Fiche de révision : Biologie cellulaire eucaryote

📋 Plan du Cours

1. Cellule et échelles biologiques
2. Membrane plasmique et échanges
3. Noyau et information génétique
4. Mitochondries et énergie cellulaire
5. Réticulum endoplasmique et protéines
6. Ribosomes, Golgi et lysosomes
7. Organites des cellules végétales
8. Cytosquelette et mouvements cellulaires

📖 1. Cellule et échelles biologiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Biologie cellulaire : Science qui étudie les cellules et leurs organites.
• Cellule : Unité structurale, fonctionnelle et reproductrice constituant tout ou partie d’un être vivant.
• Cytologie : La cytologie décrit les structures constituant les cellules.
• Physiologie : Science qui étudie le fonctionnement, le rôle et les propriétés des organismes vivants ainsi que de leurs composants.

★ À maîtriser

• Une cellule est délimitée de l’extérieur par une membrane plasmique qui filtre sélectivement les échanges et constitue la plus petite structure vivante capable de respirer, de se différencier et de se reproduire.

Compléments

• Une cellule eucaryote en culture se divise en environ 24 heures, tandis que certaines bactéries comme E. coli se divisent en 20 minutes.

💡 Astuce mémo

De la picoseconde à l’année, puis aux 9500 ans du sapin.

📖 2. Membrane plasmique et échanges

🔑 Notions clés & Définitions

• Mosaïque fluide : Nom donné à la membrane en raison de la diversité de ses composants et de leur mouvement constant.

📝 Points essentiels

• La membrane plasmique reçoit et transmet des messages entre l’intérieur et l’extérieur de la cellule, en sélectionnant les informations destinées à chaque cellule.

• La membrane plasmique forme une barrière hydrophobe qui sépare la cellule de son environnement, notamment des liquides et des ions.

• La membrane plasmique contient 50 % de protéines, 45 % de lipides dont 17 % de cholestérol, et 5 % de glucides.

• Le cholestérol, présent dans les cellules animales mais pas dans les cellules végétales, rigidifie la membrane, limite ses mouvements et réduit le risque de solidification.

📌 Les protéines extrinsèques sont posées sur la membrane, tandis que les protéines intrinsèques y sont physiquement reliées et peuvent être transmembranaires.

💡 Astuce mémo

Le cholestérol freine les mouvements, mais protège la membrane de la solidification.

📖 3. Noyau et information génétique

★ À maîtriser

• Le noyau stocke et protège l’information génétique et contrôle l’expression des gènes.

• La réplication de l’ADN et l’expression des gènes en ARN messager se déroulent dans le noyau.

📌 L’euchromatine, sous forme relâchée, permet l’expression des gènes pendant l’interphase, tandis que l’hétérochromatine est associée à la lamina et au nucléole.

Compléments

• Les séquences répétées des télomères et du centromère sont associées à l’hétérochromatine.

• Les globules rouges font partie des exceptions mentionnées aux cellules possédant un noyau.

💡 Astuce mémo

Euchromatine relâchée et exprimable, hétérochromatine condensée.

📖 4. Mitochondries et énergie cellulaire

★ À maîtriser

• La mitochondrie possède une membrane externe lisse et une membrane interne plissée, ainsi qu’une matrice contenant de l’ADN mitochondrial, de l’ARN de transfert et des mitoribosomes.

• La mitochondrie participe à l’oxydation du pyruvate et au cycle de Krebs, ainsi qu’à la production d’énergie et à la respiration cellulaire.

• Les mitochondries sont d’origine maternelle et sont transmises par l’ovocyte, qui en contient environ 3000.

Compléments

• Selon l’hypothèse endosymbiotique, la mitochondrie proviendrait d’une ancienne bactérie adaptée dans la cellule.

• Les mitochondries se divisent de manière autonome par scission et leur nombre varie selon les besoins énergétiques de la cellule.

• Les mitochondries produisent notamment de la chaleur, des dérivés réactifs de l’oxygène, des hormones stéroïdes et de l’hème, et participent à l’homéostasie du Ca2+.

💡 Astuce mémo

Besoin énergétique accru → nombre de mitochondries accru.

📖 5. Réticulum endoplasmique et protéines

📝 Points essentiels

📌 Le réticulum endoplasmique rugueux porte des ribosomes et produit des protéines, tandis que le réticulum endoplasmique lisse n’en porte pas.

• Le RER assure la N-glycosylation de protéines destinées à la membrane ou à l’exportation hors de la cellule.

• Le REL synthétise les phospholipides et les hormones stéroïdes, transporte les lipides, détoxifie certains composés et stocke le Ca2+.

• 🔄 La synthèse et l’acheminement de la protéine suivent ces étapes :

  1. Le ribosome se fixe à l’ARN messager et aux peptides signal.
  2. Le complexe se fixe aux particules de reconnaissance du signal.
  3. La protéine est glycosylée.
  4. Le peptide signal se détache et le ribosome se libère.
  5. La protéine est emballée dans une vésicule dirigée vers l’appareil de Golgi.

💡 Astuce mémo

RER avec ribosomes pour les protéines, REL sans ribosomes pour les lipides.

📖 6. Ribosomes, Golgi et lysosomes

🔑 Notions clés & Définitions

• Lysosome : Organite formé à partir de l’appareil de Golgi, d’un diamètre maximal de 1 μm, contenant des enzymes protéolytiques dans un milieu de pH 5.
• Polysome : Ensemble de ribosomes reliés à une même molécule d’ARN messager.

📝 Points essentiels

📌 Les ribosomes libres dans le cytoplasme fabriquent notamment des molécules destinées à la cellule, tandis que les ribosomes associés au RER produisent des protéines destinées à la cellule ou à l’extérieur.

• L’appareil de Golgi comprend des citernes et des vésicules de transfert formant un dictyosome; ses faces sont orientées en cis du côté du réticulum, médianes au milieu et en trans du côté de la membrane.

📌 L’autophagie dégrade des éléments déjà présents dans la cellule, tandis que l’hétérophagie dégrade des éléments extérieurs entrés dans la cellule.

💡 Astuce mémo

RER → vésicules → Golgi : la protéine est produite puis transportée.

📖 7. Organites des cellules végétales

★ À maîtriser

• Le chloroplaste possède deux membranes et des thylakoïdes contenant de la chlorophylle; les empilements de thylakoïdes forment des grana.

• Le chloroplaste assure la photosynthèse et participe à la synthèse des lipides et des glucides ainsi qu’aux réponses immunitaires.

• La grande vacuole végétale stocke l’eau, des nutriments et des produits chimiques, et son tonoplaste permet le passage de molécules entre la vacuole et la cellule.

Compléments

• Les plastes des cellules végétales ont leur propre ADN et peuvent se différencier les uns en les autres; le proplaste est le premier plaste.

📌 La paroi cellulaire renforce l’intégrité des cellules végétales et n’est pas présente chez les cellules animales.

💡 Astuce mémo

Dans le chloroplaste, des thylakoïdes empilés forment des grana.

📖 8. Cytosquelette et mouvements cellulaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Cytosquelette : Réseau dynamique de fibres et de tubules protéiques situé dans le cytoplasme, qui soutient la cellule et participe à ses mouvements.

📝 Points essentiels

• Les microfilaments d’actine sont situés sous la membrane plasmique et participent à la contraction musculaire, à la migration cellulaire, à la cohésion tissulaire, à la cytodiérèse, à la phagocytose et au transport intracellulaire.

• Les filaments intermédiaires maintiennent l’architecture cellulaire, résistent aux forces de traction, soutiennent l’enveloppe nucléaire et contribuent à la cohésion entre la matrice extracellulaire et les cellules.

• Les microtubules participent notamment à : au transport des vésicules, à l’adressage des protéines dans les cellules polarisées, au déplacement des organites, au transport viral, à la migration des chromosomes pendant la mitose et la méiose, au battement des cils et des flagelles

💡 Astuce mémo

Actine contracte, filaments intermédiaires résistent, microtubules transportent.