Fiche de révision : Biologie cellulaire et moléculaire

📋 Plan du Cours

1. Fondements de la cellule
2. Échelles et macromolécules
3. Protéines et enzymes
4. Acides nucléiques et expression
5. Procaryotes et eucaryotes
6. Organisation des bactéries
7. Structures et fonctions bactériennes
8. Cellules eucaryotes spécialisées
9. Structure des virus
10. Cycles infectieux viraux
11. Rétrovirus et réplication virale

📖 1. Fondements de la cellule

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule : La plus petite unité de forme vivante, délimitée par une membrane lipidique et contenant du cytoplasme ainsi qu’une information génétique.
• Théorie cellulaire : La théorie cellulaire affirme que tout être vivant est constitué d’une ou plusieurs cellules et que toute cellule provient d’une cellule préexistante.

📝 Points essentiels

📌 La membrane plasmique est une barrière lipidique sélective, tandis qu’une barrière imperméable empêcherait les échanges nécessaires avec le milieu.

• Une cellule utilise les éléments du milieu extracellulaire pour synthétiser ses constituants, produire des déchets, croître et se reproduire par division.

💡 Astuce mémo

Membrane → cytoplasme → information génétique → reproduction

📖 2. Échelles et macromolécules

🔑 Notions clés & Définitions

• Macromolécule : Un polymère constitué de plusieurs sous-unités appelées monomères.
• Polysaccharide : Un polysaccharide est un polymère de monosaccharides, qui peut être linéaire ou ramifié et dont le glycogène constitue un exemple de stockage d’énergie.
• Peptide : Un peptide est un oligomère d’acides aminés reliés par des liaisons peptidiques.

📝 Points essentiels

• Les bactéries mesurent environ 1 μm, les cellules animales environ 10 μm et les cellules végétales environ 100 μm.

💡 Astuce mémo

Monomère = une unité ; polymère = plusieurs unités

📖 3. Protéines et enzymes

🔑 Notions clés & Définitions

• Enzyme : Une protéine dont l’activité dépend du repliement tridimensionnel et qui catalyse une réaction au niveau d’un site catalytique.

📝 Points essentiels

• Dans une réaction enzymatique, l’enzyme reconnaît un substrat spécifique et produit un ou plusieurs produits ; le lysozyme peut couper un polysaccharide.

💡 Astuce mémo

Repliement tridimensionnel → activité du site catalytique

📖 4. Acides nucléiques et expression

🔑 Notions clés & Définitions

• Nucléotide : Constitué d’un ou plusieurs phosphates, d’un sucre et d’une base azotée.

📝 Points essentiels

📌 L’ARN contient du ribose et est généralement monobrin, tandis que l’ADN contient du désoxyribose et est généralement constitué de deux brins.

• Dans l’ADN, les bases G et C s’apparient par trois liaisons hydrogène, tandis que les bases A et T s’apparient par deux liaisons hydrogène.

• La réplication semi-conservative produit deux molécules d’ADN, chacune contenant un brin parental et un brin nouvellement synthétisé.

💡 Astuce mémo

ADN double brin, ARN monobrin

📖 5. Procaryotes et eucaryotes

🔑 Notions clés & Définitions

• Cytosol : La phase aqueuse du cytoplasme, qui se distingue du cytoplasme contenant aussi les organites.

📝 Points essentiels

📌 Une cellule procaryote ne possède pas de noyau ni d’organites membranaires, tandis qu’une cellule eucaryote possède un noyau et plusieurs compartiments spécialisés.

• Les cellules eucaryotes mesurent généralement 10 à 100 μm, tandis que les cellules procaryotes sont de l’ordre du micromètre.

💡 Astuce mémo

Procaryote sans noyau ; eucaryote avec noyau

📖 6. Organisation des bactéries

🔑 Notions clés & Définitions

• Scissiparité : La scissiparité est une division procaryote au cours de laquelle l’ADN est répliqué, la cellule double de taille puis se cloisonne en deux cellules filles.
• Peptidoglycane : Une structure bactérienne formée de polysaccharides associés à de courtes chaînes d’acides aminés.

📝 Points essentiels

📌 Les bactéries Gram positives possèdent une paroi épaisse et une membrane plasmique, tandis que les bactéries Gram négatives possèdent une membrane externe, une paroi fine et une membrane plasmique.

• Le chromosome bactérien est généralement une molécule d’ADN double brin, circulaire, unique et compactée dans le nucléoïde.

💡 Astuce mémo

Enveloppe → cytoplasme → nucléoïde → éléments facultatifs

📖 7. Structures et fonctions bactériennes

🔑 Notions clés & Définitions

• Flagelle : Un filament protéique long et rigide dont la rotation permet la mobilité bactérienne.
• Chimiotaxie : L’orientation de la nage bactérienne vers des composés attractifs ou à l’opposé de composés répulsifs.
• Plasmide : Un plasmide est une petite molécule d’ADN bicaténaire, généralement circulaire et extrachromosomique, pouvant conférer une résistance aux antibiotiques, aux métaux lourds ou un pouvoir pathogène.

📝 Points essentiels

📌 Les pili sexuels sont peu nombreux et longs et permettent le transfert d’ADN par conjugaison, tandis que les fimbriae et pili non sexuels sont courts et favorisent l’adhésion.

💡 Astuce mémo

Une bactérie nage avec ses flagelles et s’attache avec ses pili

📖 8. Cellules eucaryotes spécialisées

🔑 Notions clés & Définitions

• Matrice extracellulaire : Un réseau de macromolécules sécrété par les cellules animales, qui contribue à leur liaison dans les tissus.

• Vacuole : Un compartiment de stockage de nutriments et d’ions présent notamment dans les cellules végétales et les levures.

📝 Points essentiels

• Les cellules eucaryotes possèdent un noyau entouré d’une enveloppe nucléaire formée de deux membranes et percée de pores.

• Dans l’intestin grêle, les microvillosités des entérocytes augmentent la surface apicale et accélèrent l’absorption des nutriments, qui traversent ensuite la membrane basolatérale vers le sang.

💡 Astuce mémo

Animal : matrice extracellulaire ; végétal : paroi et plasmodesmes

📖 9. Structure des virus

🔑 Notions clés & Définitions

• Virus : Un parasite obligatoire constitué d’un acide nucléique, d’une capside protéique et parfois d’une enveloppe lipidique.

📝 Points essentiels

📌 Une capside icosaédrique possède une symétrie cubique à 20 faces triangulaires, tandis qu’une capside hélicoïdale forme une structure en hélice autour du génome.

• L’enveloppe virale contient des lipides d’origine cellulaire et des protéines codées par le génome viral, impliquées dans la reconnaissance, la maturation et la libération des particules.

• Les principales associations entre virus et hôtes sont :

  • les bactériophages et les bactéries
  • les virus animaux et les animaux
  • les virus végétaux et les plantes

💡 Astuce mémo

Génome → capside → enveloppe éventuelle

📖 10. Cycles infectieux viraux

🔑 Notions clés & Définitions

• Cycle lysogène : L’intégration du génome viral dans le chromosome de l’hôte sous forme de provirus, qui peut être transmis aux cellules descendantes.

📝 Points essentiels

• 🔄 Le cycle lytique suit quatre étapes :

  1. adsorption à un récepteur cellulaire
  2. pénétration du génome viral
  3. réplication du génome et synthèse des protéines virales
  4. libération des nouveaux virions

• Lors d’une infection par le phage T4, le génome viral pénètre la bactérie en 5 minutes, des particules apparaissent après 15 minutes et la bactérie éclate au bout d’environ 1 heure.

💡 Astuce mémo

Adsorption → pénétration → réplication → libération

📖 11. Rétrovirus et réplication virale

🔑 Notions clés & Définitions

• Rétrovirus : Un rétrovirus est un virus à ARN qui transforme son ARN simple brin en ADN double brin grâce à la transcriptase inverse, puis peut intégrer cet ADN dans le génome de l’hôte.

• Réplicase : Une ARN polymérase virale ARN-dépendante qui copie un ARN pour permettre la réplication du génome des virus à ARN.

📝 Points essentiels

• Lors d’une infection par un rétrovirus, l’ARN viral est converti en ADN double brin, l’ADN est intégré au génome de l’hôte par l’intégrase, puis il est transcrit en ARN et traduit en protéines virales.

📌 Les virus détournent la machinerie cellulaire de réplication, transcription et traduction pour produire leurs composants, et apportent une enzyme virale si l’enzyme cellulaire nécessaire manque.

💡 Astuce mémo

ARN → ADN → intégration → transcription → traduction

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des types cellulaires