Fiche de révision : Biologie cellulaire fondamentale

📋 Plan du Cours

1. Membranes biologiques et mosaïque fluide
2. Transports à travers la membrane
3. Cellule, cytoplasme et cytosol
4. Réticulum endoplasmique
5. Ribosomes et appareil de Golgi
6. Modifications post-traductionnelles
7. Vésicules, endosomes et endocytose
8. Noyau et chromatine
9. Mitose et division cellulaire

📖 1. Membranes biologiques et mosaïque fluide

🔑 Notions clés & Définitions

• Membrane plasmique : Frontière à perméabilité sélective entre les milieux intérieur et extérieur de la cellule, constituée principalement de lipides, de protéines et de glucides.
• Mosaïque fluide : Modèle décrivant une membrane à composition hétérogène dont les phospholipides et les protéines peuvent se déplacer latéralement.

★ À maîtriser

• La membrane plasmique est une bicouche lipidique de 7 à 8 nm d’épaisseur, visible en microscopie électronique sous l’aspect d’une structure en voie ferrée.

• La membrane plasmique contient 49 % de lipides, 43 % de protéines et 8 % de glucides.

📌 Les acides gras insaturés favorisent la fluidité membranaire, tandis que les acides gras saturés favorisent sa rigidité.

Compléments

• Les glucides membranaires sont toujours liés à des lipides ou à des protéines et se trouvent sur la face externe de la bicouche sous forme de glycolipides et de glycoprotéines.

💡 Astuce mémo

Tête hydrophile dehors, queues hydrophobes dedans

📖 2. Transports à travers la membrane

🔑 Notions clés & Définitions

• Transport actif : Déplacement d’une substance contre son gradient de concentration, du milieu le moins concentré vers le milieu le plus concentré, en consommant de l’énergie.

★ À maîtriser

📌 La diffusion simple transporte les petites molécules hydrophobes selon leur gradient sans protéine de transport, tandis que la diffusion facilitée transporte les grosses molécules non liposolubles selon leur gradient grâce à une protéine de transport.

• La diffusion simple concerne notamment:
  • O2
  • CO2
  • N2
  • le benzène
  • l’urée
  • le glycérol
  • l’éthanol
  • les stéroïdes
  • l’eau

Compléments

• La membrane plasmique constitue une barrière de diffusion pour les ions et les molécules polaires dont la masse est supérieure à 150 daltons.

💡 Astuce mémo

Passif avec le gradient, actif contre le gradient

📖 3. Cellule, cytoplasme et cytosol

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule : Unité structurale, fonctionnelle et reproductrice constituant tout ou partie d’un être vivant, à l’exception des virus.
• Cytoplasme : Matériel biologique situé entre la membrane plasmique et l’enveloppe nucléaire, comprenant le cytosol et les organites en suspension.
• Cytosol : Phase liquide translucide du cytoplasme, délimitée par les membranes et dépourvue des organites.

★ À maîtriser

• Le cytosol contient beaucoup de K+ et de protéines négatives, mais très peu de Na+, Cl− et Ca2+, tandis que le sang présente la tendance inverse.

Compléments

• Le cytosol participe à la transduction du signal depuis la membrane plasmique vers les organites et le noyau.

💡 Astuce mémo

Cytoplasme = cytosol + organites ; cytosol = phase liquide seule

📖 4. Réticulum endoplasmique

🔑 Notions clés & Définitions

• Réticulum endoplasmique : Réseau de membranes internes interconnectées et en continuité avec les membranes nucléaires, formant des tubules et des citernes.

★ À maîtriser

📌 Le réticulum endoplasmique granuleux porte des ribosomes et synthétise ou mature les protéines, tandis que le réticulum endoplasmique lisse ne porte pas de ribosomes et synthétise les lipides.

• Dans les muscles striés, le réticulum endoplasmique spécialisé, appelé réticulum sarcoplasmique, stocke de grandes quantités de calcium nécessaires à la contraction musculaire.

Compléments

• Le réticulum endoplasmique lisse participe à la détoxification, à la synthèse des lipoprotéines et des bicouches lipidiques, et fournit des lipides à la membrane externe de la mitochondrie.

💡 Astuce mémo

REG pour les protéines, REL pour les lipides

📖 5. Ribosomes et appareil de Golgi

🔑 Notions clés & Définitions

• Ribosome : Particule ribonucléoprotéique formée d’ARN et de protéines, constituée de deux sous-unités et spécialisée dans la synthèse protéique.
• Appareil de Golgi : Centre de tri péri-nucléaire formé d’un empilement de 4 à 6 saccules membranaires discoïdaux appelés dictyosomes.

📝 Points essentiels

• 🔄 La synthèse protéique ribosomique comprend:

  1. la lecture de l’ARN messager
  2. le recrutement des acides aminés
  3. la formation des liaisons covalentes
  4. le désassemblage des deux sous-unités

• 🔄 Dans l’appareil de Golgi, les vésicules:

  1. arrivent du REG
  2. fusionnent avec la face cis
  3. progressent vers les zones médiale et trans
  4. bourgeonnent du côté trans

💡 Astuce mémo

REG → cis-Golgi → zone médiale → trans-Golgi

📖 6. Modifications post-traductionnelles

🔑 Notions clés & Définitions

• Glycosylation : Transfert d’un bloc précurseur oligosaccharidique de 14 sucres sur une asparagine d’une chaîne peptidique dans le réticulum endoplasmique.

📝 Points essentiels

• Le précurseur oligosaccharidique est constitué de:

  • 2 N-acétylglucosamines
  • 9 mannoses
  • 3 glucoses

• La calnexine retient les protéines portant un glucose, la glucosidase enlève ce glucose pour permettre leur sortie, et la glucosyl-transférase rajoute un glucose aux protéines mal repliées afin de les retenir dans le réticulum endoplasmique.

• Une protéine mal repliée est renvoyée dans le cytosol par le pore Sec61, puis ses sucres sont retirés par la N-glycanase et sa chaîne peptidique est dégradée par le protéasome après marquage par l’ubiquitine.

💡 Astuce mémo

Mauvais repliement → rétention dans le RE → dégradation

📖 7. Vésicules, endosomes et endocytose

📝 Points essentiels

• Les vésicules selon leur revêtement sont:

  • COPII : du réticulum endoplasmique vers le cis-Golgi
  • COPI : du Golgi vers le réticulum endoplasmique
  • à clathrine : du trans-Golgi ou de la membrane plasmique

• 🔄 La formation d’une vésicule comprend:

  1. l’assemblage des protéines de revêtement
  2. la courbure de la membrane
  3. le recrutement des protéines cargo
  4. le bourgeonnement d’un fragment membranaire

📌 La sécrétion constitutive est continue et limitée par la capacité de synthèse protéique, tandis que la sécrétion régulée accumule des vésicules sous la membrane plasmique et dépend d’un signal spécifique.

• 🔄 La phagocytose médiée par récepteur comprend:
  1. l’extension de pseudopodes
  2. la formation d’un phagosome
  3. la fusion avec un lysosome en phagolysosome
  4. l’expulsion des débris par exocytose

💡 Astuce mémo

Coat → courbure → bourgeonnement → fusion

📖 8. Noyau et chromatine

🔑 Notions clés & Définitions

• Noyau : Compartiment séparé du cytosol par une double membrane perforée de pores nucléaires et contenant la chromatine et les nucléoles.

★ À maîtriser

📌 Les importines transportent les protéines du cytosol vers le noyau, tandis que les exportines transportent les protéines du noyau vers le cytosol.

• La chromatine présente six niveaux de compactage, de l’ADN nu de 2 nm au chromosome de 1400 nm.

• Un chromosome possède: deux chromatides sœurs reliées par un centromère, deux bras, quatre télomères, des kinétochores situés de part et d’autre du centromère

Compléments

• L’entrée d’une protéine dans le noyau nécessite une séquence de localisation nucléaire, tandis que la sortie nécessite une séquence d’export nucléaire ou une liaison à des ARN.

💡 Astuce mémo

ADN nu → nucléosomes → fibres condensées → chromosome

📖 9. Mitose et division cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Mitose : Phase courte du cycle cellulaire, d’environ 2 heures, qui produit deux cellules filles génétiquement identiques à partir d’une cellule mère.

📝 Points essentiels

• Le centrosome est le centre organisateur des microtubules, se duplique pendant la phase de synthèse de l’interphase et forme les deux pôles du fuseau mitotique pendant la mitose.

• 🔄 Pendant la prophase:

  1. la chromatine se condense
  2. les nucléoles se dissocient
  3. l’enveloppe nucléaire se dissocie
  4. les centrosomes migrent aux pôles
  5. le fuseau mitotique se forme

• 🔄 Pendant la prométaphase et la métaphase: les microtubules envahissent l’espace cellulaire, ils s’attachent aux chromosomes par les kinétochores, les chromosomes s’alignent sur la plaque équatoriale

• Pendant l’anaphase, la jonction entre les chromatides sœurs se rompt, les chromatides migrent vers des pôles opposés et les microtubules polaires s’allongent.

• Pendant la télophase, les chromosomes se décondensent, l’enveloppe nucléaire se reforme autour des chromatides et un sillon de division se met en place entre les deux cellules filles.

💡 Astuce mémo

Prophase → métaphase → anaphase → télophase

📊 Tableaux de synthèse

Types de transport membranaire

Revêtement des vésicules