Fiche de révision : Biologie cellulaire fondamentale

📋 Plan du Cours

1. Organisation générale de la cellule
2. Membrane plasmique et constituants
3. Spécialisations membranaires
4. Transports membranaires
5. Cytosquelette et actine
6. Filaments intermédiaires et microtubules
7. Endocytose et phagocytose
8. Pinocytose et vésicules
9. Réticulum endoplasmique et Golgi
10. Endosomes et lysosomes
11. Mitochondries et énergie cellulaire
12. Ribosomes et expression génétique
13. Mécanisme de la traduction

📖 1. Organisation générale de la cellule

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule : Unité fondamentale de tout être vivant.

📝 Points essentiels

📌 La cellule humaine comprend une membrane plasmique, un cytoplasme contenant le cytosol et des éléments différenciés, ainsi qu’un noyau contenant l’information génétique.

• Le noyau est le siège principal de la synthèse d’ADN lors de la réplication et d’ARN lors de la transcription.

📖 2. Membrane plasmique et constituants

🔑 Notions clés & Définitions

• Membrane plasmique : Membrane biologique asymétrique de 8 nm d’épaisseur qui sépare les milieux intracellulaire et extracellulaire tout en contrôlant leurs échanges et leurs communications.
• Glycocalyx : Ou cell coat, constitué de glycoprotéines et de glycolipides situés sur la face extracellulaire de la membrane plasmique.

📝 Points essentiels

• La membrane plasmique contient:
  • 52 % de protéines
  • 40 % de lipides
  • 8 % de glucides

📌 Les protéines intégrales occupent une partie ou toute l’épaisseur de la bicouche, tandis que les protéines périphériques sont localisées sur une face de la membrane et sont hydrophiles.

💡 Astuce mémo

Intégrales traversent la bicouche, périphériques restent sur une face

📖 3. Spécialisations membranaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Microvillosités : Expansions cytoplasmiques en doigts de gant, longues de 1 à 2 µm et larges de 80 à 90 nm, dont l’axe contient des microfilaments d’actine et qui augmentent la surface d’échange.

• Cils vibratiles : Expansions cytoplasmiques mobiles longues de 7 à 10 µm et larges de 0,2 µm, dont l’axe contient des microtubules et qui déplacent les sécrétions muqueuses.
• Stéréocils : Longues expansions cytoplasmiques immobiles, longues de plus de 2 µm et larges de 0,02 µm, impliquées dans l’absorption et la sécrétion.

📝 Points essentiels

📌 Les jonctions serrées assurent l’étanchéité des épithéliums et bloquent la circulation des fluides entre les cellules et entre deux compartiments tissulaires.

💡 Astuce mémo

Microvillosités absorbent, cils déplacent, jonctions étanchéifient

📖 4. Transports membranaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Endocytose : Internalisation, au moyen de vésicules, de substances ou de micro-organismes extracellulaires.

📝 Points essentiels

📌 Le transport passif suit le gradient de concentration sans consommation d’ATP, tandis que le transport actif se fait contre le gradient grâce à l’énergie de l’hydrolyse de l’ATP.

• La pompe Na+/K+-ATPase transporte les ions sodium et potassium dans un rapport de 3 Na+ pour 2 K+ grâce à l’énergie de l’ATP.

💡 Astuce mémo

Passif suit le gradient, actif le remonte avec l’ATP

📖 5. Cytosquelette et actine

🔑 Notions clés & Définitions

• Cytosquelette : Ensemble des filaments protéiques cellulaires comprenant les microfilaments d’actine, les filaments intermédiaires et les microtubules.

• Sarcomère : Unité morphologique et fonctionnelle des myofibrilles des cellules musculaires striées.

★ À maîtriser

• Les microfilaments d’actine ont un diamètre de 7 nm, résultent de la polymérisation de l’actine G en actine F et sont polarisés et instables.

Compléments

• 🔄 La migration cellulaire repose sur:
  1. la polymérisation de l’actine G
  2. la déformation de la membrane
  3. l’extension des pseudopodes
  4. le déplacement cellulaire

📖 6. Filaments intermédiaires et microtubules

🔑 Notions clés & Définitions

• Microtubules : Cylindres creux de 25 nm de diamètre formés par polymérisation d’hétérodimères de tubuline α et β.

★ À maîtriser

• Les filaments intermédiaires ont un diamètre de 8 à 10 nm, sont stables, non polarisés et peuvent former des homopolymères ou des hétéropolymères.

📌 Les microtubules labiles sont instables et forment notamment le fuseau mitotique, tandis que les microtubules stables appartiennent à des structures durables comme les centrioles et l’axonème.

Compléments

• La kinésine et la dynéine sont des protéines motrices qui transportent les organites et les vésicules le long des microtubules.

💡 Astuce mémo

Filaments intermédiaires stabilisent, microtubules transportent et organisent

📖 7. Endocytose et phagocytose

🔑 Notions clés & Définitions

• Phagocytose : Endocytose réalisée par des phagocytes qui capturent, ingèrent et détruisent des micro-organismes, des cellules sénescentes ou apoptotiques et des débris cellulaires.

📝 Points essentiels

• Les principaux phagocytes professionnels sont:

  • les macrophages
  • les cellules dendritiques
  • les polynucléaires neutrophiles

• 🔄 La phagocytose comprend successivement:

  1. l’opsonisation
  2. le chimiotactisme
  3. la capture
  4. l’internalisation
  5. la digestion

💡 Astuce mémo

Opsonisation → chimiotactisme → capture → internalisation → digestion

📖 8. Pinocytose et vésicules

🔑 Notions clés & Définitions

• Pinocytose : Capture de macromolécules et de solutés dans des vésicules formées par bourgeonnement de la membrane plasmique vers le cytoplasme.

★ À maîtriser

📌 La pinocytose non spécifique ne nécessite pas la fixation d’un ligand à un récepteur et forme des vésicules lisses, tandis que la pinocytose couplée à des récepteurs est spécifique et forme des vésicules à manteau.

Compléments

• Les quatre types de vésicules sont:
  • les vésicules simples
  • les vésicules à clathrine
  • les cavéoles
  • les vésicules de macropinocytose

💡 Astuce mémo

Pinocytose non spécifique en vrac, pinocytose récepteur-dépendante ciblée

📖 9. Réticulum endoplasmique et Golgi

🔑 Notions clés & Définitions

• Système endomembranaire : Ensemble d’organites eucaryotes limités par une seule membrane, notamment le réticulum endoplasmique, l’appareil de Golgi, les endosomes et les lysosomes.

★ À maîtriser

📌 Le réticulum endoplasmique granulaire porte des ribosomes et participe à la synthèse des protéines, tandis que le réticulum endoplasmique lisse n’en porte pas et intervient dans le métabolisme lipidique et la détoxification.

• L’appareil de Golgi reçoit les protéines du réticulum endoplasmique, les modifie, les trie dans le réseau trans-golgien et les exporte dans des vésicules selon leur destination.

Compléments

• Un dictyosome de l’appareil de Golgi comprend en moyenne 5 à 10 saccules aplatis, parfois 30 ou davantage dans les cellules très actives.

💡 Astuce mémo

RE synthétise → Golgi modifie, trie et exporte

📖 10. Endosomes et lysosomes

🔑 Notions clés & Définitions

• Lysosome : Organite cytoplasmique limité par une membrane et riche en hydrolases acides capables de dégrader les protéines, les glucides, les lipides et les acides nucléiques.

📝 Points essentiels

• Le système endosomal évolue de l’endosome précoce au corps multivésiculaire puis à l’endosome tardif.

• Les hydrolases lysosomales comprennent notamment:

  • les lipases
  • les glucosidases
  • les protéases
  • les nucléases

💡 Astuce mémo

Endosome précoce → corps multivésiculaire → endosome tardif → lysosome

📖 11. Mitochondries et énergie cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Mitochondrie : Organite à double membrane responsable de la respiration cellulaire et de la production d’ATP à partir de l’énergie des nutriments.

★ À maîtriser

• La mitochondrie comprend: une membrane externe, une membrane interne formant des crêtes, un espace intermembranaire, une matrice contenant un ADN circulaire et des mitoribosomes

Compléments

📌 Les mitochondries participent à l’apoptose par la libération de molécules apoptogènes, notamment le cytochrome c.

💡 Astuce mémo

Oxydation des nutriments → production d’ATP

📖 12. Ribosomes et expression génétique

🔑 Notions clés & Définitions

• Ribosome : Complexe d’ARN ribosomaux et de protéines ribosomales qui catalyse l’assemblage des acides aminés selon la séquence de l’ARN messager.

★ À maîtriser

📌 L’ADN est une double hélice bicaténaire contenant de la thymine, tandis que l’ARN est généralement monocaténaire et contient de l’uracile.

• Le codon initiateur de la traduction est AUG, tandis que les codons stop sont UGA, UAG et UAA.

Compléments

• Un polysome est un ensemble de ribosomes traduisant simultanément le même ARN messager et synthétisant plusieurs exemplaires de la même protéine.

💡 Astuce mémo

Transcription → épissage → exportation → traduction

📖 13. Mécanisme de la traduction

📝 Points essentiels

• 🔄 La protéogenèse suit les étapes:

  1. transcription
  2. épissage
  3. exportation de l’ARN messager
  4. traduction

• 🔄 La traduction comporte successivement:

  1. l’initiation
  2. l’élongation
  3. l’arrêt

• Lors de l’élongation, un aminoacyl-ARNt entre dans le site A, la liaison peptidique est formée, puis le peptidyl-ARNt se déplace vers le site P et l’ARNt désacétylé vers le site E.

📌 Lorsqu’un codon stop UAA, UAG ou UGA apparaît dans le site A, un facteur de libération provoque la dissociation du ribosome et la libération de la protéine synthétisée.

💡 Astuce mémo

Initiation → élongation → arrêt

📊 Tableaux de synthèse

Principales spécialisations membranaires

Types de transport membranaire