définitions

• Théorie cellulaire : Affirme que tous les êtres vivants sont constitués de cellules et que toute cellule est issue d’une autre cellule.

★ À maîtriser

• Les trois apports historiques sont:
  • Schwann affirme que tout animal est formé de cellules
  • Schleiden affirme que tout végétal est formé de cellules
  • Virchow affirme que toute cellule provient d’une cellule

Compléments

• Antoine van Leeuwenhoek a construit le premier microscope mentionné dans le cours, une loupe grossissant 200 fois.

💡 Astuce mémo

S-C-V : Schwann, Schleiden, Virchow

📖 2. Échelles et compartiments cellulaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule animale : Entité autonome délimitée par une membrane plasmique et contenant des organites.

★ À maîtriser

• La taille moyenne d’une cellule est de l’ordre d’une dizaine de micromètres, soit environ $10^{-6}\,m$.

• Dans les organismes pluricellulaires, les cellules communiquent et s’assemblent pour former des tissus, puis des organes et enfin un organisme complet.

Compléments

• L’ordre croissant des échelles est:
  • atome
  • molécule
  • protéines
  • virus
  • bactéries
  • cellule

💡 Astuce mémo

Intracellulaire dedans, extracellulaire dehors

📖 3. Eau et éléments chimiques du vivant

📝 Points essentiels

• L’eau est le principal constituant des êtres vivants et représente ici 42 L, soit 60 % du corps humain.

• Sur les 42 L d’eau corporelle, environ 28 L sont intracellulaires et 14 L sont extracellulaires, dont 10,5 L hors des vaisseaux sanguins et 3,5 L dans les vaisseaux.

• Le carbone, l’hydrogène, l’oxygène et l’azote représentent 99 % des atomes de l’organisme.

📖 4. Molécules organiques et liaisons

🔑 Notions clés & Définitions

• Liaison covalente polaire : Liaison dans laquelle les électrons liants sont partagés de façon inégale entre deux atomes.

📝 Points essentiels

• Les groupements fonctionnels présentés sont:
  • carboxyle COOH
  • amine NH3
  • hydroxyle OH
  • phosphate

📖 5. Glucides et reconnaissance cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Glucides : Composés de carbone, d’hydrogène et d’oxygène portant plusieurs fonctions alcool.

★ À maîtriser

📐 Formule — La formule générale des glucides est $\left(CH_2O\right)_n$ avec $n\geq 3$.

📌 Les monosaccharides sont des oses, les oligosaccharides contiennent de 2 à 10 monosaccharides, et les polysaccharides en contiennent plus de 10.

Compléments

• Les glucides servent de source d’énergie, de matériaux de construction et de médiateurs de reconnaissance entre cellules.

💡 Astuce mémo

Oses → oligosaccharides → polysaccharides

📖 6. Lipides et membranes biologiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Acide gras : Longue chaîne carbonée hydrophobe portant un groupement carboxylique COOH hydrophile.

📝 Points essentiels

📌 Un acide gras saturé ne possède pas de double liaison, tandis qu’un acide gras insaturé possède une ou plusieurs doubles liaisons.

📐 Formule — L’estérification d’un acide carboxylique par un alcool forme un ester et de l’eau : $R-COOH + R'-OH \rightleftharpoons R-COOR' + H_2O$.

• Les triglycérides résultent de l’estérification de trois fonctions alcool du glycérol par des acides gras et constituent une forme majeure de stockage des acides gras.

• Les phospholipides sont des constituants fondamentaux des membranes cellulaires et s’organisent en bicouche grâce à leur amphipathie.

💡 Astuce mémo

Tête hydrophile, queue hydrophobe

📖 7. Acides aminés et protéines

🔑 Notions clés & Définitions

• Acide aminé : Possède une fonction carboxylique, une fonction amine et une chaîne latérale R portées par le carbone alpha, à l’exception de la proline pour la fonction amine.

📝 Points essentiels

• Il existe 20 acides aminés différents, qui se distinguent par leur chaîne latérale R, et 9 sont essentiels et doivent être apportés par l’alimentation.

• La polymérisation des acides aminés forme une liaison peptidique entre le COOH d’un acide aminé et le NH2 du suivant, avec élimination d’une molécule d’eau.

📌 Un enchaînement de 2 à 50 acides aminés est appelé peptide, tandis qu’un enchaînement de plus de 50 acides aminés est appelé protéine.

• La dénaturation peut être provoquée par:
  • la chaleur
  • un pH inadéquat
  • une mauvaise concentration en sels minéraux

💡 Astuce mémo

Acides aminés → peptide → protéine repliée

📖 8. Acides nucléiques et information génétique

🔑 Notions clés & Définitions

• Nucléotide : Constitué d’une base azotée, d’un glucide à cinq carbones et d’un ou plusieurs groupements phosphates.

★ À maîtriser

📌 L’ARN contient du ribose et peut utiliser l’uracile, tandis que l’ADN contient du désoxyribose et utilise la thymine.

• L’ADN est un polymère bicaténaire de A, T, G et C dont les deux chaînes sont antiparallèles, avec deux ponts hydrogène entre A et T et trois entre G et C.

Compléments

• Les classes d’ARN citées sont:
  • ARNm
  • ARNr
  • ARNt
  • ARNsi
  • ARNmi
  • ARNsno
  • ARNsn

💡 Astuce mémo

ADN : T et deux brins ; ARN : U et un brin

📖 9. Expression des gènes et code génétique

🔑 Notions clés & Définitions

• Code génétique : Associe des codons de trois nucléotides aux acides aminés incorporés dans la séquence primaire d’une protéine.

📝 Points essentiels

• 🔄 L’expression d’un gène suit les étapes:

  1. transcription de l’ADN en ARNm
  2. transport de l’ARNm
  3. traduction par les ribosomes

• Le code génétique comprend 64 codons, dont un codon d’initiation AUG codant la méthionine, trois codons stop UAA, UAG et UGA, et 61 codons pour 20 acides aminés.

💡 Astuce mémo

Transcription → ARNm → traduction

📖 10. Organites et trafic intracellulaire

★ À maîtriser

• Les pores nucléaires assurent les transports entre le noyau et le cytosol.

• Les lysosomes digèrent les particules internalisées par phagocytose après fusion avec la vacuole digestive et participent aussi à l’autophagie des organites défectueux.

Compléments

• Le réticulum endoplasmique existe sous forme lisse, appelée REL, ou granulaire et rugueuse, appelée REG ou RER.

• Un ribosome eucaryote possède une petite sous-unité 40S et une grande sous-unité 60S.

💡 Astuce mémo

Compartimentation → transports et fonctions spécialisées

📖 11. Cytosquelette et motricité cellulaire

★ À maîtriser

📌 Les microfilaments sont constitués d’actine et ont un diamètre de 7 nm, les microtubules de tubulines alpha et bêta ont un diamètre de 25 nm, et les filaments intermédiaires mesurent 8 à 12 nm.

• Les fonctions du cytosquelette sont:
  • charpente de la cellule
  • organisation interne des organites
  • transports internes
  • mouvements de la cellule
  • division cellulaire
  • travail mécanique
  • adhésion et cohésion
  • contrôle de l’expression génétique

Compléments

• Les groupes de filaments intermédiaires comprennent:

  • groupes I et II : kératines
  • groupe III : vimentine et desmine
  • groupe IV : neurofilaments
  • groupe V : lamines

• Les protéines motrices associées aux microtubules sont la dynéine et la kinésine, tandis que les myosines sont associées aux microfilaments.

💡 Astuce mémo

Actine 7 nm, microtubules 25 nm, filaments intermédiaires 8–12 nm

📖 12. Membrane et communication cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Bicouche lipidique : Organisation des lipides membranaires qui constitue la base de la membrane plasmique.

📝 Points essentiels

• Les constituants membranaires sont mobiles dans la bicouche lipidique, qui possède une perméabilité sélective.

• L’endocytose fait entrer du matériel dans la cellule et comprend notamment la phagocytose des grosses particules et la pinocytose de liquide extracellulaire.

• La membrane plasmique assure la transduction des signaux extracellulaires et permet une communication directe intercellulaire, notamment par synapse électrique.

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des acides nucléiques