Fiche de révision : Biologie cellulaire et méthodes d’étude

📋 Plan du Cours

1. Types d’organismes et cellule eucaryote
2. Cytoplasme et système endomembranaire
3. Organites et origine mitochondriale
4. Interactions cellulaires et modèles
5. Microscopie optique
6. Préparation et marquage des échantillons
7. Microscopie électronique et tri cellulaire

📖 1. Types d’organismes et cellule eucaryote

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule eucaryote : Possède une membrane plasmique, un noyau contenant le matériel génétique et un cytoplasme contenant des organites.

★ À maîtriser

📌 Un organisme unicellulaire peut être procaryote ou eucaryote, tandis qu’un organisme pluricellulaire est constitué de plusieurs cellules.

• La membrane plasmique constitue une barrière protectrice et participe aux échanges entre la cellule et son environnement.

Compléments

• Le cytoplasme représente environ 85 % d’eau et contient des protéines, des ions, des acides nucléiques et des organites.

💡 Astuce mémo

Procaryote sans noyau, eucaryote avec noyau

📖 2. Cytoplasme et système endomembranaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Cytoplasme : Comprend le cytosol et les organites et constitue un lieu de réserve, de réactions métaboliques et de transduction du signal par des seconds messagers intracellulaires.

★ À maîtriser

• Le réticulum endoplasmique participe à la synthèse des lipides et des protéines.

• L’appareil de Golgi modifie les lipides et les protéines et participe à la synthèse de la matrice extracellulaire.

Compléments

• Le cytosquelette fait partie des composants du cytoplasme.

💡 Astuce mémo

Un réseau interne où le réticulum fabrique et le Golgi modifie

📖 3. Organites et origine mitochondriale

★ À maîtriser

• La mitochondrie produit de l’ATP et de l’énergie utilisable par la cellule.

• Le lysosome dégrade et digère les macromolécules et constitue une sorte de compartiment de dégradation cellulaire.

• La mitochondrie serait issue de la phagocytose d’un organisme aérobie par un organisme anaérobie et possède beaucoup d’ADN circulaire.

Compléments

• Les vésicules de transport permettent les échanges entre compartiments et membranes.

• Le peroxysome réalise des oxydations sans produire de matière organique.

💡 Astuce mémo

Phagocytose d’une bactérie aérobie → mitochondrie à ADN circulaire

📖 4. Interactions cellulaires et modèles

★ À maîtriser

• Les interactions cellulaires comprennent notamment:

  • les interactions autocrines
  • les interactions paracrines
  • les interactions endocrines

• La levure Saccharomyces est utilisée pour comprendre la division cellulaire.

• Escherichia coli est utilisée pour étudier la réplication de l’ADN et la synthèse protéique.

Compléments

• La drosophile est un modèle d’étude du développement embryonnaire, tandis que C. elegans est utilisé pour étudier le développement et la mort cellulaire programmée.

• La souris knock-out est utilisée pour étudier le développement, les gènes et l’immunologie.

💡 Astuce mémo

Levure, bactérie, drosophile, ver, souris

📖 5. Microscopie optique

★ À maîtriser

• Le microscope optique utilise des photons et atteint un grossissement d’environ 1000 fois avec une résolution théorique de 0,1 micromètre et une résolution réelle d’environ 0,2 micromètre.

• La taille d’une cellule eucaryote est généralement comprise entre 10 et 20 µm.

• En microscopie à fluorescence, des marqueurs fluorescents sont excités par une source lumineuse et émettent une lumière de longueur d’onde supérieure à celle de l’excitation.

Compléments

• Le microscope optique permet d’obtenir une image directe, colorée ou en fluorescence, en deux dimensions ou avec une reconstruction tridimensionnelle.

• La microscopie confocale est plus précise sur l’axe optique que la microscopie conventionnelle, mais elle est plus coûteuse.

💡 Astuce mémo

Optique à 0,2 µm, électronique jusqu’à 0,1 nm

📖 6. Préparation et marquage des échantillons

★ À maîtriser

• 🔄 La préparation d’un échantillon pour la microscopie optique comprend:

  1. la fixation
  2. la déshydratation
  3. l’inclusion
  4. la coupe
  5. la coloration

• L’hématoxyline colore principalement le noyau, tandis que l’éosine colore principalement le cytoplasme.

• Les marqueurs fluorescents DAPI et Hoechst permettent de marquer l’ADN, mais DAPI est peu perméant tandis que Hoechst traverse les membranes.

• 🔄 En immunocytochimie: l’anticorps primaire reconnaît la cible, l’anticorps secondaire se fixe à l’anticorps primaire, le signal fluorescent est augmenté

• La technique FISH utilise une sonde fluorescente pour identifier une région spécifique de l’ADN par hybridation in situ.

Compléments

• Les coupes fines destinées à la microscopie optique mesurent généralement 2 à 8 µm.

💡 Astuce mémo

Fixer, déshydrater, inclure, couper, colorer

📖 7. Microscopie électronique et tri cellulaire

★ À maîtriser

📌 La microscopie électronique en transmission fait traverser les électrons à travers une coupe de 60 à 100 nm et produit une image en noir et blanc, tandis que la microscopie électronique à balayage détecte les électrons réfléchis et produit une image tridimensionnelle.

• En MET, le contraste est obtenu avec des métaux lourds, notamment l’uranium et le plomb, qui dévient les électrons.

• La cytométrie en flux permet de séparer différents types cellulaires selon la présence ou l’absence d’un marqueur fluorescent à l’aide d’un FACS.

• Le tri par billes magnétiques utilise des anticorps fixés sur des billes pour retenir les cellules portant la cible, puis un aimant permet de récupérer la population d’intérêt.

• La centrifugation sur gradient de densité sépare les cellules selon leur densité et permet de sélectionner celles qui ont la densité recherchée.

Compléments

• La préparation des échantillons pour la microscopie électronique reprend les étapes de la microscopie optique avec des traitements plus poussés.

💡 Astuce mémo

MET traverse la coupe, MEB réfléchit les électrons

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des microscopes