Fiche de révision : La cellule et ses constituants

Plan du Cours

  1. Origine et types cellulaires
  2. Organisation et rôle de la cellule
  3. Noyau et information génétique
  4. Cytoplasme et cytosol
  5. Cytosquelette et ribosomes
  6. Réticulum endoplasmique et Golgi
  7. Lysosomes et peroxysomes
  8. Mitochondries et production énergétique
  9. Membrane plasmique
  10. Jonctions et maladies bulleuses
  11. Classification des épithéliums
  12. Organisation de l’épiderme
  13. Épithéliums glandulaires et sécrétions
  14. Organisation du tissu nerveux
  15. Tissus conjonctifs et classification

1. Origine et types cellulaires

Notions clés & Définitions

  • Cellule procaryote : Cellule sans noyau, dont le matériel génétique est directement en contact avec le cytoplasme, comme chez les bactéries.
  • Cellule eucaryote : Cellule qui possède un noyau séparé du cytoplasme par une double membrane, comme chez l’être humain.

★ À maîtriser

📌 Les cellules procaryotes mesurent 1 à 2 μm, ont une organisation simple, un matériel génétique dans le cytoplasme et aucun organite sauf les ribosomes, tandis que les cellules eucaryotes mesurent généralement 10 à 100 μm, ont une organisation complexe, un noyau et de nombreux organites.

Compléments

  • La vie est apparue sur Terre il y a 3,5 milliards d’années, avec des organismes unicellulaires de type procaryote.

  • Les premiers organismes eucaryotes sont apparus il y a 1,85 milliards d’années.

  • La classification présentée distingue cinq règnes :

    • les bactéries
    • les protistes
    • les champignons
    • les végétaux
    • les animaux
  • Certaines cellules eucaryotes sont anucléées, comme les globules rouges, tandis que d’autres sont polynucléées, comme les cellules musculaires.

  • Un virus n’est pas une cellule procaryote : il contient du matériel génétique, mais nécessite une cellule vivante pour se multiplier.

Astuce mémo

Procaryote sans noyau, eucaryote avec noyau

2. Organisation et rôle de la cellule

Notions clés & Définitions

  • Cellule : Le plus petit élément et l’unité de base d’un organisme vivant, qui réunit les conditions nécessaires aux réactions chimiques du métabolisme.
  • Unité fonctionnelle du vivant : La cellule est l’unité fonctionnelle du vivant : système ouvert où circulent matières, énergie et informations entre les compartiments intracellulaire et extracellulaire, elle permet le métabolisme, la croissance, la reproduction et le mouvement.
  • Métabolisme : L’ensemble des réactions chimiques qui ont lieu dans les cellules, comprenant la synthèse, appelée anabolisme, et la dégradation, appelée catabolisme.

★ À maîtriser

  • Le corps humain est un organisme pluricellulaire composé de 10¹⁴ cellules, organisées en tissus puis en organes, dont les cellules sont différentes mais étroitement interdépendantes.

Compléments

📌 Les organismes unicellulaires, comme les bactéries et les levures, sont constitués d’une cellule, tandis que les organismes pluricellulaires, comme les animaux et les végétaux, en comportent plusieurs.

  • Le corps humain comporte 200 types différents de cellules.

  • Des perturbations de l’organisation et des fonctions cellulaires peuvent conduire à des pathologies, dont l’étude permet de définir de nouvelles cibles thérapeutiques.

  • L’énergie est produite par oxydation de molécules organiques au cours du catabolisme énergétique.

📌 Les cellules hétérotrophes obtiennent leurs molécules du milieu extracellulaire, tandis que les cellules autotrophes les synthétisent directement dans la cellule.

3. Noyau et information génétique

Notions clés & Définitions

  • Noyau : Le plus gros organite des cellules animales, qui contient l’ADN entouré d’une enveloppe nucléaire à double membrane.
  • Génome : La totalité de l’ADN composant un organisme.

★ À maîtriser

  • Les protéines assurent des fonctions et constituent des structures, les acides nucléiques portent l’information génétique et les phospholipides sont des éléments structuraux de toutes les membranes.

  • L’ADN est le support de l’information génétique sous forme de code permettant la synthèse des protéines, et se présente sous la forme d’une double hélice associée à des histones pour former la chromatine.

📌 L’euchromatine est une zone décondensée et claire dont l’ADN est utilisé par la cellule, tandis que l’hétérochromatine est condensée et sombre, et son ADN n’est pas utilisé par la cellule.

Compléments

  • Les pores de l’enveloppe nucléaire permettent les échanges entre le nucléoplasme et le cytosol, et la membrane nucléaire externe est souvent continue avec le réticulum endoplasmique.

  • Le nucléole est une zone plus dense du noyau où a lieu la transcription des ARN ribosomiques.

  • La chromatine est répartie en chromosomes dont le nombre est identique dans chaque cellule d’une même espèce, mais varie d’une espèce à l’autre.

  • L’être humain possède 46 chromosomes, répartis en 22 paires d’autosomes et une paire de gonosomes.

Astuce mémo

ADN → chromatine → chromosomes

4. Cytoplasme et cytosol

Notions clés & Définitions

  • Cytoplasme : Le contenu de la cellule à l’exclusion du noyau ; il comprend le cytosol, le cytosquelette et les organites.
  • Cytosol : Un milieu aqueux contenant de nombreuses molécules, mais excluant les organites, où ont lieu de nombreuses réactions métaboliques.
  • Cytosquelette : Le cytosquelette est un réseau complexe de protéines fibreuses assemblées, dont les microtubules sont des polymères de tubuline de 20 nm de diamètre.

Points essentiels

  • Les fonctions attribuées au cytosol comprennent :
    • la synthèse des protéines
    • la production d’énergie
    • le stockage des vésicules de sécrétion
    • l’excrétion des déchets

5. Cytosquelette et ribosomes

★ À maîtriser

  • Le cytosquelette comprend trois types de filaments :

    • des microtubules constitués de tubuline, de diamètre 20 nm
    • des microfilaments d’actine, de diamètre 7 nm
    • des filaments intermédiaires, de diamètre 10 nm
  • Le cytosquelette intervient notamment dans :

    • la solidité et la rigidité de la cellule
    • la circulation des organites
    • la motilité cellulaire
    • la division cellulaire
  • Les ribosomes sont constitués de protéines et d’ARN et synthétisent des protéines sur commande de l’ARN.

Compléments

  • Les ribosomes se trouvent libres dans le cytosol ou attachés au réticulum endoplasmique rugueux.

6. Réticulum endoplasmique et Golgi

Notions clés & Définitions

  • Réticulum endoplasmique : Réseau étendu de sacs fermés et aplatis, délimités par des membranes et subdivisé en réticulum endoplasmique rugueux et réticulum endoplasmique lisse.

★ À maîtriser

  • Le réticulum endoplasmique rugueux porte des ribosomes sur sa face cytosolique et synthétise certaines protéines membranaires et des organites ainsi que presque toutes les protéines sécrétées.

  • Le réticulum endoplasmique lisse est dépourvu de ribosomes et synthétise des phospholipides et des acides gras.

Compléments

  • Les protéines quittent le réticulum endoplasmique dans des vésicules de transport qui rejoignent l’appareil de Golgi.

  • L’appareil de Golgi réceptionne les vésicules produites par le réticulum endoplasmique, modifie et mature les protéines, puis les trie et les adresse vers leur destination finale sous forme de vésicules.

7. Lysosomes et peroxysomes

Notions clés & Définitions

  • Lysosome : Organite de recyclage cellulaire, présent uniquement dans les cellules animales, qui dégrade les débris cellulaires et les matériaux étrangers importés par phagocytose.
  • Peroxysome : Vésicule riche en enzymes de type peroxydase qui interviennent dans la détoxification de nombreux déchets cellulaires.

Points essentiels

  • Les enzymes lysosomales dégradent les polymères en monomères, notamment les protéases qui dégradent les protéines et les nucléases qui dégradent l’ADN et l’ARN.

  • Les petites molécules issues de la dégradation lysosomale sont réutilisées par la cellule.

Astuce mémo

Le lysosome recycle par dégradation ; le peroxysome détoxifie.

8. Mitochondries et production énergétique

Notions clés & Définitions

  • Mitochondrie : Organite de production énergétique qui fournit à la cellule de l’énergie sous forme d’ATP.

★ À maîtriser

  • Les mitochondries produisent 90 % de l’énergie nécessaire aux cellules.

Compléments

  • La mitochondrie possède une membrane externe et une membrane interne formant des crêtes ; la membrane interne sépare la matrice de l’espace intermembranaire.

  • La matrice mitochondriale est riche en enzymes qui permettent des réactions cataboliques, notamment l’oxydation des acides gras et le cycle de Krebs.

  • Après sa production, l’ATP est exporté de la mitochondrie et utilisé pour les réactions cellulaires nécessitant de l’énergie, notamment la synthèse, le transport et le travail mécanique.

Astuce mémo

Une centrale à double enveloppe, dont les crêtes internes plissent la membrane autour de la matrice.

9. Membrane plasmique

★ À maîtriser

  • La membrane plasmique est composée de 50 % de lipides et de 40 % de protéines.
  • Les lipides membranaires comprennent le cholestérol et les phospholipides amphiphiles, organisés en bicouche avec les têtes hydrophiles orientées vers les faces de la membrane et les queues hydrophobes vers son intérieur.

  • La membrane plasmique sépare le milieu intracellulaire du milieu extracellulaire et contrôle les entrées et les sorties de la cellule grâce à des protéines de transport.

  • La polarité des cellules épithéliales est à la fois morphologique et fonctionnelle.

  • Le pôle apical porte des constituants membranaires liés à la fonction cellulaire, notamment la sécrétion ou l’absorption, et peut développer des cils ou des microvillosités.

📌 Les cellules épithéliales sont innervées mais non vascularisées et dépendent donc des apports en métabolites des compartiments qu’elles séparent, notamment de la lumière et du tissu conjonctif sous-jacent.

Compléments

  • Les protéines membranaires sont diverses, enchâssées dans la bicouche lipidique et peuvent circuler librement dans la membrane.

  • Les protéines membranaires remplissent plusieurs rôles : le transport, l’activité enzymatique, la réception de messagers, l’adhérence intercellulaire, la reconnaissance intercellulaire, la fixation au cytosquelette ou à la matrice extracellulaire

  • La membrane plasmique participe à la cohésion des tissus par les protéines CAM, associées aux interactions entre cellules, et les protéines SAM, associées aux interactions avec la lame basale.

  • La membrane plasmique sert de support moléculaire aux activités enzymatiques, au métabolisme énergétique et au transfert d’informations.

  • Le pôle basal soutient la cellule et forme une barrière vis-à-vis des éléments du stroma sous-jacent.

Astuce mémo

Pôle apical vers la lumière, pôle basal vers le stroma

10. Jonctions et maladies bulleuses

★ À maîtriser

  • Les jonctions intercellulaires renforcent la cohésion de l’épithélium et permettent la communication entre les cellules.

  • Les jonctions serrées, ou zonula occludens, scellent les cellules et créent une barrière étanche.

  • Les jonctions adhérentes, ou zonula adhaerens, relient les réseaux d’actine de deux cellules, dépendent du calcium et participent à la signalisation cellulaire.

  • Les desmosomes relient les filaments intermédiaires de deux cellules et dépendent du calcium.

  • Les hémidesmosomes, situés au niveau de la membrane basale, ancrent les filaments intermédiaires de la cellule à la matrice basale et ont une structure asymétrique analogue, mais une composition différente, à celle des desmosomes.

📌 Dans le pemphigus, les bulles se forment entre les cellules, tandis que dans les pemphigoïdes bulleuses, elles se forment entre les cellules et la lame basale.

Compléments

📌 Les jonctions communicantes ne participent pas à l’adhésion et permettent le passage sélectif de petites molécules hydrosolubles ou d’ions entre deux cellules.

  • Dans les pemphigus et les pemphigoïdes bulleuses, des auto-anticorps contre des constituants de l’adhérence provoquent des décollements cellulaires et l’infiltration de liquides biologiques, formant des vésicules ou des bulles.

Astuce mémo

Desmosome cellule-cellule, hémidesmosome cellule-lame basale

11. Classification des épithéliums

★ À maîtriser

  • Les épithéliums de revêtement sont classés selon la morphologie des cellules, le nombre de couches et la présence de structures différenciées au pôle apical.

📌 Les cellules pavimenteuses sont larges et aplaties, les cellules cubiques sont aussi hautes que larges, et les cellules cylindriques ou prismatiques sont hautes et étroites.

📌 Un épithélium simple comporte une seule couche dont toutes les cellules touchent la membrane basale et favorise la diffusion sélective, l’absorption et la sécrétion, tandis qu’un épithélium stratifié comporte plusieurs couches dont seule la couche profonde touche la membrane basale et assure surtout la protection.

  • Dans un épithélium pseudostratifié, toutes les cellules touchent la membrane basale, mais toutes n’atteignent pas la surface externe.

📌 Une séreuse tapisse une cavité fermée et comporte deux feuillets qui glissent l’un sur l’autre, tandis qu’une muqueuse tapisse une cavité ouverte sur l’extérieur et protège contre les pathogènes.

Compléments

📌 Les cellules pavimenteuses sont associées à la protection et à la délimitation, tandis que les cellules cubiques ou cylindriques sont associées à l’absorption et à la sécrétion.

  • L’épithélium de transition, ou urothélium, tapisse le tractus urinaire et son aspect varie avec le remplissage de la vessie : plus elle est pleine, moins l’épithélium comporte de couches apparentes et plus les cellules de surface sont aplaties ; plus elle est vide, plus les cellules de surface sont bombées.

  • Les épithéliums pavimenteux simples se trouvent dans l’endothélium et le mésothélium, tandis que les pavimenteux stratifiés se trouvent dans la bouche, le pharynx, l’œsophage, le vagin, l’anus et l’épiderme.

  • Les épithéliums cubiques simples se trouvent dans les canaux glandulaires et dans le rein, au niveau du tube proximal contourné, tandis que les épithéliums cubiques stratifiés se trouvent notamment dans les canaux des glandes sudoripares.

  • Les épithéliums prismatiques simples se trouvent dans l’intestin grêle et les trompes de Fallope, et les épithéliums prismatiques pseudostratifiés dans les voies respiratoires supérieures.

  • Les épithéliums de revêtement tapissent l’extérieur du corps et l’intérieur des cavités naturelles ouvertes ou fermées, où ils assurent une fonction de protection et d’interface avec le milieu extérieur.

  • L’endothélium recouvre la paroi des vaisseaux et l’endocarde tapisse le cœur.

12. Organisation de l’épiderme

Notions clés & Définitions

  • Épiderme : Épithélium de revêtement pavimenteux stratifié et kératinisé, séparé du derme par la lame basale et composé de quatre couches cellulaires.

Points essentiels

  • La couche cornée de l’épiderme est composée de cellules mortes dépourvues de noyau et remplies de kératine.

  • La couche granuleuse contient des cellules qui produisent la kératine et ne se divisent plus.

  • La couche épineuse est constituée de kératinocytes polygonaux en division reliés par de nombreux desmosomes.

  • La couche basale est une monocouche de cellules souches en prolifération ancrées sur la lame basale, où se trouvent également les mélanocytes.

Astuce mémo

De la lame basale vers la surface : basale, épineuse, granuleuse, cornée

13. Épithéliums glandulaires et sécrétions

Notions clés & Définitions

  • Épithélium glandulaire : Regroupement de cellules épithéliales ou cellules épithéliales spécialisées isolées qui produisent des sécrétions, contrairement aux épithéliums de revêtement.
  • Sécrétion : Mélange liquide de substances de nature variée, différent du sang et des liquides intercellulaires.

★ À maîtriser

📌 Les glandes endocrines sécrètent des hormones dans le sang, les glandes exocrines libèrent leur produit à la surface de la peau ou des muqueuses par un canal sécréteur, et les glandes amphicrines ont une activité endocrine et exocrine.

  • La sécrétion mérocrine libère les produits accumulés dans des vésicules par exocytose, sans perte de cytoplasme.

  • Le pancréas est une glande amphicrine : les îlots de Langerhans sécrètent l’insuline et le glucagon, tandis que les acini produisent le suc pancréatique.

Compléments

  • La sécrétion apocrine accumule généralement des produits lipidiques au pôle apical, puis les expulse avec une partie du cytoplasme et de la membrane plasmique.

  • La sécrétion holocrine expulse les produits de sécrétion en même temps que la cellule est éliminée.

  • Les glandes exocrines se classent selon la structure de leur conduit excréteur, la structure de leur parenchyme sécrétoire et leur modalité de sécrétion.

14. Organisation du tissu nerveux

★ À maîtriser

  • Le tissu nerveux comprend deux types cellulaires : les neurones et les cellules gliales, qui forment la névroglie.

  • Le système nerveux central comprend le cerveau et la moelle épinière, tandis que le système nerveux périphérique comprend les nerfs et les ganglions.

  • Un neurone est composé d’un corps cellulaire, ou soma, et de prolongements appelés dendrites et axone.

  • 🔄 Le trajet de l’influx nerveux suit ces étapes :

    1. Les dendrites réceptionnent l’information et la conduisent vers le corps cellulaire.
    2. L’influx nerveux se propage du corps cellulaire le long de l’axone.
    3. L’influx atteint les synapses au bout de l’axone.

Compléments

  • L’axone est unique, de diamètre constant et de longueur variable, tandis que les dendrites sont multiples, courtes et non myélinisées; la gaine de myéline de l’axone facilite la propagation de l’influx nerveux.

  • Les neurones unipolaires possèdent un prolongement, les neurones bipolaires deux prolongements de part et d’autre du soma, et les neurones multipolaires un axone et de multiples dendrites.

  • Dans le système nerveux central, les corps cellulaires forment la substance grise et les axones myélinisés forment la substance blanche.

  • Dans le système nerveux périphérique, les axones sont regroupés en faisceaux, eux-mêmes regroupés en nerfs ; chaque fibre nerveuse est entourée d’endonèvre, les faisceaux sont entourés de périnèvre, et le nerf est protégé par l’épinèvre, un tissu conjonctif vascularisé.

  • Les cellules gliales protègent, nourrissent et soutiennent les neurones, synthétisent la myéline et sont dix fois plus nombreuses que les neurones.

  • Les cellules de Schwann se trouvent dans le système nerveux périphérique, tandis que les astrocytes et les oligodendrocytes se trouvent dans le système nerveux central.

Astuce mémo

Dendrites → soma → axone → synapse : l’information suit le trajet du neurone.

15. Tissus conjonctifs et classification

Notions clés & Définitions

  • Tissu mésenchymateux : Constitué de cellules non jointives dispersées dans une matrice extracellulaire composée de substance fondamentale, un gel souple, et d’éléments fibreux.

★ À maîtriser

📌 Le tissu conjonctif comporte des cellules non jointives dispersées dans une matrice extracellulaire, tandis que le tissu épithélial est composé de cellules jointives et hautement organisées.

  • Les tissus conjonctifs comprennent :
    • le tissu osseux
    • le tissu sanguin
    • le tissu adipeux
    • le tissu conjonctif lâche
    • le tissu conjonctif dense solide
    • le tissu conjonctif dense élastique

Compléments

  • Les tissus conjonctifs assurent un rôle de soutien et sont élastiques et résistants; ils sont présents dans de nombreuses parties du corps et peuvent former des tissus structurés comme le tissu osseux.

Astuce mémo

Cellules jointives dans l’épithélium, cellules dispersées dans la matrice du tissu conjonctif.

Teste tes connaissances

Teste tes connaissances sur La cellule et ses constituants avec 50 questions à choix multiples et corrections détaillées.

1. Une cellule bactérienne a son matériel génétique au contact direct du cytoplasme et ne présente pas de noyau. De quel type de cellule s’agit-il ?

2. Dans une cellule observée, le noyau est séparé du cytoplasme par une double membrane. À quel type cellulaire cette organisation correspond-elle ?

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Révisez avec les flashcards

Mémorisez les concepts clés de La cellule et ses constituants avec 103 flashcards interactives.

Qu’est-ce qu’une cellule procaryote ?

Une cellule sans noyau, dont le matériel génétique est directement au contact du cytoplasme.

Qu’est-ce qui sépare le noyau d’une cellule eucaryote du cytoplasme ?

Une double membrane.

Quelle taille caractérise généralement les cellules procaryotes ?

De 1 à 2 μm.

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