QCM : Réticulum endoplasmique et organites (67 questions)

Explication

Schleiden propose en 1838 une composition cellulaire des tissus végétaux, puis Schwann étend cette idée aux animaux en 1839. Virchow est associé en 1855 au principe selon lequel toute cellule provient d’une cellule préexistante, et non à une origine spontanée.

Explication

Un diamètre de 1 micromètre appartient à l’intervalle bactérien typique de 0,2 à 5 micromètres, alors que 6 micromètres le dépasse. Firmicutes est associé aux bactéries Gram positif et à la fermentation; Actinobacteria comprend notamment Streptomyces, tandis que le microbiote intestinal est associé à Bacteroidetes.

Explication

Les cellules isolées sont individuelles, et les diplocoques sont des paires de coques. Les diplobacilles sont des paires de bacilles, les streptocoques sont des coques alignés en chaîne, et les coques réunis en groupes sont des staphylocoques. Les bacilles alignés côte à côte forment des palissades.

Explication

Une bactérie Gram positif retient le cristal violet, apparaît violette et possède une couche de peptidoglycane de 20 à 80 nm. Le peptidoglycane est formé de NAG et de NAM reliés par des chaînes peptidiques, tandis que la membrane plasmique participe à la production d’énergie. La couche fine située entre deux membranes et l’aspect rose caractérisent les bactéries Gram négatif.

Explication

Les sous-unités 30S et 50S forment le ribosome 70S, où l’ARN messager est traduit en polypeptides. Le chromosome bactérien est généralement un ADN circulaire à double brin, et le cytoplasme permet la diffusion des nutriments et des déchets. La traduction a lieu au niveau des ribosomes; le plasmide est extrachromosomique, contrairement au chromosome principal.

Explication

Les pili peuvent participer à la conjugaison et à l’adhésion; les fimbriae, plus courtes et nombreuses, favorisent plutôt l’adhésion et la formation de biofilms. La capsule peut renforcer l’adhésion et limiter la phagocytose. Les flagelles sont constitués de flagelline et comportent un filament, un crochet et un corps basal.

Explication

Lorsque les conditions s’améliorent, la spore germe et redonne une cellule végétative active, qui peut se diviser. Les plasmides sont extrachromosomiques et peuvent se répliquer indépendamment; les granules de glycogène stockent du glucose utilisable en cas de pénurie. La spore est dormante et résistante, tandis que la cellule végétative croît et se divise.

Explication

L’utilisation de la lumière définit un métabolisme phototrophe, et l’emploi de molécules inorganiques comme donneurs d’électrons définit un métabolisme lithotrophe. La fixation du dioxyde de carbone pour produire des composés organiques caractérise l’autotrophie. Les composés organiques comme donneurs d’électrons caractérisent l’organotrophie, non la lithotrophie.

Explication

L’intégration d’ADN libre est une transformation, tandis que le transfert par bactériophage est une transduction. La fission binaire est une reproduction asexuée donnant deux cellules identiques, et le transfert direct par pilus est une conjugaison. Les bactéries aérobies nécessitent de l’oxygène; les anaérobies peuvent survivre sans oxygène.

Explication

La conjugaison peut transmettre des plasmides portant des caractères comme la résistance, et Staphylococcus aureus est un pathogène d’infections cutanées et systémiques. Certaines souches d’Escherichia coli causent des intoxications alimentaires ; l’intégration d’ADN libre relève de la transformation, et la résistance de Staphylococcus aureus n’en fait pas un probiotique.

Explication

La paroi des archées est dépourvue de peptidoglycane et peut contenir de la pseudomuréine ; leur ADN est circulaire et organisé comme celui des bactéries. Leurs lipides membranaires sont distinctifs, tandis que leurs gènes et processus sont plus proches des eucaryotes ; le peptidoglycane est donc attribué à tort à leur paroi.

Explication

Les archées participent au cycle des nutriments par la fixation de l’azote et la production de méthane, et leur reproduction est principalement asexuée par fission binaire. Elles sont aussi utilisées pour produire du biogaz et fournir des enzymes industrielles ; le méthane contribue donc bien au cycle des nutriments.

Explication

Le ritonavir bloque une protéase virale nécessaire au traitement des protéines, tandis que le maraviroc empêche l’entrée du VIH dans les cellules. L’acyclovir est un analogue nucléosidique qui perturbe la réplication ; les deux autres propositions attribuent à tort à ces médicaments le mécanisme d’une autre classe.

Explication

Le vaccin ROR contient une forme virale affaiblie, tandis que le vaccin contre la polio est inactivé et contient un virus tué. Les résistances font partie des difficultés possibles des traitements antiviraux ; les deux dernières propositions inversent les types de vaccins.

Explication

Le vaccin contre le HPV est un exemple de vaccin sous-unité, constitué de parties virales. Le vaccin à ARN messager fait produire des protéines virales aux cellules ; il ne contient pas directement ces protéines, et le vaccin sous-unité n’est pas un virus entier inactivé.

Explication

La variété 1 possède les types I et II, et deux types différents d’une même variété peuvent conjuguer. La conjugaison est favorisée après environ 300 générations asexuées et se déroule le matin jusqu’à l’après-midi, pas pendant la nuit. La variété 2 possède les types III et IV ; des individus de variétés différentes ne sont pas indiqués comme partenaires compatibles.

Explication

La famine favorise la conjugaison, qui concerne notamment des individus ayant subi environ 300 générations asexuées et devenus sexuellement matures. Les conjuguants sont collants et lents, et la conjugaison a lieu du matin à l’après-midi ; ils sont plus petits, et non plus grands, que les paramécies en reproduction asexuée.

Explication

La conjugaison est déclenchée par une substance protéique présente dans les cils, et le contact des partenaires compatibles s’établit en plusieurs étapes. Le macronoyau se fragmente et est absorbé dans le cytoplasme ; la méiose produisant quatre micronoyaux concerne le micronoyau, non le macronoyau.

Explication

Les étapes postérieures à la séparation des conjuguants aboutissent à huit petites paramécies filles, et la reproduction des animaux dioïques peut être externe ou interne. Un animal monoïque possède les deux types d’organes reproducteurs dans le même individu ; le ver de terre est monoïque, tandis que le cafard est dioïque.

Explication

Dans la bicouche, les têtes hydrophiles sont en contact avec les milieux aqueux et les queues hydrophobes se font face. La phosphatidylcholine est associée à la choline, la sphingomyéline est un sphingophospholipide et les cérébrosides sont des sphingoglycolipides. Ces derniers portent des oses liés au C1 d’un céramide; la phosphatidylsérine est associée à la sérine, et non à l’éthanolamine.

Explication

Le cholestérol est un stérol amphiphile à 27 atomes de carbone et module la fluidité de la membrane selon la température, mais ne forme pas une membrane à lui seul. Les protéines périphériques se fixent à la surface par interaction avec des lipides ou des protéines intégrales. Les protéines transmembranaires traversent la bicouche grâce à leurs segments hydrophobes.

Explication

Les protéines transmembranaires comprennent notamment des canaux ioniques, des transporteurs, des pompes, des récepteurs et des protéines d’adhésion. Le glycocalyx est externe, comprend des glycoprotéines, des protéoglycanes et des glycolipides, et représente 5 à 10 % des constituants membranaires. Les protéines transmembranaires peuvent aussi participer aux échanges; la charge négative du glycocalyx est due à l’acide sialique.

Explication

Les chaînes glucidiques sont extracellulaires, tout comme les ponts disulfures des protéines membranaires, car le cytosol est réducteur. Les chaînes courtes et insaturées augmentent la fluidité. Le feuillet externe est surtout riche en sphingolipides et phosphatidylcholine; l’allongement des chaînes diminue la fluidité.

Explication

Le froid diminue globalement la fluidité; la synthèse d’acides gras insaturés ne compense que partiellement cette baisse. À température élevée, le cholestérol limite les mouvements des phospholipides, tandis qu’à basse température il empêche leur compaction et augmente la fluidité. Les protéines diminuent également la fluidité membranaire.

Explication

Les lipides peuvent tourner sur leur axe, diffuser latéralement et effectuer un flip-flop entre les feuillets. Ce passage transversal requiert des flippases et de l’énergie sous forme d’ATP. Les protéines peuvent se déplacer comme les lipides, mais n’effectuent pas de flip-flop; la diffusion dans le plan d’un même feuillet est latérale, et non transversale.

Explication

Les micelles placent leurs queues au centre, et les liposomes sont des vésicules creuses à bicouche. La diffusion latérale des protéines peut être mise en évidence par Frye et Edidin ou par FRAP ; les liposomes ne sont pas à simple couche et FRAP ne démontre pas un mouvement transversal.

Explication

Le symport déplace les deux substances dans le même sens ; dans le cotransport Na⁺/glucose, le sodium entre selon son gradient et permet l’entrée du glucose contre le sien. L’échangeur Na⁺/Ca²⁺ utilise le gradient sodique pour expulser le calcium, tandis que l’antiport déplace les substances en sens opposés.

Explication

La phagocytose concerne le matériel particulaire et la pinocytose le matériel dissous ou les fluides. L’endocytose médiée par récepteur implique des molécules spécifiques, des récepteurs et un puits tapissé de clathrine ; l’endocytose fait entrer du matériel, alors que l’exocytose le décharge à la surface cellulaire.

Explication

Le noyau eucaryote est limité par deux membranes et contient presque tout le génome nucléaire. Il est arrondi chez les neurones et les hépatocytes, tandis que les fibres musculaires striées sont plurinucléées. Le noyau des adipocytes est périphérique, et l’enveloppe nucléaire possède deux membranes.

Explication

Les quatre constituants du noyau sont l’enveloppe, le nucléole, le nucléoplasme et l’ADN, et l’espace périnucléaire mesure 10 à 15 nm. La membrane externe porte les ribosomes et est en continuité avec le réticulum endoplasmique. La membrane interne est associée à la lamina, laquelle tapisse sa face interne.

Explication

Les pores permettent le transit des ARN messagers, des ribosomes, des ions, de petites molécules et de protéines. Le nucléole n’est pas entouré d’une membrane et disparaît durant la mitose et la méiose. L’ARN polymérase I transcrit les ARNr 18S, 5,8S et 28S ; l’ARNr 5S n’appartient pas à cette série.

Explication

Les cellules somatiques humaines diploïdes ont 46 chromosomes et les gamètes haploïdes en ont 23. La chromatine est la forme interphasique du matériel génétique, composée d’ADN associé à des histones et à des protéines non histones ; l’ADN est associé aux histones par des liaisons électrostatiques. L’hétérochromatine facultative peut être transcrite dans d’autres types cellulaires, tandis que la chromatine n’est pas définie par une association de l’ADN à des lipides.

Explication

L’acétylation de H2, H3 et H4 augmente la distension de l’ADN et facilite l’accès des protéines régulatrices. L’euchromatine forme un collier de perles, tandis que la phosphorylation de H1 favorise la compaction et que H1 contribue au solénoïde de l’hétérochromatine.

Explication

Les télomères sont des régions non codantes à séquences répétées, localisées aux extrémités de chaque chromatide sœur. Le centromère est une partie très condensée où s’associent les chromatides sœurs ; la notation distingue le bras court p du bras long q. Des télomères codants près du centromère ne correspondent pas à leur localisation.

Explication

Les constrictions secondaires peuvent être associées aux nucléoles et participent à la synthèse des ARNr ainsi qu’à la formation des nucléoles. Le satellite est une petite masse d’ADN reliée à certains chromosomes par une constriction secondaire, et non par le centromère.

Explication

L’indice vaut $p/(p+q)=3/(3+7)=0{,}3$. Des bras équivalents caractérisent un chromosome métacentrique, tandis qu’un bras p nettement plus court que q définit un chromosome submétacentrique ; un centromère confondu avec le télomère est télocentrique, et non acrocentrique.

Explication

La SRP reconnaît le peptide signal N-terminal, bloque temporairement la traduction et guide le complexe vers le translocon. La protéine traverse ensuite ce canal pour entrer dans la lumière du REG ; le signal n’est pas C-terminal et l’entrée ne précède pas la reconnaissance par la SRP.

Explication

Dans le REG, la N-glycosylation établit une liaison entre la chaîne oligosaccharidique et l’azote de l’asparagine. L’élagage correspond à l’élimination ou à l’ajustement de sucres déjà ajoutés afin de préparer la protéine à sa destination finale.

Explication

Les chaperonnes du REG contrôlent le repliement, et les protéines mal repliées ou endommagées y sont retenues puis envoyées vers le système de dégradation. Une protéine mal repliée n’est donc pas dirigée vers le Golgi pour y être retenue avant sa dégradation.

Explication

Le REL est un réseau membraneux interconnecté impliqué dans le métabolisme lipidique, la détoxification et le stockage du calcium. Il est particulièrement développé dans les cellules musculaires pour le calcium et dans les glandes endocrines pour la production d’hormones stéroïdiennes.

Explication

Les enzymes du REL, notamment les cytochromes P450, hydroxylent des substances hydrophobes et facilitent ainsi leur élimination en augmentant leur solubilité aqueuse. Le REL participe aussi à la synthèse du cholestérol et de ses dérivés, y compris des hormones stéroïdes.

Explication

Le REL prédomine dans les cellules hépatiques, tandis que le REG prédomine dans les cellules pancréatiques exocrines. Les deux propositions qui inversent ces associations attribuent à chaque tissu le réticulum caractéristique de l’autre.

Explication

Un dictyosome est un empilement de citernes aplaties, généralement au nombre de cinq à huit, parfois davantage. La face cis convexe est liée au REG et produit de petites vésicules de transition; les cellules animales ont généralement un dictyosome, et la face trans est tournée vers la membrane plasmique avec des granules de sécrétion de 40 à 80 nm.

Explication

Les vésicules issues du REG fusionnent avec le saccule cis, puis les protéines progressent vers la région trans par maturation des citernes ou transport vésiculaire : la région d’arrivée indiquée dans la quatrième proposition est donc incorrecte. Les proportions membranaires sont de 30 % de lipides et 70 % de protéines en cis, contre 40 % de lipides en trans, où les protéines glycosylées sont plus abondantes; les vacuoles condensantes emballent et concentrent les protéines destinées à la sécrétion.

Explication

La catalase des peroxysomes élimine le peroxyde d’hydrogène formé au niveau du site oxydant. Les peroxysomes mesurent de 0,3 à 1,5 μm, et leur matrice peut être cristalline ou non. Le peroxyde d’hydrogène concerné n’est pas présenté comme formé dans le lysosome ni dans le cytosol.

Explication

Les mitochondries sont généralement ellipsoïdales, mais des formes sphériques et filamenteuses existent; elles possèdent leur propre génome. Le chondriome correspond à l’ensemble des mitochondries d’une cellule, et non d’un tissu.

Explication

Les cellules hépatiques comptent environ 1 700 mitochondries uniformément réparties, tandis que celles des entérocytes se trouvent aux deux pôles. Les mitochondries sont délimitées par deux membranes séparées par un espace intermembranaire; l’ovule en compte environ 3 000 et la pièce intermédiaire du spermatozoïde environ 24. Dans les cellules des tubes contournés rénaux, elles se regroupent dans la région basale, et non apicale.

Explication

La membrane interne est quasiment imperméable aux ions et aux métabolites hydrosolubles, et ses cardiolipines constituent 18 à 20 % de ses lipides. Les porines externes permettent la diffusion de solutés hydrosolubles de masse inférieure à 5 kDa; la membrane externe contient 40 à 50 % de lipides et 50 à 60 % de protéines. Les deux valeurs proposées pour les cardiolipines et la limite de masse sont donc erronées.

Explication

La membrane interne possède notamment un symport pyruvate/H⁺ et l’ATP synthase qui forme de l’ATP à partir d’ADP et de phosphate inorganique. La β-oxydation matricielle produit de l’acétyl-CoA ainsi que FADH₂ et NADH,H⁺; l’espace intermembranaire mesure 4 à 7 nm et contient notamment du cytochrome C. Le GTP n’est pas le coenzyme réduit produit par la β-oxydation.

Explication

La décarboxylation du pyruvate issu de la glycolyse cytosolique produit de l’acétyl-CoA, libère du CO₂ et génère du NADH₂. Le cycle de Krebs utilise l’acétyl-CoA et produit notamment du CO₂ et du GTP. Chez l’Homme, l’ADN mitochondrial est circulaire, bicaténaire, mesure environ 16 500 paires de bases et n’est pas associé à des histones. La β-oxydation des acides gras produit de l’acétyl-CoA ainsi que les coenzymes réduits FADH₂ et NADH,H⁺.

Explication

Les crêtes sont des invaginations de la membrane interne qui en augmentent la surface; celle-ci dépasse environ trois fois celle de la membrane externe. Leur nombre varie selon la demande en ATP, et des mutations de l’ADN mitochondrial peuvent entraîner de graves anomalies. Les invaginations concernent la membrane interne et la variation du nombre de crêtes est liée à la demande en ATP, non à la quantité d’ADN nucléaire.

Explication

La mitochondrie produit la majeure partie de l’énergie cellulaire par phosphorylation oxydative, un processus aérobie. L’apoptose est une mort induite et programmée ; des stimuli, dont le manque d’oxygène, peuvent entraîner la formation de trous dans la membrane externe et la libération de signaux activant une cascade d’enzymes digestives.

Explication

Le cytochrome C participe à la respiration aérobie dans la mitochondrie et contribue à déclencher l’apoptose après sa libération dans le cytosol. Les corps apoptotiques contiennent des éléments cytoplasmiques et nucléaires, puis sont phagocytés par les cellules voisines ; la mitochondrie participe aussi à la synthèse du cholestérol, d’hormones stéroïdes et de certains phospholipides.

Explication

Le calcium peut être capté, stocké dans la matrice puis libéré dans le cytosol par des canaux de la membrane interne, le PTP et des échangeurs Na⁺/Ca²⁺. La superoxyde dismutase transforme les ions superoxyde en peroxyde d’hydrogène, et non l’inverse ni en dioxyde de carbone.

Explication

La fission contribue à produire de nouvelles mitochondries et les dynamines aident à séparer une mitochondrie en deux. La division et la fusion peuvent être indépendantes de celle de la cellule hôte et sont régulées par des protéines G monomériques ; l’union de deux mitochondries correspond à la fusion, non à la fission.

Explication

La fusion unit deux mitochondries, permet le partage de leur contenu et est facilitée par les mitofusines. Pour une cellule donnée, leur nombre et leur volume relatif restent constants en situation habituelle, mais leur nombre peut augmenter en cas de besoin ; la séparation en deux relève de la fission et des dynamines.

Explication

L’hétéroplasmie associe des ADN mitochondriaux normal et muté, et sa proportion mutée contribue à la sévérité. Les cellules très consommatrices d’oxygène et peu divisantes sont particulièrement concernées ; les ARNt perturbent la synthèse protéique globale, tandis que l’altération d’un complexe spécifique est associée aux ARNm.

Explication

Les maladies dues aux mutations de l’ADN mitochondrial sont rares, avec une fréquence de 1/10 000, et les deux sexes peuvent être touchés. Le génome nucléaire code environ 1 500 protéines à fonction mitochondriale ; les atteintes mitochondriales peuvent concerner plusieurs organes, et certaines mutations nucléaires provoquer une délétion ou déplétion de l’ADN mitochondrial. La transmission mitochondriale est maternelle, non mendélienne par les deux parents.

Explication

Le fragment se forme par association latérale de treize protofilaments, puis le feuillet se replie ; l’allongement se fait par ajout de dimères à l’extrémité plus. L’hydrolyse du GTP en GDP rend la tubuline instable et favorise la dépolymérisation, plus rapide à l’extrémité moins.

Explication

Les microtubules astraux et ceux du fuseau mitotique sont des microtubules labiles libres dans le cytoplasme. Le centrosome comporte une paire de centrioles entourée du centre organisateur de microtubules et se trouve près du noyau et de l’appareil de Golgi, non de la membrane plasmique.

Explication

L’axonème forme le squelette interne central et moteur des cils et des flagelles des cellules eucaryotes. Sa structure comprend neuf doublets périphériques et un doublet central ; les autres propositions confondent cette organisation avec celle du centrosome ou inversent la disposition des microtubules.

Explication

Les MAP stabilisent les microtubules, et Tau, MAP2 ainsi que la plectine assurent leur réticulation. La kinésine 13 est une catastrophine qui favorise la dépolymérisation; la plectine n’est pas présentée comme une dépolymérase, et les catastrophines ne favorisent pas la polymérisation.

Explication

Les +TIP se fixent à l’extrémité (+) et peuvent ancrer les microtubules au kinétochore, essentiel à la ségrégation des chromosomes. La dynéine transporte vers le noyau, tandis que la kinésine transporte vers la membrane; l’extrémité concernée par les +TIP est (+), et le site d’ancrage indiqué est le kinétochore.

Explication

L’euchromatine décondensée mesure 11 nm et permet la transcription. Elle représente environ 90 % de la chromatine totale ; 30 nm et 10 % caractérisent l’hétérochromatine.

Explication

Les endosomes précoces, proches de la membrane plasmique, assurent le tri initial et ont un pH d’environ 6 à 6,5. Les tardifs, proches des lysosomes, préparent la dégradation et présentent un pH d’environ 5 à 5,5.

Explication

Chez l’Homme, l’ADN mitochondrial code 13 protéines, représentant environ 1 % des protéines mitochondriales; les autres sont codées par l’ADN nucléaire. La valeur de 10 % ne correspond pas à cette proportion, et la contribution mitochondriale est bien minoritaire.

Explication

Un centriole est un cylindre court et creux constitué de neuf triplets, sans microtubules centraux. Les doublets ne remplacent pas les triplets, et les centrioles d’une paire sont perpendiculaires, non parallèles; ils ne possèdent pas de microtubules centraux.