Fiche de révision : Biologie cellulaire générale

📋 Plan du Cours

1. Biologie et définition de la cellule
2. Repères historiques de la biologie cellulaire
3. Principes de la théorie cellulaire
4. Types et organisation des cellules
5. Organites et compartiments cellulaires
6. Méthodes d’étude de la cellule

📅 Repères chronologiques

1. 1665Robert Hooke décrit dans Micrographia les cellules de l’écorce de Mimosa observées avec son microscope.
2. 1839Theodor Schwann propose que tous les êtres vivants sont constitués d’unités de construction du même type, les cellules.
3. 1855Virchow suggère que toute cellule provient d’une autre cellule, ce qui constitue le second axiome de la théorie cellulaire.
4. 1861Pasteur confirme que rien ne peut croître spontanément en montrant qu’une solution nutritive stérile et hermétiquement fermée n’engendre aucun être vivant.

📖 1. Biologie et définition de la cellule

🔑 Notions clés & Définitions

• Biologie : Discipline scientifique qui étudie les processus de la vie et les caractéristiques des organismes vivants.
• Cellule : Unité de base vivante, structurale et fonctionnelle de tous les organismes, capable de se nourrir, de croître, de se développer et de se différencier.

★ À maîtriser

• Les quatre éléments prédominants de la matière biologique sont :
  • l’hydrogène
  • l’azote
  • le carbone
  • l’oxygène

Compléments

• Le terme « biologie » a été utilisé pour la première fois en 1802 par le naturaliste allemand Gottfried Reinhold Treviranus.

• La cellule est composée de 60 % d’eau et, chez l’être humain, sa taille est de l’ordre du micron.

• La totalité de la vie est constituée de 92 éléments naturels, dont l’hydrogène représente 90 % de la matière connue.

📖 2. Repères historiques de la biologie cellulaire

★ À maîtriser

• Robert Hooke introduit pour la première fois le mot « cellule » en biologie après des observations au microscope décrites dans Micrographia.

Compléments

• Dans l’Antiquité, Aristote pensait que les animaux et les plantes, malgré leur complexité, étaient formés d’un petit nombre d’éléments qui se répètent.

• Antoine Van Leeuwenhoek observe pour la première fois des spermatozoïdes et de nombreux micro-organismes recueillis dans l’eau de pluie.

💡 Astuce mémo

Hooke nomme, Leeuwenhoek observe, Schwann unifie.

📖 3. Principes de la théorie cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule : Unité de base métabolique et fonctionnelle qui porte les caractéristiques de l’organisme, est entourée d’une membrane et peut se reproduire.

★ À maîtriser

📌 Le premier axiome de la théorie cellulaire affirme que tous les organismes sont faits de cellules.

Compléments

📌 Schwann décrit la cellule comme une unité structurellement et fonctionnellement indépendante, et non comme une simple boîte creuse.

💡 Astuce mémo

Cellules pour tous, cellules issues de cellules.

📖 4. Types et organisation des cellules

★ À maîtriser

• La cellule synthétise la plupart de ses constituants à partir des éléments du milieu extracellulaire, puis croît et se multiplie.

📌 Les cellules procaryotes n’ont pas de noyau et leur matériel génétique est libre dans la cellule, tandis que les cellules eucaryotes possèdent un noyau.

• Les cellules eucaryotes mesurent habituellement 5 à 100 μm et présentent une structure plus complexe que les cellules procaryotes.

Compléments

• L’immense majorité des cellules procaryotes mesure 1 à 2 μm de long et possède un seul chromosome constitué d’ADN.

• Les cellules eucaryotes contiennent des organites spécialisés entourés d’une substance visqueuse appelée cytosol.

💡 Astuce mémo

Procaryote sans noyau, eucaryote avec noyau.

📖 5. Organites et compartiments cellulaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Membrane plasmique : Barrière étanche de phospholipides qui sépare le milieu intracellulaire du milieu environnant et protège la cellule et son contenu.
• Noyau : Organite des cellules eucaryotes qui contient l’ADN portant les informations nécessaires au maintien des caractéristiques de l’espèce et à la synthèse de protéines spécifiques.

★ À maîtriser

📌 Le réticulum endoplasmique rugueux porte des ribosomes sur la face externe de sa membrane, tandis que le réticulum endoplasmique lisse en est dépourvu et produit notamment des acides gras et des stéroïdes.

• L’appareil de Golgi modifie, trie, emballe et expédie les produits élaborés par le réticulum endoplasmique, notamment par bourgeonnement.

• Les mitochondries sont délimitées par deux membranes, dont la membrane interne forme des crêtes, et produisent la majeure partie de l’énergie cellulaire sous forme d’ATP par phosphorylation oxydative. - Horton et al., Principes de Biochimie, 1994

Compléments

• Les lysosomes contiennent des hydrolases capables de dégrader la majorité des molécules cellulaires et agissent à pH acide.

• Le cytosquelette comprend :

  • les microtubules
  • les microfilaments d’actine
  • les filaments intermédiaires

• Le cytosol est une solution aqueuse homogène et transparente, composée de 85 % d’eau et de pH 7, qui se trouve dans le cytoplasme à l’exception du noyau.

📖 6. Méthodes d’étude de la cellule

★ À maîtriser

📌 La microscopie optique a une résolution d’environ 0,25 μm et permet d’observer la structure des cellules eucaryotes, tandis que la microscopie électronique révèle l’ultrastructure de cellules procaryotes et eucaryotes.

📌 L’observation de tissus vivants permet une observation dynamique, tandis que les tissus fixés et préparés en coupes histologiques permettent une observation plus précise, mais figée et ponctuelle.

Compléments

• La localisation subcellulaire peut être étudiée : avec des gènes rapporteurs tels que la GFP et la fluorescéine, par immunocytochimie, à l’aide de molécules radioactives

• L’injection in vivo de FITC-PNA chez un canard de Pékin permet d’étudier sa biodisponibilité dans les cellules hépatiques par fluorescence. - Ndeboko et al., Brevet INSERM BIO06250

• Le rouge neutre permet d’observer les vacuoles et le DAPI colore les noyaux en bleu.

• Les structures cellulaires peuvent être isolées par choc osmotique ou avec des détergents, puis séparées par centrifugation.

💡 Astuce mémo

Vivant : dynamique ; fixé : précis mais figé.