Fiche de révision : Biologie cellulaire et organites

📋 Plan du Cours

1. Fondements et diversité cellulaires
2. Organisation du noyau
3. Ribosomes et synthèse protéique
4. Réseau membranaire intracellulaire
5. Membrane et transports cellulaires
6. Mitochondries et respiration
7. Cytosquelette et mouvements cellulaires

📖 1. Fondements et diversité cellulaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule : La plus petite unité de vie capable d’existence autonome et de reproduction, présente dans tous les organismes vivants.

★ À maîtriser

📌 Les cellules procaryotes, présentes chez les Bactéries et les Archées, sont toujours unicellulaires et dépourvues de véritable noyau, tandis que les cellules eucaryotes des Protistes, Végétaux, Mycètes et Animaux possèdent un noyau contenant l’ADN.

Compléments

• Les cellules procaryotes mesurent environ 1 à 10 μm de diamètre, tandis que les cellules eucaryotes mesurent environ 10 à 100 μm.

• Le cytosol contient environ 85 % d’eau ainsi que des glucides, des lipides, des protéines et de l’ARN.

• Le corps humain comporte environ 50 à 60 millions de millions de cellules et 200 types cellulaires caractérisés par des propriétés morphologiques et fonctionnelles différentes.

💡 Astuce mémo

Procaryote sans noyau, eucaryote avec noyau

📖 2. Organisation du noyau

🔑 Notions clés & Définitions

• Noyau : Un compartiment cellulaire délimité par une double membrane percée de pores et contenant notamment l’ADN, l’ARN et des protéines.

★ À maîtriser

• Avant la division cellulaire, l’ADN se duplique par réplication, tandis que l’ADN est transcrit en ARN lors de l’expression génétique.

• Lors de la mitose, la chromatine s’enroule et se condense pour former des chromosomes.

Compléments

• La membrane nucléaire est en continuité avec le réticulum endoplasmique granuleux et possède un diamètre nucléaire d’environ 5 μm.

• La chromatine associe l’ADN à cinq classes de protéines appelées histones, tandis que le nucléole contient de l’ARN ribosomal, des protéines et de l’ADN.

💡 Astuce mémo

Réplication et transcription de l’ADN → division et expression génétique

📖 3. Ribosomes et synthèse protéique

🔑 Notions clés & Définitions

• Ribosome : Une structure constituée d’ARN ribosomal et d’environ 50 protéines différentes, organisée en deux sous-unités de taille inégale.

★ À maîtriser

• Les ribosomes lisent les messages génétiques portés par l’ARN messager et élaborent la structure primaire des protéines.

Compléments

• Les ribosomes se trouvent sous plusieurs formes:

  • libres dans le cytosol
  • fixés au réticulum endoplasmique granuleux
  • associés en polysomes

• Les cellules à forte activité métabolique possèdent généralement de nombreux ribosomes et un nucléole volumineux, comme les cellules hépatiques.

💡 Astuce mémo

Nucléole → ribosome → lecture de l’ARNm → protéine

📖 4. Réseau membranaire intracellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Lysosome : Un sac membranaire contenant plus de 40 enzymes hydrolytiques et provenant de l’appareil de Golgi.

★ À maîtriser

📌 Le réticulum endoplasmique granuleux porte des ribosomes et participe à la synthèse des protéines destinées à être sécrétées, tandis que le réticulum endoplasmique lisse synthétise des lipides, détoxifie et stocke certaines molécules ou certains ions.

• L’appareil de Golgi est formé d’empilements de sacs membranaires aplatis appelés saccules et assure la maturation, le tri et l’expédition de substances provenant notamment du réticulum endoplasmique granuleux.

Compléments

• Les lysosomes assurent la digestion intracellulaire de substances provenant de l’extérieur et le recyclage des déchets, notamment des organites cellulaires.

💡 Astuce mémo

REG → Golgi → lysosome ou membrane

📖 5. Membrane et transports cellulaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Membrane plasmique : Enveloppe qui maintient un milieu clos et contrôlé et permet des échanges sélectifs avec le milieu extérieur.

📝 Points essentiels

• La membrane plasmique mesure environ 9 nanomètres d’épaisseur et contient 55 % de protéines, 35 % de lipides et 10 % de glucides.

• Selon le modèle de la mosaïque fluide de Singer et Nicolson (1972), les protéines sont dispersées dans une double couche de phospholipides et la plupart des lipides et protéines peuvent se déplacer latéralement.

📌 La diffusion simple et la diffusion facilitée sont des transports passifs suivant le gradient de concentration, tandis que le transport actif ne suit pas ce fonctionnement passif.

• L’exocytose fait sortir les macromolécules lorsque des vésicules fusionnent avec la membrane plasmique, tandis que l’endocytose les fait entrer par invagination et formation de vésicules.

💡 Astuce mémo

Passif selon le gradient, actif contre le gradient

📖 6. Mitochondries et respiration

🔑 Notions clés & Définitions

• Mitochondrie : Un organite à deux membranes qui fournit pratiquement toute l’énergie nécessaire au fonctionnement cellulaire sous forme d’ATP.

★ À maîtriser

• 🔄 La respiration cellulaire aérobie se déroule en trois étapes:
  1. glycolyse dans le cytosol
  2. cycle de Krebs dans la matrice mitochondriale
  3. chaîne respiratoire dans les crêtes mitochondriales

📐 Formule - La respiration cellulaire aérobie transforme le glucose et l’oxygène selon la relation $\text{Glucose} + 6 O_2 \rightarrow 6 CO_2 + 6 H_2O + 38 ATP + \text{chaleur}$.

Compléments

• La membrane interne de la mitochondrie forme des crêtes mitochondriales, tandis que l’espace interne contient la matrice mitochondriale.

• La glycolyse produit 2 ATP, le cycle de Krebs produit 2 ATP et 6 CO₂, et la chaîne respiratoire produit 34 ATP et 6 H₂O.

💡 Astuce mémo

Glycolyse → Krebs → chaîne respiratoire

📖 7. Cytosquelette et mouvements cellulaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Cytosquelette : Un réseau de fibres parcourant le cytoplasme et assurant le soutien mécanique, le maintien de la forme, les mouvements et la circulation des organites.

★ À maîtriser

• Les fibres du cytosquelette sont:
  • les microtubules
  • les filaments intermédiaires
  • les microfilaments d’actine

Compléments

• Les microtubules sont des tubes de 25 nm de diamètre constitués de tubulines et rayonnant autour du centrosome.

• Les microtubules guident les organites en déplacement et participent à la séparation des chromosomes lors de la division cellulaire.

• Les filaments intermédiaires ont un diamètre de 8 à 12 nm et assurent le soutien et le maintien de la forme cellulaire ainsi que l’ancrage des organites.

• Les microfilaments d’actine ont un diamètre de 7 nm, sont formés de deux brins d’actine entortillés et participent au soutien, aux pseudopodes et à la division cellulaire.

💡 Astuce mémo

Microtubules, filaments intermédiaires, microfilaments : du plus épais au plus fin

📊 Tableaux de synthèse

Procaryotes et eucaryotes