Fiche de révision : Biologie cellulaire générale

📋 Plan du Cours

1. Origine et théorie cellulaire
2. Définition et organisation cellulaire
3. Propriétés communes des cellules
4. Procaryotes et eucaryotes
5. Structure des bactéries
6. Membranes et organites eucaryotes
7. Modèles cellulaires eucaryotes
8. Cultures et fractionnement cellulaires
9. Séparation et analyse moléculaires
10. Constituants chimiques cellulaires

📖 1. Origine et théorie cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule : Virchow, 1858 — Unité structurale fondamentale de tout être vivant et plus petite portion de matière vivante capable de vivre isolée et de se reproduire.

★ À maîtriser

• En 1838, Schleiden et Schwann formulent la théorie cellulaire selon laquelle tout organisme vivant est composé de cellules.

• La progénote, ou LUCA, est l’ancêtre commun à tous les êtres vivants et apparaît il y a environ 3,8 à 3,5 milliards d’années avec une membrane, un ARN autoréplicatif et la traduction.

Compléments

• En 1665, Robert Hooke et Anton Van Leeuwenhoek observent la nature cellulaire de la matière grâce à un microscope primitif.

💡 Astuce mémo

Progénote → procaryote → eucaryote

📖 2. Définition et organisation cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Organisation cellulaire : Unité structurale, fonctionnelle et reproductrice qui constitue un être vivant.

★ À maîtriser

• Les communautés cellulaires accomplissent une fonction précise, les cellules forment des tissus, les tissus forment des organes et les organes forment un organisme.

Compléments

• Les cellules peuvent vivre isolément, comme les bactéries et certains protistes, ou en communautés cellulaires.

💡 Astuce mémo

Cellules associées → tissus → organes → organisme

📖 3. Propriétés communes des cellules

🔑 Notions clés & Définitions

• Membrane plasmique : Constituée de protéines et d’une double couche lipidique, elle entoure la cellule et limite les échanges de nutriments et de déchets avec l’extérieur.

★ À maîtriser

• Toutes les cellules possèdent:
  • de l’ADN portant les gènes
  • un code génétique presque universel
  • des ribosomes
  • des protéines
  • de l’ATP
  • une membrane plasmique

Compléments

• L’ATP fournit principalement l’énergie nécessaire au maintien de l’intégrité cellulaire et à la synthèse des constituants cellulaires.

💡 Astuce mémo

ADN–code–ribosomes–protéines–ATP–membrane

📖 4. Procaryotes et eucaryotes

★ À maîtriser

📌 Les procaryotes n’ont pas de noyau délimité et possèdent généralement un chromosome circulaire libre dans le cytoplasme, tandis que les eucaryotes possèdent un noyau et des compartiments intracellulaires.

📌 Les virus sont acaryotes, ne sont pas des cellules et ne se reproduisent pas par leurs propres moyens.

Compléments

• Les procaryotes mesurent généralement 1 à 10 μm, tandis que les eucaryotes mesurent généralement 10 à 100 μm ou davantage.

• Les cellules procaryotes possèdent des ribosomes 70 S, tandis que les cellules eucaryotes possèdent des ribosomes 80 S dans le cytoplasme ou sur le réticulum endoplasmique granuleux.

💡 Astuce mémo

Procaryote sans noyau, eucaryote avec noyau

📖 5. Structure des bactéries

🔑 Notions clés & Définitions

• Nucléoïde : Région du cytoplasme procaryote contenant une molécule d’ADN bicaténaire et circulaire.

★ À maîtriser

• Chez Escherichia coli, la paroi de peptidoglycane assure la rigidité et la résistance à la pression osmotique.

• Escherichia coli se déplace par rotation de son flagelle et se reproduit par scissiparité, c’est-à-dire par division en deux cellules.

Compléments

• Les plasmides bactériens peuvent transférer des informations génétiques, notamment une résistance aux antibiotiques, par l’intermédiaire d’un pilus sexuel.

💡 Astuce mémo

Une bactérie comme une petite cellule entourée d’une paroi, avec son ADN circulaire libre

📖 6. Membranes et organites eucaryotes

🔑 Notions clés & Définitions

• Mitochondrie : Organite à double membrane dont les crêtes de la membrane interne abritent la chaîne respiratoire et dont la matrice contient un ADN mitochondrial.
• Réticulum endoplasmique : Réseau de cavités en continuité avec la membrane nucléaire, dont le RER porte des ribosomes et dont le REL n’en porte pas.

📝 Points essentiels

• Le noyau, la mitochondrie et le chloroplaste sont des organites à double membrane.

📌 Les lysosomes sont des vésicules riches en enzymes digestives, tandis que les endosomes sont des vésicules au pH plus ou moins acide dépourvues d’enzymes et impliquées dans le trafic membranaire.

💡 Astuce mémo

Double membrane pour noyau, mitochondrie et chloroplaste ; simple membrane pour le système endomembranaire

📖 7. Modèles cellulaires eucaryotes

★ À maîtriser

• Saccharomyces cerevisiae est un protiste proche d’un champignon unicellulaire, mesurant environ 10 μm et pouvant se diviser par fission ou par bourgeonnement.

• Amoeba proteus est un eucaryote unicellulaire d’environ 1 mm, capable de se déformer sous le contrôle de son cytosquelette et de réaliser la phagocytose.

• La cellule végétale possède une paroi épaisse de cellulose, des chloroplastes contenant de la chlorophylle et une grande vacuole centrale.

Compléments

• La cellule animale possède un glycocalyx, des mitochondries, des peroxysomes et une vacuole moins importante que celle des cellules végétales.

💡 Astuce mémo

Levure petite, amibe mobile, végétale chlorophyllienne, animale pluricellulaire

📖 8. Cultures et fractionnement cellulaires

★ À maîtriser

• 🔄 L’isolement des cellules comprend:
  1. dissociation du tissu
  2. mise en culture
  3. prolifération cellulaire

📌 Une culture primaire provient directement d’un organisme, une culture secondaire provient de cellules primaires multipliées et une lignée cellulaire est constituée de cellules commercialisées immortalisées par transformation ou mutations.

• 🔄 Le fractionnement cellulaire consiste à:
  1. éclater les cellules
  2. obtenir un homogénat dans un tampon
  3. séparer les organites ou macromolécules

Compléments

• Un choc osmotique place les cellules dans une solution hypotonique, provoquant l’entrée d’eau et leur implosion.

💡 Astuce mémo

Dissocier → cultiver → proliférer

📖 9. Séparation et analyse moléculaires

📝 Points essentiels

• La centrifugation différentielle sépare les composants cellulaires par des centrifugations successives de vitesse croissante selon leur taille et leur densité.

📌 Un gradient continu de saccharose utilise des concentrations de 5 à 20 % et sépare les organites selon leur vitesse de sédimentation, tandis qu’un gradient discontinu utilise des concentrations de 20 à 70 % et sépare les éléments selon leur densité d’équilibre.

• La chromatographie peut séparer selon:

  • la charge
  • la taille
  • l’affinité avec un ligand

• La SDS-PAGE dénature les protéines, les fait migrer dans un gel de polyacrylamide selon leur poids moléculaire, puis colore les bandes obtenues.

💡 Astuce mémo

Centrifuger → chromatographier → électrophoréser

📖 10. Constituants chimiques cellulaires

★ À maîtriser

• Les techniques de biologie moléculaire comprennent:

  • électrophorèse sur gel d’agarose
  • PCR
  • séquençage de l’ADN

• L’ADN et les acides nucléiques sont chargés négativement et migrent vers l’anode lors d’une électrophorèse.

• Les familles de monomères et leurs macromolécules sont:

  • sucres → polysaccharides
  • acides gras → lipides
  • acides aminés → protéines
  • nucléotides → acides nucléiques

Compléments

• La chromatographie, l’électrophorèse et les techniques de biologie moléculaire permettent notamment l’identification, le diagnostic et l’étude des maladies génétiques.

• L’eau représente 70 % du poids total d’une cellule, les macromolécules représentent 26 %, et les constituants organiques varient selon la fonction du type cellulaire.

💡 Astuce mémo

Sucres, lipides, protéines, acides nucléiques

📊 Tableaux de synthèse

Procaryotes et eucaryotes

Organites à membrane