Fiche de révision : La cellule eucaryote

📋 Plan du Cours

1. Composition et diversité cellulaire
2. Noyau et information génétique
3. Ribosomes et synthèse protéique
4. Réseau endomembranaire
5. Membrane et transports cellulaires
6. Mitochondries et énergie
7. Cytosquelette et organisation

📖 1. Composition et diversité cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Cytoplasme : Partie située entre la membrane plasmique et le noyau, composée du cytosol et des organites.
• Cytosol : Le cytosol contient environ 85 % d’eau ainsi que des glucides, des lipides, des protéines et de l’ARN.

★ À maîtriser

• Les principaux organites sont:
  • le noyau
  • les ribosomes
  • le réticulum endoplasmique
  • l’appareil de Golgi
  • les lysosomes
  • les mitochondries

📌 La cellule végétale possède les organites communs et, en plus, des plastes dont les chloroplastes réalisent la photosynthèse, une grande vacuole centrale et une épaisse paroi cellulaire autour de la membrane.

📌 La forme et l’agencement d’une cellule avec ses voisines reflètent sa fonction, comme les cellules adipeuses sphériques qui stockent l’énergie, les globules rouges discoïdes qui transportent l’oxygène et les neurones ramifiés qui transportent l’information.

Compléments

• Le corps humain comporte 50 à 60 millions de millions de cellules et environ 200 types cellulaires aux propriétés morphologiques et fonctionnelles différentes.

💡 Astuce mémo

Cellule végétale avec paroi, plastes et vacuole, cellule animale sans ces organites spécifiques

📖 2. Noyau et information génétique

🔑 Notions clés & Définitions

• Membrane nucléaire : Double membrane percée de milliers de pores nucléaires et en continuité avec le réticulum endoplasmique granuleux.

• Chromatine : La chromatine est constituée d’ADN associé à des protéines histones ; l’ADN s’enroule autour des histones en nucléosomes puis se compacte.
• Nucléole : Le nucléole contient de l’ARN ribosomal, des protéines et de l’ADN, et assemble l’ARN ribosomal et les protéines pour former les ribosomes.

★ À maîtriser

• 🔄 Lors de la mitose, la chromatine:
  1. s’enroule
  2. se condense
  3. devient des chromosomes

• Le noyau assure la réplication de l’ADN avant la division cellulaire et la transcription de l’ADN en ARN.

Compléments

• Le noyau a un diamètre d’environ 5 μm, son nombre varie selon les cellules et sa forme s’adapte à celle de la cellule.

💡 Astuce mémo

ADN → chromatine → chromosomes ; ADN → ARN

📖 3. Ribosomes et synthèse protéique

🔑 Notions clés & Définitions

• Ribosome : Le ribosome est constitué d’ARN ribosomal et d’environ une cinquantaine de protéines organisés en deux sous-unités inégales, et il synthétise la structure primaire des protéines.

★ À maîtriser

• Le ribosome lit l’ARN messager provenant du noyau et assemble une chaîne d’acides aminés appelée polypeptide.

Compléments

• Les ribosomes mesurent entre 150 Å et 200 Å, sont libres dans le cytoplasme ou fixés au réticulum endoplasmique, et peuvent former des polysomes.

💡 Astuce mémo

Nucléole → ribosome → ARNm lu → polypeptide

📖 4. Réseau endomembranaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Appareil de Golgi : L’appareil de Golgi est formé d’empilements de sacs aplatis appelés saccules, organisés en dictyosomes, avec une face cis tournée vers le réticulum endoplasmique et une face trans tournée vers la sortie.
• Lysosome : Le lysosome est un sac membranaire issu de l’appareil de Golgi et contenant plus de 40 enzymes hydrolytiques qui assurent la digestion intracellulaire.

★ À maîtriser

📌 Le réticulum endoplasmique granuleux porte des ribosomes et synthétise les protéines à sécréter, tandis que le réticulum endoplasmique lisse n’en porte pas et synthétise des lipides, détoxifie et stocke des ions.

• Les membranes du réseau endomembranaire communiquent par échange de portions membranaires sous forme de vésicules ou par continuité directe entre membranes.

• L’appareil de Golgi fabrique certains polysaccharides, mature les protéines par glycosylation, les stocke, les trie et les expédie vers l’intérieur ou l’extérieur de la cellule.

Compléments

• Le réticulum endoplasmique est un réseau de tubules et de sacs membranaires appelés citernes, formant un labyrinthe rempli de liquide.

💡 Astuce mémo

REG → vésicule → Golgi cis → Golgi trans → destination

📖 5. Membrane et transports cellulaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Membrane plasmique : Enveloppe la cellule, maintient un milieu clos et contrôlé et permet des échanges sélectifs avec l’extérieur.

• Mosaïque fluide : Singer et Nicolson, 1972 — Le modèle de la mosaïque fluide décrit une bicouche de phospholipides contenant des protéines insérées et dispersées, dont les lipides et les protéines se déplacent latéralement ; sa fluidité varie avec la température.

★ À maîtriser

• La membrane plasmique mesure environ 9 nm d’épaisseur et contient 55 % de protéines, 35 % de lipides et 10 % de glucides.

📌 La diffusion simple et la diffusion facilitée sont des transports passifs suivant le gradient de concentration, tandis que le transport actif utilise une protéine et de l’ATP.

• L’exocytose fait sortir les macromolécules par fusion de vésicules avec la membrane, tandis que l’endocytose les fait entrer par invagination membranaire.

Compléments

📌 La pinocytose forme une vésicule contenant du liquide, l’endocytose par récepteur interposé reconnaît spécifiquement des ligands grâce à des récepteurs et la phagocytose englobe de grosses particules de 1 à 2 μm par des pseudopodes.

💡 Astuce mémo

Transport passif selon le gradient, transport actif contre le gradient avec ATP

📖 6. Mitochondries et énergie

🔑 Notions clés & Définitions

• Mitochondrie : Organite à deux membranes, dont la membrane interne forme des crêtes, qui fournit principalement l’énergie cellulaire sous forme d’ATP.

📝 Points essentiels

• Les mitochondries contiennent des enzymes, des ribosomes et un ADN mitochondrial codant une partie de leurs protéines ; leur nombre, de quelques-unes à des centaines ou milliers, dépend de l’activité métabolique.

📐 Formule — La respiration cellulaire aérobie transforme les composés organiques et le dioxygène en énergie sous forme d’ATP, en produisant du CO₂ et de l’eau : $\text{Glucose} + 6\,\text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} + 38\,\text{ATP} + \text{chaleur}$.

• 🔄 La respiration cellulaire suit trois étapes:
  1. la glycolyse dans le cytosol
  2. le cycle de Krebs dans la matrice mitochondriale
  3. la chaîne respiratoire dans les crêtes mitochondriales

💡 Astuce mémo

Glycolyse → Krebs → chaîne respiratoire

📖 7. Cytosquelette et organisation

🔑 Notions clés & Définitions

• Cytosquelette : Réseau de fibres parcourant le cytoplasme qui soutient la cellule, conserve sa forme, permet ses mouvements, dirige la circulation des organites et les ancre.

★ À maîtriser

• Les microtubules sont des tubes de tubuline qui rayonnent autour du centrosome, guident les organites grâce à la kinésine et participent à la séparation des chromosomes.

• Les microfilaments d’actine, constitués de deux brins entortillés, soutiennent la cellule, permettent l’élongation et la rétraction des pseudopodes et forment un sillon de division par contraction à l’équateur cellulaire.

• 🔄 La voie d’exportation suit la séquence:
  1. ADN nucléaire → ARNm
  2. ARNm → ribosome
  3. ribosome → protéine
  4. REG → Golgi
  5. Golgi → membrane ou lysosome

Compléments

📌 Les microtubules mesurent 25 nm de diamètre, les filaments intermédiaires 8 à 12 nm et les microfilaments 7 nm.

• Les filaments intermédiaires assurent le soutien, le maintien de la forme et l’ancrage des organites, avec une composition variable selon la cellule, comme les neurofilaments des neurones et la GFAP des astrocytes.

💡 Astuce mémo

MT–FI–MA : microtubules, filaments intermédiaires, microfilaments

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des transports membranaires