Fiche de révision : Chapitre 1

📋 Plan du Cours

1. Définition et composition cellulaire
2. Structures et fonctions cellulaires
3. Conditions de culture cellulaire
4. Cultures primaires et passages
5. Modèles de culture cellulaire
6. Principes des marquages moléculaires
7. Immunomarquage et hybridation
8. Marquages sur cellules vivantes

📖 1. Définition et composition cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule : La plus petite unité vivante, limitée par une membrane qui sépare son intérieur de l’extérieur.

📝 Points essentiels

• Tous les êtres vivants sont constitués de cellules, tandis que les êtres pluricellulaires possèdent plusieurs types de cellules formant des tissus.

• Les quatre principaux composants chimiques d’une cellule sont:

  • le carbone
  • l’hydrogène
  • l’oxygène
  • l’azote

• L’eau représente 70 % de la cellule, tandis que les macromolécules représentent environ 30 %, dont 15 % de protéines, 2 % de lipides, 2 % de sucres et 1 % d’ADN, auxquels s’ajoutent des ions et de petites molécules.

📖 2. Structures et fonctions cellulaires

★ À maîtriser

• La membrane cellulaire sépare l’intérieur de la cellule de l’extérieur, le cytoplasme se trouve à l’intérieur, et le cytosquelette donne sa forme à la cellule.

• Les principaux organites impliqués dans le trafic des molécules sont:

  • l’appareil de Golgi
  • le réticulum endoplasmique lisse
  • le réticulum endoplasmique rugueux
  • les lysosomes
  • les mitochondries
  • les vacuoles

• Les principales fonctions cellulaires sont: la fabrication et la dégradation de molécules, la production d’énergie, les échanges avec l’extérieur, les réponses aux stimuli, la communication cellulaire avec les cellules environnantes, le transport de molécules à l’intérieur de la cellule

Compléments

• En microscopie électronique à balayage, l’hématie est ronde, ce qui facilite son transport dans le sang, tandis qu’en microscopie électronique à transmission l’entérocyte présente un pôle apical bordé de microvillosités qui augmentent l’absorption des nutriments.

💡 Astuce mémo

Organisation cellulaire → fonctions → croissance, division, différenciation, migration et mort

📖 3. Conditions de culture cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Culture cellulaire : Permet le maintien et la multiplication de cellules isolées de leur environnement naturel dans un milieu nutritif artificiel.

★ À maîtriser

• Les cellules utilisées sont placées dans un incubateur à 37 °C, avec 5 % de CO2 et 80 à 85 % d’humidité.

Compléments

• Certaines cellules sont cultivées sur un support en verre ou en polycarbonate et observées au microscope optique inversé.

• Les cellules inutilisées peuvent être congelées dans une cryothèque sans altérer leur potentiel de multiplication ni leur patrimoine génétique.

📖 4. Cultures primaires et passages

🔑 Notions clés & Définitions

• Passage cellulaire : Consiste à décoller les cellules de leur support par traitement enzymatique puis à les repiquer dans une nouvelle boîte de culture.

📝 Points essentiels

• 🔄 La formation d’une culture primaire suit ces étapes: dissociation enzymatique du tissu ou récupération de cellules circulantes, obtention de cellules dissociées, mise en culture des cellules, formation de la culture primaire

• Lorsque les cellules prolifèrent jusqu’à la confluence, elles se touchent et doivent être séparées pour éviter leur mort.

📌 Les cellules issues de tissus normaux meurent après plusieurs passages, tandis que les cellules issues de tissus tumoraux forment des lignées cellulaires capables de se diviser indéfiniment et dites immortelles.

💡 Astuce mémo

Dissocier → ensemencer → proliférer → confluer → décoller → repiquer

📖 5. Modèles de culture cellulaire

★ À maîtriser

• Un explant est obtenu en déposant directement un fragment de tissu dans une boîte de culture et en le laissant croître jusqu’à l’apparition d’une excroissance.

📌 Les cellules dissociées peuvent être cultivées en monocouche bidimensionnelle ou dans des modèles tridimensionnels tels que les sphéroïdes et la culture air-liquide.

• En culture air-liquide, les cellules sont ensemencées jusqu’à la confluence puis placées à l’interface air-liquide afin de produire un épithélium différencié.

Compléments

• Les cultures cellulaires normales ou tumorales, obtenues à partir d’explants ou de cellules dissociées et cultivées en 2D ou en 3D, permettent d’étudier la prolifération, la migration, la différenciation et la mort cellulaire.

💡 Astuce mémo

Explants : excroissance directe ; cellules dissociées : modèles 2D ou 3D

📖 6. Principes des marquages moléculaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Marquages moléculaires : Permettent d’identifier et de localiser des molécules dans des cellules fixées ou vivantes.

★ À maîtriser

📌 L’immunomarquage repose sur l’affinité d’un anticorps pour un antigène, tandis que l’hybridation in situ repose sur la complémentarité entre deux séquences nucléotidiques.

• L’immunomarquage et l’hybridation in situ nécessitent de fixer les cellules pour figer l’état moléculaire au moment de l’exploration.

Compléments

• Les protéines auto-fluorescentes et les protéines marquées permettent de suivre la localisation de protéines dans des cellules vivantes et l’évolution de leur répartition au cours du temps.

💡 Astuce mémo

Cellules fixées : immunomarquage et hybridation ; cellules vivantes : protéines fluorescentes et protéines injectées

📖 7. Immunomarquage et hybridation

🔑 Notions clés & Définitions

• Immunomarquage : Utilise l’affinité spécifique d’un anticorps pour un épitope porté par l’antigène recherché.
• Hybridation in situ : Localise une séquence d’ADN ou d’ARN dans une cellule fixée grâce à son hybridation avec une sonde nucléotidique complémentaire marquée.

★ À maîtriser

• Le fluorochrome Alexa 488 couplé au fragment Fc est excité à 488 nm et émet une fluorescence à 520 nm, observée en microscopie optique à fluorescence.

• Lors d’un immunomarquage intracellulaire, on fixe et perméabilise la cellule, on ajoute les anticorps spécifiques marqués, puis on élimine par lavage les anticorps non liés avant l’observation.

Compléments

• Pour obtenir des anticorps contre une protéine humaine, on injecte plusieurs fois la protéine ou ses antigènes à une autre espèce, puis on récupère le plasma et on purifie les anticorps spécifiques.

💡 Astuce mémo

Fixer → perméabiliser ou dénaturer → marquer → laver ou hybrider → observer

📖 8. Marquages sur cellules vivantes

🔑 Notions clés & Définitions

• Protéine auto-fluorescente : Comme la GFP, peut être exprimée par des cellules vivantes afin de suivre la localisation d’une protéine d’intérêt.
• Protéine marquée : Protéine purifiée couplée chimiquement à un fluorochrome ou à de l’or colloïdal puis micro-injectée dans le cytoplasme ou le noyau d’une cellule vivante.

★ À maîtriser

• 🔄 L’expression d’une protéine auto-fluorescente suit ces étapes: construire un gène chimérique, introduire la construction par transfection ou électroporation, faire synthétiser la protéine chimère par la cellule

Compléments

• La GFP a été utilisée pour la première fois en 1962 et le prix Nobel de chimie correspondant a été attribué en 2008.

📊 Tableaux de synthèse

Méthodes de marquage selon l’état cellulaire