Fiche de révision : Généralités sur la cellule

📋 Plan du Cours

1. Propriétés fondamentales des cellules
2. Origine et évolution cellulaire
3. Théorie endosymbiotique
4. Cellules procaryotes et eucaryotes
5. Organismes unicellulaires et multicellulaires
6. Dimensions des cellules humaines
7. Organisation des cellules animales
8. Différenciation cellulaire

📖 1. Propriétés fondamentales des cellules

🔑 Notions clés & Définitions

• Théorie cellulaire : Affirme que la cellule est l’unité structurale et fonctionnelle commune à tous les êtres vivants et que toute cellule provient de la division d’une cellule antérieure.

★ À maîtriser

📌 Les cellules sont les plus petites unités douées de vie et sont autonomes, contrairement aux virus qui ne sont pas des cellules et ne peuvent pas se reproduire seuls.

• Toutes les cellules possèdent une membrane plasmique formée d’une bicouche de phospholipides, qui agit comme une barrière et assure une perméabilité sélective.

• L’expression génétique transforme l’information de l’ADN en protéine par transcription de l’ADN en ARN messager dans le noyau, puis traduction de l’ARN messager en séquence d’acides aminés dans un ribosome cytoplasmique.

• Le code génétique associe trois bases de l’ADN à un acide aminé, ce qui permet 4³, soit 64 codons, pour coder 20 acides aminés, plusieurs codons pouvant coder le même acide aminé.

• Avant la division cellulaire, la réplication de l’ADN permet de répartir une information génétique identique dans les deux cellules filles.

Compléments

• Les grandes classes chimiques cellulaires sont les protéines, les acides nucléiques et les phospholipides, respectivement impliqués dans les structures et fonctions, l’information génétique et les membranes.

• Chez l’Homme, chaque cellule possède environ 3,2 × 10⁹ paires de bases et 24 000 gènes susceptibles de coder 21 000 protéines et de l’ARN.

• Chez les cellules animales, le glucose est dégradé pour produire de l’ATP, dont l’hydrolyse en ADP fournit rapidement de l’énergie cellulaire.

📖 2. Origine et évolution cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• LUCA : LUCA est une cellule ancestrale unique et hypothétique, procaryote et anaérobie, qui serait apparue il y a 4 milliards d’années et serait l’ancêtre commun des cellules actuelles.

★ À maîtriser

• Les trois domaines cellulaires sont:
  • Eucaryotes
  • Eubactéries
  • Archéobactéries

Compléments

• Les archéobactéries sont des organismes unicellulaires capables de résister à des environnements extrêmes comme une forte salinité, une température élevée ou une forte acidité.

• La séparation entre les eubactéries et les eucaryotes ou archéobactéries s’est produite entre 4 et 3 milliards d’années auparavant, notamment sous l’effet de mutations.

💡 Astuce mémo

LUCA → domaines cellulaires → eucaryotes

📖 3. Théorie endosymbiotique

🔑 Notions clés & Définitions

• Théorie endosymbiotique : Propose que des archéobactéries aient incorporé des eubactéries par endocytose, donnant progressivement naissance à la cellule eucaryote et à ses organites.

★ À maîtriser

• Les mitochondries et les chloroplastes possèdent leur propre ADN et la machinerie nécessaire à la synthèse protéique, et se divisent par scissiparité comme les bactéries ancestrales.

📌 Dans les cellules contemporaines, les mitochondries et les chloroplastes ne sont plus autonomes, car ils dépendent de la cellule hôte et une grande partie de leurs protéines est codée par l’ADN nucléaire.

Compléments

• Les mitochondries seraient apparues il y a environ 2 milliards d’années par endocytose d’une protéobactérie à ATP, tandis que les chloroplastes proviendraient de cyanobactéries endocytées.

💡 Astuce mémo

Endocytose bactérienne → organites eucaryotes

📖 4. Cellules procaryotes et eucaryotes

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule procaryote : Cellule de 1 à 3 μm dont l’ADN se trouve dans un nucléoïde sans enveloppe nucléaire, généralement sous la forme d’un chromosome circulaire unique.

★ À maîtriser

• Les procaryotes comprennent les eubactéries et les archéobactéries et possèdent une membrane plasmique ainsi qu’une paroi de peptidoglycanes.

📌 Les cellules eucaryotes possèdent un noyau entouré d’une enveloppe nucléaire, un ADN linéaire associé à des histones et des organites membranaires spécialisés.

Compléments

• Les caractères communs sont:
  • Une membrane plasmique
  • Un code génétique quasi similaire
  • Certaines voies métaboliques communes
  • Des mécanismes de transcription et de traduction similaires
  • L’utilisation de l’ATP pour le stockage de l’énergie

💡 Astuce mémo

Procaryote sans noyau, eucaryote avec noyau

📖 5. Organismes unicellulaires et multicellulaires

★ À maîtriser

📌 Les animaux et les végétaux sont des organismes multicellulaires, les champignons peuvent être unicellulaires ou multicellulaires, et les protistes sont uniquement unicellulaires.

📌 Les virus ne sont pas des cellules, mesurent environ 100 nm et ne peuvent se reproduire qu’à l’intérieur d’une cellule hôte en détournant sa machinerie cellulaire.

Compléments

• Les protistes peuvent:

  • Reconnaître leur environnement
  • Capturer leur nourriture
  • Expulser leurs déchets
  • Éviter les prédateurs

• L’amibe engloutit une bactérie et se déplace en rampant, tandis que Didinium engloutit une paramécie et se déplace en nageant grâce à un museau muni de dards.

📖 6. Dimensions des cellules humaines

★ À maîtriser

• Le corps humain contient environ 10¹⁴ cellules, réparties en 200 types cellulaires, avec une taille moyenne de 20 μm.

Compléments

📌 Les adipocytes mesurent environ 80 μm, tandis que les érythrocytes mesurent environ 7 μm.

💡 Astuce mémo

Adipocyte 80 μm contre érythrocyte 7 μm

📖 7. Organisation des cellules animales

★ À maîtriser

📌 Le cytosol est le milieu intérieur contenant 85 % d’eau mais dépourvu d’organites, tandis que le cytoplasme correspond au cytosol et aux organites, sans le noyau.

• Le noyau contient l’ADN et permet sa réplication ainsi que la transcription et la maturation de l’ARN messager.

• Les mitochondries convertissent l’énergie en ATP grâce à la respiration et à l’oxygène, tandis que les lysosomes dégradent les molécules et les organites endommagés afin de recycler leurs petites molécules.

Compléments

• Le réticulum endoplasmique et l’appareil de Golgi participent à la synthèse et au transport de nombreuses protéines et de nombreux lipides.

• Le cytosquelette maintient la forme des cellules et intervient dans leurs mouvements cellulaires.

📖 8. Différenciation cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Différenciation cellulaire : Phénomène par lequel des cellules acquièrent une spécialisation adaptée à leurs fonctions, malgré une information génétique presque identique.

★ À maîtriser

• 🔄 La spécialisation repose sur:
  1. L’activation de certains gènes
  2. La transcription de ces gènes
  3. La synthèse des protéines adaptées à la fonction cellulaire

Compléments

📌 Les perturbations de l’organisation ou du fonctionnement des cellules eucaryotes peuvent provoquer des pathologies et constituer des cibles pour de nouveaux traitements.

💡 Astuce mémo

Activation sélective des gènes → spécialisation cellulaire

📊 Tableaux de synthèse

Procaryotes et eucaryotes