Fiche de révision : Organites et communications cellulaires

📋 Plan du Cours

1. Cellule et types cellulaires
2. Membrane plasmique et fonctions
3. Transports à travers la membrane
4. Cytoplasme et cytosquelette
5. Réticulum endoplasmique
6. Ribosomes et appareil de Golgi
7. Lysosomes, mitochondries et vacuoles
8. Noyau et information génétique
9. Communication entre cellules éloignées
10. Messagers et récepteurs
11. Jonctions entre cellules proches

📖 1. Cellule et types cellulaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule : Unité fondamentale, structurale et fonctionnelle des organismes vivants, capable d’assurer le métabolisme, le mouvement, la croissance, la reproduction et la transmission des gènes.

★ À maîtriser

📌 Les cellules eucaryotes possèdent un noyau contenant le matériel génétique, tandis que les cellules procaryotes sont dépourvues de noyau et ont leur matériel génétique libre dans la cellule.

Compléments

• L’organisme humain possède environ trente mille milliards de cellules.

• L’être humain et la levure sont des exemples de cellules eucaryotes, tandis que les bactéries sont des exemples de cellules procaryotes.

💡 Astuce mémo

Eucaryote avec noyau, procaryote sans noyau

📖 2. Membrane plasmique et fonctions

🔑 Notions clés & Définitions

• Phospholipides amphiphiles : Possèdent une tête hydrophile et une queue hydrophobe, ce qui leur permet de former une bicouche phospholipidique.

★ À maîtriser

• La membrane plasmique délimite l’espace intérieur de la cellule, qui contient le cytoplasme et les organites, et le sépare de l’espace extérieur.

• La membrane plasmique est constituée d’une bicouche de phospholipides, auxquels s’ajoutent du cholestérol et des protéines.

• La membrane plasmique protège la cellule, la sépare des autres cellules, contrôle les échanges de nutriments et de déchets, reconnaît des signaux externes par des récepteurs et identifie la cellule grâce à des antigènes spécifiques tels que les protéines HLA et les antigènes des groupes sanguins et du rhésus.

Compléments

• Le cholestérol augmente l’imperméabilité et la rigidité de la membrane plasmique.

📌 Les protéines intrinsèques sont intégrées en partie ou en totalité dans la membrane, tandis que les protéines extrinsèques se trouvent à l’extérieur de celle-ci.

📖 3. Transports à travers la membrane

🔑 Notions clés & Définitions

• Osmose : Diffusion de l’eau vers le milieu le plus concentré en soluté afin de le diluer, jusqu’à un éventuel équilibre des concentrations.

★ À maîtriser

📌 Le transport passif se fait spontanément vers l’équilibre, dans le sens du gradient de concentration et sans apport d’énergie, tandis que le transport actif utilise de l’énergie pour déplacer des substances contre leur gradient.

📌 La diffusion simple fait traverser directement la bicouche lipidique aux petites molécules, souvent liposolubles, tandis que la diffusion facilitée nécessite une protéine transmembranaire et concerne souvent des molécules hydrosolubles.

• Les milieux se distinguent selon leur concentration relative :

  • isotonique : milieux intracellulaire et extracellulaire de même concentration
  • hypotonique : milieu extracellulaire moins concentré que la cellule
  • hypertonique : milieu extracellulaire plus concentré que la cellule

• Le transport actif utilise un transporteur protéique membranaire, souvent appelé pompe, et de l’ATP pour déplacer des substances contre leur gradient de concentration.

Compléments

• En milieu hypotonique, l’eau entre dans la cellule, qui gonfle par turgescence.

• En milieu hypertonique, l’eau sort de la cellule, qui rétrécit par plasmolyse.

• La pompe Na+/K+/ATP expulse des ions Na+ hors de la cellule et fait entrer des ions K+ dans la cellule grâce à l’ATP ; la concentration de Na+ est supérieure à l’extérieur et celle de K+ est supérieure à l’intérieur.

📌 L’endocytose capture des éléments par invagination de la membrane plasmique et les enferme dans des vacuoles, tandis que l’exocytose libère dans le milieu extracellulaire des substances contenues dans des vacuoles par fusion de leur membrane avec la membrane plasmique.

📌 Un uniport transporte une substance dans une direction, un symport transporte deux molécules différentes dans la même direction et un antiport transporte deux molécules différentes dans des directions opposées.

💡 Astuce mémo

Passif suit le gradient ; actif le remonte avec de l’ATP

📖 4. Cytoplasme et cytosquelette

🔑 Notions clés & Définitions

• Cytoplasme : Totalité du matériel cellulaire délimité par la membrane plasmique, à l’exclusion du noyau chez les eucaryotes.
• Cytosquelette : Réseau fibreux de nature protéique qui maintient la forme de la cellule et intervient dans ses mouvements internes, ses déplacements et sa division.

📝 Points essentiels

• Le cytosol est le liquide intracellulaire, constitué en moyenne de 85 % d’eau et de pH neutre, dans lequel baignent les organites et où se déroulent les principales activités cellulaires.

• Le centrosome, situé à proximité du noyau, est constitué de deux centrioles perpendiculaires qui ne se touchent pas.

• Chaque centriole est constitué de 9 triplets de 3 tubules.

• Les centrioles dirigent les chromatides vers les pôles lors de la division cellulaire.

💡 Astuce mémo

Un réseau de filaments forme à la fois le squelette et la musculature de la cellule

📖 5. Réticulum endoplasmique

📝 Points essentiels

• Les réticulums endoplasmiques sont des organites formés de replis qui délimitent des cavités appelées citernes, possèdent une membrane simple intracellulaire et sont en continuité avec la membrane externe du noyau.

📌 Le réticulum endoplasmique granuleux ou rugueux (REG ou RER) porte des ribosomes qui assemblent les acides aminés en protéines selon l’information génétique du noyau, tandis que le réticulum endoplasmique lisse (REL) ne porte pas de ribosomes.

• Le réticulum endoplasmique lisse intervient dans la synthèse des lipides, la détoxification cellulaire par transformation de molécules toxiques en molécules atoxiques et le stockage du calcium.

💡 Astuce mémo

REG avec ribosomes pour les protéines ; REL sans ribosomes pour plusieurs fonctions cellulaires

📖 6. Ribosomes et appareil de Golgi

★ À maîtriser

• Les ribosomes, libres ou associés au réticulum endoplasmique granuleux, synthétisent des protéines à partir des acides aminés en utilisant les instructions de l’ARN.

• L’appareil de Golgi stocke les protéines issues du réticulum endoplasmique granuleux, les mature et contrôle leur qualité avant leur sécrétion.

• Les protéines destinées à être sécrétées sont concentrées dans des vésicules issues des membranes de l’appareil de Golgi, puis libérées dans le milieu extracellulaire par exocytose.

Compléments

• L’appareil de Golgi est formé de sacs aplatis superposés.

📖 7. Lysosomes, mitochondries et vacuoles

🔑 Notions clés & Définitions

• Lysosome : Une vésicule contenant des enzymes hydrolytiques provenant du réticulum endoplasmique ou de l’appareil de Golgi.
• Vacuole : Une cavité sphérique et mobile contenant des substances stockées par la cellule ou des déchets à éliminer.

★ À maîtriser

• Les enzymes lysosomales digèrent les macromolécules inutilisables, notamment les organites détruits ou abîmés et les substances toxiques ; cette dégradation constitue la digestion cellulaire.

• Dans les mitochondries, la dégradation des nutriments en présence d’oxygène constitue la respiration cellulaire et permet de produire de l’ATP, utilisée pour les activités de synthèse et le transport actif.

Compléments

• Les mitochondries sont de petits organites en forme de haricot, dotés d’une double membrane dont la membrane interne forme des crêtes baignant dans la matrice.

• Le nombre de mitochondries d’une cellule dépend de l’intensité de son activité ; les cellules musculaires en possèdent beaucoup.

• Les mitochondries possèdent leur propre ADN, hérité de la mère, et synthétisent environ 10 % de leurs propres protéines grâce à leur ARN ; les autres sont produites par des ribosomes.

💡 Astuce mémo

Respiration avec O₂ → production d’ATP

📖 8. Noyau et information génétique

🔑 Notions clés & Définitions

• Chromatine : Constituée d’ADN décondensé, elle constitue le support génétique de la cellule.

★ À maîtriser

• Le nucléole est constitué d’ARN qui, associé à des protéines, synthétise des ribosomes.

• La membrane nucléaire est une double membrane percée de pores permettant les échanges nucléocytoplasmiques dans les deux sens.

• Le noyau contrôle les réactions chimiques du cytoplasme et stocke les informations nécessaires à la division cellulaire.

Compléments

• Pendant l’interphase, le noyau est visible et limité par l’enveloppe nucléaire ; il contient la chromatine et le nucléole.

• Le nucléoplasme est le liquide dans lequel baignent les éléments contenus dans le noyau.

📖 9. Communication entre cellules éloignées

🔑 Notions clés & Définitions

• Communications intercellulaires : Interactions entre les cellules et avec le milieu extracellulaire.

📝 Points essentiels

📌 L’autocrinie correspond à l’action d’un messager sur les cellules qui l’ont libéré, la paracrinie à son action sur les cellules voisines et l’endocrinie à son action à distance après transport par le sang.

• La communication à distance comprend la synthèse et la libération d’un messager par la cellule A, sa liaison au récepteur de la cellule B, la transmission du signal, souvent accompagnée de réactions enzymatiques, puis la production d’un ou plusieurs effets biologiques.

💡 Astuce mémo

Messager libéré → récepteur activé → signal transmis → effet biologique

📖 10. Messagers et récepteurs

🔑 Notions clés & Définitions

• Messager informatif : Un messager est informatif lorsqu’il interagit spécifiquement avec une structure présente à la surface d’une cellule cible et y induit des réactions conduisant à des effets biologiques.
• Récepteur : Un récepteur est une structure moléculaire de nature polypeptidique qui interagit avec un messager ; cette interaction modifie le récepteur et induit un effet biologique.
• Transduction du signal : L’ensemble des réactions entre l’activation d’un récepteur membranaire et l’apparition d’un effet cytoplasmique ou nucléaire.

★ À maîtriser

📌 Les hormones sont transportées par le sang depuis une glande jusqu’à l’organe cible, tandis que les médiateurs sont libérés à l’extrémité d’un nerf et transmettent une information à une cellule ou à un muscle.

📌 Les récepteurs canaux modulent l’ouverture d’un canal ionique et produisent une réponse instantanée et brève, les récepteurs liés aux protéines G transmettent le signal à des enzymes, et les récepteurs enzymes activent leur propre activité enzymatique.

Compléments

• Les messagers sont de nature diverse : des dérivés d’acides aminés, comme la noradrénaline et l’adrénaline, des peptides, des facteurs de croissance, des cytokines

• Les cytokines peuvent agir selon trois modes :

  • en mode autocrine sur la population qui les produit
  • en mode paracrine sur les cellules voisines
  • en mode endocrine à distance après transport sanguin

• Les facteurs de croissance agissent en établissant des liens passifs ou en mettant en jeu des réactions de signalisation intracellulaire.

📌 Les récepteurs peuvent être membranaires, associés à des éléments de la membrane cellulaire, ou intranucléaires, lorsque le messager pénètre dans la cellule ; une même cellule comporte généralement plusieurs types de récepteurs.

• Un récepteur membranaire possède une partie extracellulaire de reconnaissance, une partie transmembranaire et une partie intracellulaire.

• Les ions régulés par les récepteurs canaux comprennent :

  • Na⁺
  • K⁺
  • Ca²⁺
  • Cl⁻

• L’activation des récepteurs liés aux protéines G nécessite la présence de GDP, et les protéines G transmettent le signal à des enzymes comme l’adénylcyclase ou la phospholipase C.

📌 Un messager lipophile peut se lier soit à un récepteur cytoplasmique dont le complexe pénètre dans le noyau et interagit indirectement avec l’ADN, soit à un récepteur nucléaire qui interagit directement avec l’ADN.

💡 Astuce mémo

Récepteur membranaire : signal en surface ; récepteur intracellulaire : messager lipophile dans la cellule

📖 11. Jonctions entre cellules proches

🔑 Notions clés & Définitions

• Jonction communicante : Formée de connexines membranaires qui s’associent pour former des canaux intercellulaires traversant les membranes plasmiques des deux cellules.

★ À maîtriser

📌 Les jonctions serrées rendent la jonction étanche grâce à deux membranes accolées et soudées par les protéines claudine et occludine.

• Les jonctions d’ancrage permettent aux cellules de s’accrocher entre elles, notamment pour former les tissus.

Compléments

• Les desmosomes comportent des plaques cytoplasmiques denses portant des cadhérines qui adhèrent entre elles grâce aux ions calcium, ainsi que des filaments intermédiaires assurant la cohésion intracellulaire entre cellules.

• Les jonctions adhérentes relient les cadhérines, par l’intermédiaire de caténines dans le cytoplasme, aux filaments d’actine qui assurent la cohésion entre cellules.

📊 Tableaux de synthèse

Types de jonctions cellulaires