Fiche de révision : Cellule eucaryote et organites

📋 Plan du Cours

1. Échelles temporelles du vivant cellulaire
2. Définition et fonctions de la cellule
3. Applications des cultures cellulaires
4. Organites des cellules eucaryotes
5. Organisation procaryote et eucaryote
6. Membrane plasmique et glycocalyx
7. Noyau et organisation de l'ADN

📖 1. Échelles temporelles du vivant cellulaire

★ À maîtriser

• La synthèse des protéines dure environ 20 secondes et les cellules synthétisent des protéines en permanence.

• Les bactéries se divisent environ toutes les 20 minutes.

• En culture, une cellule eucaryote donne deux cellules eucaryotes en 24 heures.

Compléments

• L'interaction des photons avec l'œil dure 10 picosecondes.

• Les réactions enzymatiques se déroulent à l'échelle d'une milliseconde.

• La durée de vie indiquée est d'environ un mois pour une drosophile, d'une année pour les rongeurs comme les souris et de 9500 ans pour le plus vieil arbre, un sapin.

💡 Astuce mémo

Du photon à l'arbre : 10 ps, 1 ms, 20 s, 20 min, 24 h, 1 mois, 1 an, 9500 ans

📖 2. Définition et fonctions de la cellule

🔑 Notions clés & Définitions

• Biologie cellulaire : Science qui étudie les cellules et leurs organites.
• Cellule : Unité structurale, fonctionnelle et reproductrice constituant tout ou partie d'un être vivant.

★ À maîtriser

📌 La cytologie décrit les structures constituant les cellules, tandis que la physiologie cellulaire étudie leurs fonctions vitales.

• La cellule est la plus petite structure vivante connue et elle peut respirer, se différencier et se reproduire.

• La membrane cellulaire sépare la cellule de l'extérieur et filtre sélectivement les échanges.

Compléments

• Dans un organisme pluricellulaire, les cellules communiquent et se coordonnent, comme les cellules cardiaques qui doivent battre ensemble.

• Les exemples de types cellulaires cités sont:

  • cellules cardiaques
  • cellules musculaires
  • cellules hépatiques
  • cellules neuronales

📖 3. Applications des cultures cellulaires

★ À maîtriser

• Les cultures cellulaires permettent de diagnostiquer, de produire de nouveaux tissus, de fabriquer de la peau et de la viande artificielles, de produire des vaccins et d'étudier l'infection et la propagation des virus.

📌 La biologie fondamentale cherche à comprendre les mécanismes du vivant pour acquérir des connaissances, tandis que la biologie appliquée utilise ces connaissances pour résoudre des problèmes pratiques.

Compléments

• Après un infarctus, de nouvelles cellules peuvent être ajoutées dans la zone du cœur où les anciennes sont mortes afin de permettre au cœur de battre normalement à nouveau.

• Des souris peuvent être modifiées génétiquement par injection d'un gène GLP servant de marqueur fluorescent.

💡 Astuce mémo

Cultiver des cellules → diagnostiquer, produire, réparer et étudier

📖 4. Organites des cellules eucaryotes

🔑 Notions clés & Définitions

• Mitochondrie : Organite responsable de la respiration cellulaire et de la production d'énergie sous forme d'ATP.
• Réticulum endoplasmique rugueux : Réseau membranaire parsemé de ribosomes et impliqué dans la synthèse des protéines.
• Réticulum endoplasmique lisse : Réseau membranaire impliqué notamment dans la synthèse des lipides.
• Appareil de Golgi : Organite qui trie, modifie et expédie les protéines et les lipides.
• Cytosquelette : Réseau de filaments protéiques qui maintient la forme de la cellule et permet ses mouvements.
• Vacuole : Grand compartiment central qui stocke l'eau et maintient la pression cellulaire.
• Lysosome : Organite vésiculaire contenant des enzymes digestives qui recyclent les déchets cellulaires.
• Centrosome : Centre organisateur des microtubules, notamment du fuseau mitotique impliqué dans la division cellulaire.

📝 Points essentiels

• La cellule végétale possède une paroi cellulosique externe rigide, une membrane plasmique située sous la paroi, des plasmodesmes et des plastes comme les chloroplastes.

💡 Astuce mémo

Une cellule comme une ville : noyau-centre de commande, mitochondries-centrales, Golgi-centre de tri

📖 5. Organisation procaryote et eucaryote

★ À maîtriser

• Les cellules procaryotes mesurent environ 1 à 10 micromètres, tandis que les cellules eucaryotes mesurent environ 10 à 100 micromètres.

• La cellule procaryote possède généralement un nucléoïde sans enveloppe contenant un chromosome circulaire, tandis que la cellule eucaryote possède plusieurs chromosomes linéaires protégés dans un noyau.

• Chez les procaryotes, la synthèse des ARN se déroule dans le cytoplasme, tandis que chez les eucaryotes l'ADN est dans le noyau et l'ARN messager y est synthétisé.

• Les cellules procaryotes se divisent par division simple, tandis que les cellules eucaryotes se divisent par mitose ou méiose.

Compléments

📌 Les cellules procaryotes ont une structure cytoplasmique peu organisée et des ribosomes 23S, 16S et 5S, tandis que les cellules eucaryotes ont une structure complexe et des ribosomes différents.

📌 Le métabolisme procaryote peut être anaérobie ou aérobie, tandis que le métabolisme eucaryote est présenté comme aérobie uniquement.

• Les bactéries et les mitochondries ont à peu près la même taille, et une hypothèse suggère que les mitochondries sont d'anciennes bactéries.

💡 Astuce mémo

Procaryote sans noyau et simple, eucaryote avec noyau et organites

📖 6. Membrane plasmique et glycocalyx

🔑 Notions clés & Définitions

• Membrane plasmique : Reçoit des messages extérieurs comme les hormones et les facteurs de croissance, transmet des informations et filtre les échanges entre l'intérieur et l'extérieur.
• Mosaïque fluide : Composition mobile de la membrane plasmique et mouvements possibles de ses constituants, comme les bascules, flexions et rotations des phospholipides.
• Glycocalyx : Manteau de sucres formé de glycoprotéines et de glycolipides à la surface externe de la membrane plasmique, qui participe à la rétention de l'eau, à la reconnaissance, à l'adhésion et à la captation de molécules.

★ À maîtriser

• La membrane plasmique contient environ 50 % de protéines, 45 % de lipides dont 17 % de cholestérol et 5 % de glucides.

• Le cholestérol est le principal stéroïde de la membrane plasmique des cellules animales et limite les mouvements membranaires tout en empêchant la solidification de la membrane.

Compléments

📌 Les protéines extrinsèques sont posées sur la membrane ou reliées aux filaments du cytosquelette, tandis que les protéines intrinsèques sont reliées physiquement à la membrane plasmique par un groupement GPI.

📌 Le microscope électronique en transmission produit des images en deux dimensions et le microscope électronique à balayage produit des images en trois dimensions.

💡 Astuce mémo

Une frontière souple : lipides en double couche, protéines-portes et glycocalyx-manteau sucré

📖 7. Noyau et organisation de l'ADN

🔑 Notions clés & Définitions

• Noyau : Organite qui stocke et protège l'information génétique et intervient dans la réplication de l'ADN, l'expression des gènes et le contrôle de cette expression.
• Enveloppe nucléaire : Double membrane qui entoure et protège le noyau et contient des pores nucléaires permettant les échanges avec le cytoplasme.
• Nucléole : Région dense du noyau où sont fabriqués les composants des ribosomes.
• Lamina nucléaire : Réseau de protéines tapissant la face interne de l'enveloppe nucléaire et participant au soutien de la membrane nucléaire et à l'organisation de la chromatine.

★ À maîtriser

📌 L'euchromatine est une forme relâchée de l'ADN qui permet l'expression des gènes, tandis que l'hétérochromatine est condensée notamment autour de la lamina et du nucléole.

Compléments

• Pendant la prophase, les chromatides sont reliées par le centromère et l'ADN est fortement enroulé.

💡 Astuce mémo

Euchromatine relâchée et exprimée, hétérochromatine condensée et peu exprimée

📊 Tableaux de synthèse

Procaryotes et eucaryotes