Fiche de révision : Biologie cellulaire fondamentale

📋 Plan du Cours

1. Organisation générale de la cellule
2. Membrane et transports cellulaires
3. Cytosquelette et organites digestifs
4. Mitochondries et énergie cellulaire
5. Noyau et expression génétique
6. Réticulum endoplasmique
7. Golgi et voie sécrétoire
8. Endocytose et tri endosomal

📖 1. Organisation générale de la cellule

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule souche : Petite cellule de réserve des tissus
• Cytologie : Étude des cellules

★ À maîtriser

📌 La taille d’une cellule animale est inférieure à celle d’une cellule végétale, avec environ 10 à 30 μm contre 10 à 100 μm.

• La cellule végétale possède: une vacuole servant de réserve énergétique, une paroi pecto-cellulosique épaisse et hermétique, des chloroplastes réalisant la photosynthèse

• L’hématie ne possède pas de noyau et transporte l’oxygène.

• Le spermatozoïde possède un noyau contenant 23 chromosomes, soit la moitié des 46 chromosomes des autres cellules.

Compléments

• La cellule adipeuse stocke la graisse comme réserve d’énergie.

💡 Astuce mémo

Animale souple, végétale protégée par une paroi

📖 2. Membrane et transports cellulaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Membrane plasmique : Bicouche de phospholipides contenant du cholestérol, des protéines et des glucides
• Osmose : Déplacement de l’eau à travers une membrane semi-perméable du milieu hypotonique vers le milieu hypertonique
• Glycocalyx : Ensemble des chaînes glucidiques situées sur le feuillet externe de la membrane

★ À maîtriser

• La membrane plasmique assure:

  • les échanges d’informations
  • la régulation des transports
  • les mouvements cellulaires
  • la reconnaissance des antigènes
  • la transduction des signaux extracellulaires

• Les molécules amphiphiles possèdent simultanément une partie hydrophobe et une partie hydrophile, ce qui permet aux phospholipides de former des micelles ou des bicouches.

• Le transport passif suit le gradient électrochimique, du milieu le plus concentré vers le milieu le moins concentré, sans dépense d’ATP.

• La diffusion simple concerne les petites molécules hydrophobes et l’eau, tandis que la diffusion facilitée concerne les grosses molécules et les ions via des protéines transmembranaires.

• 🔄 Le transport actif primaire: hydrolyse l’ATP grâce à une ATPase, modifie la conformation d’une protéine, déplace un ion contre son gradient électrochimique

Compléments

📌 Le symport transporte l’ion cotransporteur dans le sens de son gradient, tandis que l’antiport le transporte contre ce gradient.

💡 Astuce mémo

Passif suit le gradient, actif le combat

📖 3. Cytosquelette et organites digestifs

🔑 Notions clés & Définitions

• Cytosquelette : Réseau de protéines fibreuses qui organise la structure et les activités de la cellule
• Lysosome : Organite limité par une monocouche de phospholipides, contenant des hydrolases acides qui réalisent la digestion intracellulaire

★ À maîtriser

• Les microfilaments d’actine participent:

  • à la contraction musculaire
  • à la division cellulaire
  • à la mobilité cellulaire
  • aux mouvements cytoplasmiques

• Les microtubules:

  • maintiennent la forme cellulaire
  • transportent les vésicules et les organites
  • séparent les chromosomes
  • constituent la base des cils et des flagelles

• Dans le peroxysome, l’oxydase produit du peroxyde d’hydrogène lors de l’oxydation des substrats organiques, puis la catalase le dégrade en eau et en dioxygène.

Compléments

• Les hydrolases lysosomales peuvent hydrolyser:
  • l’ADN
  • l’ARN
  • les protéines
  • les glucides
  • les lipides
  • les phosphates
  • les sulfates
  • les phospholipides

📖 4. Mitochondries et énergie cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Mitochondrie : Usine énergétique de la cellule, possédant deux membranes, une matrice contenant des enzymes, de l’ADN et des ribosomes, ainsi que des crêtes mitochondriales

★ À maîtriser

• La mitochondrie est le lieu du cycle de Krebs et de la phosphorylation oxydative, qui produit beaucoup d’ATP grâce à l’énergie de la respiration cellulaire.

• L’hydrolyse d’une molécule d’ATP en ADP libère 30,5 kJ d’énergie.

Compléments

• 🔄 Lors de l’apoptose: la membrane externe mitochondriale devient perméable, le cytochrome C est libéré dans le cytosol, la destruction de l’ADN nucléaire est déclenchée

💡 Astuce mémo

Oxydation des métabolites → ATP → énergie cellulaire

📖 5. Noyau et expression génétique

🔑 Notions clés & Définitions

• ARN de transfert : Transporte un acide aminé vers le ribosome grâce à la complémentarité entre son anticodon et le codon de l’ARN messager
• Nucléosome : Constitué d’un segment d’ADN enroulé autour de huit histones

📝 Points essentiels

• Le noyau renferme la quasi-totalité de l’ADN d’une cellule eucaryote et contient notamment le nucléole, la chromatine et le nucléoplasme.

📌 L’euchromatine est peu condensée et accessible à l’ARN polymérase, tandis que l’hétérochromatine est très condensée et inaccessible à cette enzyme.

📌 La mitose produit deux cellules filles identiques à la cellule mère, tandis que la méiose produit quatre cellules filles non identiques entre elles et à la cellule mère.

• 🔄 L’épissage:

  1. retire les introns
  2. rassemble les exons
  3. prépare l’ARN messager à la traduction

• L’épissage différentiel permet d’obtenir plusieurs protéines différentes à partir d’un même gène.

• Le ribosome apparie les codons de l’ARN messager aux anticodons de l’ARN de transfert et forme le polypeptide.

💡 Astuce mémo

ADN → ARNm → ARNt → protéine

📖 6. Réticulum endoplasmique

🔑 Notions clés & Définitions

• N-glycosylation : Ajout d’oligosaccharides sur des résidus d’asparagine dans le réticulum endoplasmique

★ À maîtriser

📌 Le réticulum endoplasmique lisse ne porte pas de ribosomes et participe à la détoxification, à la synthèse des lipides et au stockage du calcium, tandis que le réticulum endoplasmique granuleux porte des ribosomes et synthétise les protéines de la voie sécrétoire.

• 🔄 Avec une séquence signal: la séquence hydrophobe est reconnue par la SRP, la SRP dirige le complexe vers le REG, le ribosome se fixe au translocon

Compléments

• Le REL synthétise le cholestérol à partir d’acétate à 2 carbones pour former du cholestérol à 27 carbones.

💡 Astuce mémo

REL sans ribosomes, REG avec ribosomes

📖 7. Golgi et voie sécrétoire

🔑 Notions clés & Définitions

• Appareil de Golgi : Empilement de citernes qui reçoit les protéines et les lipides du réticulum endoplasmique, les modifie, les mature et les trie

★ À maîtriser

• 🔄 La maturation des glycoprotéines progresse:
  1. du REG vers le Golgi cis
  2. du Golgi cis vers le Golgi médian
  3. du Golgi médian vers le Golgi trans

📌 La sécrétion constitutive se déroule en permanence sans signal particulier, tandis que la sécrétion régulée stocke les protéines dans des vésicules jusqu’à l’arrivée d’un signal.

Compléments

• La pro-insuline est clivée pour éliminer le peptide C, tandis que les chaînes A et B restent reliées par des ponts disulfure et forment l’insuline mature.

• Dans le marquage de protéines sécrétées à la leucine radioactive, les protéines se trouvent dans le RE après 3 minutes, dans le Golgi après 20 minutes et dans les vésicules de sécrétion après 90 minutes.

💡 Astuce mémo

REG → Golgi cis → Golgi médian → Golgi trans

📖 8. Endocytose et tri endosomal

🔑 Notions clés & Définitions

• Endocytose : Mécanisme par lequel la cellule fait entrer des éléments extracellulaires dans une vésicule formée par invagination de la membrane plasmique

📝 Points essentiels

📌 La phagocytose englobe de grosses particules grâce aux pseudopodes, tandis que l’endocytose de liquide non spécifique internalise une petite quantité de liquide sans reconnaissance d’un récepteur.

• 🔄 L’endocytose par récepteur comprend: la fixation du ligand au récepteur, la formation d’un puits recouvert de clathrine, la formation de la vésicule, le décapage de la vésicule, la fusion avec l’endosome précoce, la dissociation du ligand et du récepteur, la dégradation du ligand dans le lysosome

• Dans l’endosome acide, le ligand se dissocie de son récepteur ; le récepteur est recyclé vers la membrane plasmique tandis que le ligand est dirigé vers les endosomes tardifs puis le lysosome.

💡 Astuce mémo

Fixation → puits → vésicule → endosome → lysosome

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des transports membranaires