Fiche de révision : Fonctionnement cellulaire

📋 Plan du Cours

1. Organisation procaryote et eucaryote
2. Cellules animales et végétales
3. Échelles des structures cellulaires
4. Structure et composition membranaires
5. Réticulum et maturation protéique
6. Trafic vésiculaire intracellulaire

📖 1. Organisation procaryote et eucaryote

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule eucaryote : Possède un noyau délimité par une enveloppe nucléaire contenant l'ADN ainsi que d'autres organites compartimentés par une membrane.

★ À maîtriser

📌 Une cellule procaryote ne possède ni noyau ni organites limités par une membrane, et son information génétique est libre dans le cytoplasme sous forme de nucléoïde.

Compléments

• Les principaux éléments structuraux des cellules procaryotes sont:

  • une paroi cellulaire
  • une capsule parfois présente
  • une membrane plasmique
  • un cytoplasme
  • des ribosomes
  • un mésosome
  • un flagelle

• Une bactérie a une taille moyenne d'environ 2 µm.

💡 Astuce mémo

Procaryote sans noyau, eucaryote avec noyau compartimenté

📖 2. Cellules animales et végétales

★ À maîtriser

• Les principaux éléments communs aux cellules animales et végétales sont: un noyau avec enveloppe nucléaire, pores nucléaires et nucléole, un réticulum endoplasmique rugueux et lisse, un appareil de Golgi, des mitochondries, un cytoplasme, une membrane plasmique, des ribosomes, des peroxysomes, un cytosquelette filamenteux

• Les spécificités de la cellule animale comprennent:

  • des centrioles
  • une matrice extracellulaire
  • un appareil de Golgi immobile
  • des lysosomes
  • des cils

📌 La cellule végétale et la cellule fongique possèdent notamment des chloroplastes, une paroi cellulaire, un appareil de Golgi mobile, des vacuoles ou une grande vacuole, des plasmodesmes et des leucoplastes.

Compléments

• Une cellule buccale humaine mesure environ 40 µm, une cellule chlorophyllienne de feuille environ 150 µm et une levure ou un champignon environ 50 µm.

💡 Astuce mémo

Animal : centrioles et lysosomes ; végétal : chloroplastes et paroi

📖 3. Échelles des structures cellulaires

📝 Points essentiels

• Les principales échelles de taille sont:
  • molécule d'ADN : 20 Å
  • phospholipide : 35 Å
  • membrane : 100 Å
  • ribosome : 200 Å
  • mitochondrie : 15 000 Å
  • bactérie ou noyau : 50 000 Å
  • chloroplaste : 80 000 Å
  • cellule animale : 200 000 Å
  • cellule végétale : 1 000 000 Å
  • enfant : 10¹⁰ Å

💡 Astuce mémo

ADN → membrane → ribosome → organite → cellule

📖 4. Structure et composition membranaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Membrane plasmique : Bicouche phospholipidique d'environ 10 nm d'épaisseur, dont les têtes hydrophiles sont tournées vers les milieux intérieur et extérieur et dont les chaînes hydrophobes sont orientées vers le centre.

★ À maîtriser

• Les membranes contiennent des phospholipides, des glycolipides et du cholestérol, ainsi que des protéines transmembranaires, des protéines canaux ou de transport, des protéines périphériques et des glycoprotéines.

📌 La face externe est riche en phosphatidylcholine à 90 %, en sphingomyéline à 95 % et en glycolipides, tandis que la face cytoplasmique est riche en phosphatidyléthanolamine à 90 %, en phosphatidylsérine à 100 % et en phosphatidylinositol.

Compléments

• Les glucides membranaires sont associés aux lipides sous forme de glycolipides et aux protéines sous forme de glycoprotéines, principalement sur la face extracellulaire.

• Les régions membranaires enrichies en cholestérol et en sphingomyéline sont rigidifiées, tandis que d'autres régions restent fluides.

💡 Astuce mémo

Une bicouche aux têtes hydrophiles vers l’eau et aux queues hydrophobes au centre

📖 5. Réticulum et maturation protéique

★ À maîtriser

📌 Le réticulum endoplasmique est en continuité directe avec l'enveloppe nucléaire et comprend un réticulum endoplasmique rugueux associé à des ribosomes fixes et un réticulum endoplasmique lisse dépourvu de ribosomes.

• 🔄 La maturation d'une protéine vésiculaire suit les étapes suivantes: traduction de l'ARNm par les ribosomes, translocation cotraductionnelle dans un canal membranaire du réticulum, élimination du peptide signal par la signal peptidase, repliement assisté par des protéines chaperonnes, modifications post-traductionnelles

Compléments

• La N-glycosylation est réalisée par des glycosyltransférases sur des résidus d'asparagine, et des ponts disulfure peuvent également se former.

💡 Astuce mémo

Traduction → translocation → clivage → repliement → modifications

📖 6. Trafic vésiculaire intracellulaire

★ À maîtriser

• 🔄 Le parcours antérograde principal est: du réticulum endoplasmique vers le cis-Golgi, d'un saccule de l'appareil de Golgi à l'autre, du réseau trans-golgien vers la membrane plasmique

• Les principaux échanges entre compartiments sont: enveloppe nucléaire → réticulum endoplasmique, appareil de Golgi → vésicules de sécrétion → membrane plasmique, appareil de Golgi → endosome précoce → endosome tardif → lysosome, membrane plasmique → endosomes par endocytose

• Le transport d'un compartiment donneur vers un compartiment accepteur comprend l'initiation et la sélection de la charge, le bourgeonnement, la scission, le déshabillage, le recrutement et l'accostage, l'arrimage, puis la fusion.

📌 L'arrimage repose sur l'interaction spécifique entre les protéines v-SNARE de la vésicule et les protéines t-SNARE de la membrane acceptrice, tandis que la fusion réunit les bicouches lipidiques et libère le contenu.

Compléments

• La sélection de la charge recrute des protéines cargos solubles et transmembranaires ainsi que des v-SNARE, le bourgeonnement dépend des protéines du manteau et des protéines adaptatrices, et la scission libère la vésicule.

• Après le déshabillage, le déplacement de la vésicule est guidé par le cytosquelette et des protéines motrices, puis le recrutement implique des GTPases, des golgines et des facteurs d'accostage.

💡 Astuce mémo

Sélection → bourgeonnement → scission → déshabillage → accostage → arrimage → fusion

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des cellules animales et végétales