Fiche de révision : Biologie fondamentale de la cellule

📋 Plan du Cours

1. Organisation et définition du vivant
2. Biomolécules et diversité cellulaire
3. Prélèvements et étude microscopique
4. Membranes et cytosquelette
5. Mitochondries et respiration cellulaire
6. Biosynthèse et dégradation
7. Transports et motilité cellulaires
8. Signalisation cellulaire
9. Noyau et expression génétique
10. Cycle et divisions cellulaires

📖 1. Organisation et définition du vivant

🔑 Notions clés & Définitions

• Vivant : Larousse - Le vivant possède des structures complexes, résiste aux causes de changement, renouvelle ses constituants par assimilation, peut croître et se reproduire.
• Vie : TLF - La vie est l’ensemble des phénomènes et fonctions essentielles qui se manifestent de la naissance à la mort et caractérisent les êtres vivants.

★ À maîtriser

• La démarche du soignant part de la clinique vers les connaissances fondamentales, puis revient vers la clinique.

Compléments

• L’organisation du vivant comprend notamment :
  • les atomes
  • les molécules
  • les organites
  • les cellules
  • les tissus
  • les organes

📖 2. Biomolécules et diversité cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule : La cellule est la plus petite unité capable de manifester de manière autonome les propriétés du vivant.

★ À maîtriser

• Les biomolécules comprennent :
  • les acides nucléiques
  • les protéines
  • les glucides
  • les lipides

📌 Les cellules eucaryotes possèdent un noyau, tandis que les cellules procaryotes n’en possèdent pas et comprennent essentiellement les bactéries.

• Les virus ne sont pas des cellules.

Compléments

• Les acides nucléiques, notamment l’ADN et l’ARN, sont fabriqués à partir de nucléotides.

• Les protéines sont fabriquées à partir d’acides aminés.

• Une cellule synthétise ses constituants à partir des éléments du milieu extracellulaire, croît, se multiplie et meurt.

• Le corps humain héberge environ 10^14 bactéries et plus de 300 types cellulaires.

💡 Astuce mémo

Eucaryote avec noyau, procaryote sans noyau

📖 3. Prélèvements et étude microscopique

★ À maîtriser

• La préparation d’un échantillon peut comporter sa conservation, son étalement ou sa fixation, son inclusion en paraffine, sa coupe et sa coloration.

• La préparation des prélèvements vise à obtenir des informations sur la structure, la forme et les fonctions des cellules et des tissus.

• La microscopie électronique comprend la microscopie à transmission, qui étudie des coupes, et la microscopie à balayage, qui étudie des surfaces.

Compléments

• Les prélèvements liquides peuvent être :

  • le sang
  • l’urine
  • le liquide cérébrospinal
  • le lavage bronchoalvéolaire
  • les fèces

• Les applications médicales citées comprennent la biologie médicale, l’imagerie par IRM fonctionnelle et l’enregistrement des activités électriques par ECG et EEG.

📖 4. Membranes et cytosquelette

★ À maîtriser

• Les membranes biologiques sont asymétriques et comportent un feuillet externe et un feuillet interne.

• Les membranes biologiques sont composées de :

  • lipides amphiphiles
  • glucides
  • protéines

• Le cytosquelette comprend : les microfilaments d’actine, les microtubules de tubuline, les filaments intermédiaires, notamment constitués de kératines ou de vimentine

Compléments

• Les membranes assurent notamment :

  • la délimitation
  • la protection
  • la reconnaissance
  • les transports

• Les microfilaments contribuent à la dynamique membranaire, les microtubules aux transports et les filaments intermédiaires à la stabilité tissulaire.

📖 5. Mitochondries et respiration cellulaire

★ À maîtriser

• La mitochondrie possède deux membranes, une matrice contenant son ADN et une membrane interne formant des crêtes qui augmentent la surface membranaire.

• La mitochondrie est le siège principal de la respiration cellulaire.

• La respiration cellulaire oxyde complètement le glucose avec de l’oxygène et forme du dioxyde de carbone, de l’eau et de l’ATP.

• Une molécule de glucose et six molécules d’oxygène permettent de régénérer 36 à 38 molécules d’ATP.

Compléments

• En absence d’oxygène, une molécule de glucose permet de régénérer deux molécules d’ATP.

• La mitochondrie participe au contrôle de l’apoptose et à la synthèse des hormones stéroïdiennes.

💡 Astuce mémo

Oxydation du glucose avec oxygène → production d’ATP

📖 6. Biosynthèse et dégradation

🔑 Notions clés & Définitions

• Enzyme : Une protéine qui catalyse la transformation chimique d’un ou de plusieurs substrats en produits.
• Lysosome : Un organite spécialisé dans la dégradation des biomolécules et de certains agents pathogènes.
• Catalyseur : Un catalyseur accélère une réaction transformant un ou plusieurs substrats en produits.
• Voie métabolique : Une voie métabolique est un enchaînement de transformations dans lequel le produit d’une réaction peut devenir le substrat d’une autre.

★ À maîtriser

📌 L’anabolisme correspond à la biosynthèse de molécules, tandis que le catabolisme correspond à leur dégradation.

Compléments

• Lors de la dégradation d’un agent pathogène phagocyté, le lysosome fusionne avec la vésicule de phagocytose pour former un phagolysosome, dégrade son contenu, puis permet la récupération des produits ou leur exocytose.

💡 Astuce mémo

Anabolisme construit, catabolisme dégrade

📖 7. Transports et motilité cellulaires

★ À maîtriser

📌 Le transport intracellulaire désigne les mouvements à l’intérieur d’une cellule, tandis que la motilité désigne le déplacement de la cellule elle-même.

• La dynéine et la kinésine transportent principalement des vésicules et des complexes protéiques le long des microtubules, respectivement vers le noyau et vers la membrane.

• La motilité cellulaire dans les tissus et la contraction musculaire reposent principalement sur les microfilaments et l’interaction actine-myosine.

📌 Un transport dans le sens du gradient électrochimique est passif et ne nécessite pas d’énergie, tandis qu’un transport contre ce gradient est actif et nécessite un apport d’énergie.

Compléments

• La myosine I assure également des transports le long des microfilaments d’actine.

• Les membranes sont perméables à l’eau, aux gaz comme O₂ et CO₂ ainsi qu’aux molécules lipidiques, mais imperméables aux ions, aux protéines, aux glucides et aux acides nucléiques.

📖 8. Signalisation cellulaire

★ À maîtriser

• La signalisation cellulaire suit généralement la chaîne ligand, récepteur, effecteur et réponse cellulaire.

• Les récepteurs sont des protéines spécifiques des ligands auxquels ils se lient.

Compléments

• Les signaux cellulaires peuvent modifier l’expression des gènes ou l’homéostasie cellulaire.

• De nombreux médicaments se fixent sur des récepteurs ou des effecteurs et modifient leur comportement.

📌 Les hormones hydrophobes, comme les œstrogènes, se distinguent des hormones hydrophiles, comme l’adrénaline.

💡 Astuce mémo

Ligand → récepteur → effecteur → réponse

📖 9. Noyau et expression génétique

★ À maîtriser

• Le noyau est le principal compartiment cellulaire de stockage de l’ADN et le lieu de synthèse des différentes classes d’acides nucléiques.

• La réplication copie l’ADN en ADN, la transcription produit de l’ARN à partir de l’ADN et la traduction produit des protéines à partir de l’ARN.

• La réplication de l’ADN est semi-conservative et permet la transmission de l’information génétique entre générations cellulaires.

📌 Les ribosomes liés au réticulum endoplasmique produisent les protéines de la voie de sécrétion, tandis que les ribosomes libres produisent les protéines cytosoliques.

Compléments

• Le nucléole produit les ARN ribosomaux, tandis que le nucléoplasme contient la chromatine sous forme d’euchromatine fonctionnelle ou d’hétérochromatine compactée et non fonctionnelle.

• Chaque cellule humaine contient dans son noyau environ 2,5 m d’ADN portant la totalité de l’information génétique.

• Les ARN de transfert apportent les acides aminés, les ARN ribosomaux constituent la machine de traduction et les ARN messagers portent l’information génétique à traduire.

• Les protéines nouvellement synthétisées de la voie de sécrétion sont maturées, triées et transportées par les réticulums, l’appareil de Golgi et les vésicules.

💡 Astuce mémo

ADN → ARN → protéines

📖 10. Cycle et divisions cellulaires

📝 Points essentiels

• Les thèmes de division et de destin cellulaire comprennent :
  • le cycle cellulaire
  • la mitose
  • l’apoptose
  • la différenciation
  • la méiose