QCM : Bases de biologie cellulaire — 43 questions

Explication

Hooke observe en 1665 une tranche de liège et nomme « cellules » les petites chambres répétées. Schleiden et Schwann établissent entre 1837 et 1839 le rôle structural et fonctionnel des cellules, tandis que Virchow ajoute leur rôle reproducteur.

Explication

Virchow ajoute que la cellule est une unité reproductrice, car elle peut donner naissance à de nouvelles cellules. La théorie cellulaire ne limite donc pas la cellule à un rôle structural ou fonctionnel.

Explication

La cellule est l’unité fondamentale du vivant, délimitée par une membrane sélective et dotée de fonctions autonomes limitées. Elle est aussi reproductrice et fonctionnelle, mais son autonomie n’est pas complète.

Explication

La membrane sélective régule les échanges entre les milieux intracellulaire et extracellulaire. Chez les eucaryotes, cette propriété concerne également l’enveloppe nucléaire.

Explication

L’autonomie cellulaire est limitée : une cellule peut se reproduire, capter et transmettre des informations. La plupart des cellules dépendent toutefois d’interactions avec d’autres cellules pour maintenir durablement leurs fonctions.

Explication

Les deux grandes classes cellulaires sont les procaryotes et les eucaryotes. Les eubactéries, les archaebactéries et les eucaryotes correspondent aux trois domaines du vivant, et non aux deux classes cellulaires.

Explication

Les procaryotes mesurent environ 1 μm, sont dépourvus de noyau et d’organites, et possèdent généralement un chromosome circulaire. Les eucaryotes sont généralement plus grands, possèdent un noyau et des organites, ainsi que plusieurs chromosomes linéaires.

Explication

La scissiparité commence par la duplication de l’ADN, puis l’attachement des copies et l’allongement cellulaire. La membrane et la paroi se contractent ensuite pour former deux cellules filles génétiquement identiques, sauf mutation.

Explication

Les trois domaines du vivant sont les eubactéries, les archaebactéries et les eucaryotes. La comparaison des ARN ribosomaux révèle des similitudes entre ces domaines et suggère une origine évolutive commune liée à leur évolution lente.

Explication

Les procaryotes possèdent au minimum un cytoplasme, des ribosomes, un nucléoïde contenant l’ADN et une membrane plasmique. Une paroi ou une capsule peut renforcer leur protection, mais ces structures ne sont pas mentionnées comme minimales.

Explication

Les cellules procaryotes présentent une grande diversité de formes, d’habitats et de métabolismes. Streptococcus est sphérique, E. coli est en bâtonnet et Halobacterium salinarum vit dans des eaux très salées.

Explication

Les eucaryotes comprennent des organismes unicellulaires, comme les protistes, ainsi que des organismes multicellulaires comme les animaux, les végétaux et les champignons. Les procaryotes constituent un type cellulaire distinct et ne sont pas des protistes.

Explication

Les protistes comprennent notamment les protozoaires, les levures et les algues. Ces organismes peuvent survivre et se reproduire indépendamment, contrairement aux cellules spécialisées des organismes multicellulaires.

Explication

Les cellules des organismes multicellulaires se spécialisent pour répondre aux besoins de l’organisme et ont perdu leur capacité de survie indépendante. Les cellules somatiques d’un même organisme possèdent le même génome et dérivent de l’œuf fécondé, malgré leurs propriétés différentes.

Explication

Les quatre tissus fondamentaux sont l’épithélium, le tissu de soutien conjonctif, le tissu musculaire et le tissu nerveux. Le tissu sanguin n’est pas cité dans cette classification fondamentale fournie.

Explication

La cellule animale eucaryote est délimitée par une membrane plasmique et contient notamment un noyau, des mitochondries, un réseau endomembranaire, des peroxysomes, un cytosquelette et un cytoplasme. Le nucléoïde caractérise les procaryotes, non les cellules animales.

Explication

La membrane plasmique forme une barrière protectrice et contrôle les échanges entre les milieux intracellulaire et extracellulaire. La paroi n’est pas l’enveloppe universelle des cellules animales.

Explication

Le noyau renferme tout l’ADN et une partie de l’ARN de la cellule. Les mitochondries assurent la respiration cellulaire et la production d’énergie, tandis que la synthèse des protéines et des lipides relève du réticulum endoplasmique.

Explication

La communication paracrine concerne des cellules voisines, l’autocrine agit sur la cellule émettrice et l’endocrine utilise le sang, notamment pour les hormones. Ces trois modalités se distinguent donc par la cellule cible ou la voie de transport du signal.

Explication

Escherichia coli sert notamment à étudier la réplication de l’ADN et la synthèse protéique, tandis que Saccharomyces cerevisiae est utilisé pour la division cellulaire. Drosophila melanogaster est associée au développement embryonnaire et aux voies de signalisation, alors que Caenorhabditis elegans permet l’étude de l’apoptose.

Explication

Une souris knock-out possède un gène totalement supprimé. Lorsqu’elle reste viable, l’observation des conséquences de cette absence aide à déterminer la fonction du gène invalidé.

Explication

La microscopie sert à observer des éléments trop petits pour l’œil nu et comprend notamment les techniques optiques et électroniques. La microscopie optique utilise des photons, tandis que la microscopie électronique repose sur un faisceau d’électrons.

Explication

La résolution théorique est d’environ 0,1 mm pour l’œil nu, 0,1 μm pour le microscope optique et 0,1 nm pour le microscope électronique. En pratique, les valeurs sont proches de 0,2 mm, 0,2 μm et 0,2 nm, respectivement.

Explication

Le microscope optique utilise la lumière blanche, peut atteindre un grossissement d’environ ×1000 et possède une résolution pratique de 0,2 μm. Le microscope électronique est environ 1000 fois plus précis, ce qui correspond à une résolution proche de 0,2 nm.

Explication

Le microscope optique permet principalement d’observer la membrane plasmique, le cytoplasme et éventuellement le noyau. Il ne permet pas d’observer les organites, et une cellule eucaryote moyenne de 10 à 20 μm est visible au microscope optique mais trop grande pour être observée entièrement au microscope électronique.

Explication

La fixation fige la cellule à un instant précis de son cycle afin de préserver l’état à observer. La déshydratation constitue une étape distincte qui élimine l’eau cellulaire et limite les perturbations optiques.

Explication

La fixation conserve l’état cellulaire observé en arrêtant son évolution. La déshydratation élimine ensuite l’eau, qui peut perturber le passage de la lumière.

Explication

Une coupe histologique suit la succession fixation, déshydratation, inclusion et coupe, avec une coloration éventuelle. La déshydratation ne correspond pas à la coloration, et la coupe intervient après l’inclusion.

Explication

La fixation fige la cellule à un instant donné afin de conserver une phase précise, notamment durant la division. Une cellule non fixée peut poursuivre son cycle, tandis que la déshydratation concerne l’élimination de l’eau.

Explication

La déshydratation élimine l’eau, qui représente environ 85 % de la cellule et augmente la diffraction lumineuse. La fixation stabilise l’état cellulaire sans retirer cette eau, et l’inclusion assure la rigidification.

Explication

L’inclusion rigidifie les cellules avant la coupe, ce qui évite leur écrasement. Elle contribue ainsi à préserver l’organisation interne et la répartition des protéines, contrairement à la déshydratation qui retire l’eau.

Explication

Le DAPI est peu perméant et marque plus facilement l’ADN lorsque les membranes sont dégradées. Le Hoechst est perméant et traverse les membranes intactes, ce qui distingue les deux fluorochromes.

Explication

Le marquage indirect à la GFP repose sur l’insertion de l’ADN de la protéine d’intérêt avec le gène de la GFP dans un vecteur, suivie d’une transfection. La cellule produit ensuite une protéine fusionnée fluorescente.

Explication

En immunocytochimie ou en immunohistochimie, l’anticorps fluorescent reconnaît l’épitope de la protéine d’intérêt. Le lavage retire les anticorps non fixés avant l’observation de la fluorescence.

Explication

La FISH utilise des sondes fluorescentes d’ADN ou d’ARN complémentaires de séquences cellulaires. Elle permet notamment de détecter des anomalies chromosomiques de nombre ou de structure, contrairement à l’immunomarquage qui cible des protéines par des anticorps.

Explication

Le microscope électronique forme son image avec des électrons produits par un filament de tungstène chauffé, focalisés par des bobines magnétiques sous vide. Les photons et les lentilles en verre caractérisent plutôt la microscopie optique.

Explication

Les métaux lourds, comme l’acétate d’uranium et le citrate de plomb, renforcent le contraste en diffusant davantage les électrons. Le matériel biologique, riche en atomes légers, diffuse peu les électrons et présente donc spontanément un contraste faible.

Explication

Le MET permet d’examiner l’intérieur cellulaire en deux dimensions, tandis que le MEB montre la surface en trois dimensions sans nécessiter de coupe. Le MEB n’est donc pas destiné à l’observation directe de l’ultrastructure interne sur une coupe.

Explication

Le MET utilise des coupes de 60 à 100 nm et atteint une résolution réelle de 0,1 nm. Cette performance permet notamment d’observer les organites et les feuillets de la membrane plasmique, alors que les valeurs proposées pour les coupes et la résolution sont incorrectes.

Explication

La cytométrie en flux différencie et trie les cellules d’un mélange grâce à des anticorps et des fluorochromes analysés lors du passage dans un tube excité à différentes longueurs d’onde. Elle ne correspond donc pas principalement à une simple observation microscopique.

Explication

Dans le sang, CD45 distingue d’abord les cellules immunitaires. CD11b et CD11c affinent ensuite la sélection de sous-populations, jusqu’à permettre l’identification de macrophages alvéolaires.

Explication

Le tri magnétique repose sur la fixation d’un anticorps couplé à une bille sur un antigène de surface, puis sur la rétention des cellules marquées par un aimant. Les cellules non couplées sont éliminées, tandis que les cellules d’intérêt sont ensuite détachées et éluées.

Explication

Le gradient de densité consiste à déposer le mélange sur des couches de saccharose de concentrations croissantes, puis à centrifuger. Les cellules se répartissent selon leur propre densité, et cette méthode est décrite comme la plus simple et la moins coûteuse.