Fiche de révision : Structure générale de la cellule

📋 Plan du Cours

1. Définition et organisation cellulaire
2. Organites de la cellule eucaryote
3. Cytoplasme et cytosol
4. Origine des compartiments cellulaires
5. Volumes des compartiments cellulaires
6. Composition physico-chimique du cytosol
7. Ions et fonctions du cytosol

📖 1. Définition et organisation cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule eucaryote : Unité structurale, fonctionnelle et reproductrice qui constitue tout ou partie d’un être vivant, à l’exception des virus, et qui fonctionne de manière autonome mais coordonnée dans les organismes multicellulaires.
• Théorie cellulaire : Affirme que tous les êtres vivants sont composés de cellules ayant une structure fondamentale commune et que leur milieu intérieur possède une composition physico-chimique régulée, appelée homéostasie, favorable au développement des cellules de l’espèce considérée.
• Membrane plasmique : Délimite la cellule et constitue une surface d’échange non hermétique permettant la mise en place de flux.

📝 Points essentiels

• Un tissu est une réunion de cellules de même type, tandis qu’un organe est une réunion de tissus.

💡 Astuce mémo

Cellule autonome, mais coordonnée dans l’organisme multicellulaire

📖 2. Organites de la cellule eucaryote

🔑 Notions clés & Définitions

• Organite : Structure interne délimitée par une membrane, au sein de laquelle se déroulent des réactions biochimiques définies.

📝 Points essentiels

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

💡 Astuce mémo

Des compartiments membranaires spécialisés comme des pièces d’un laboratoire

📖 3. Cytoplasme et cytosol

🔑 Notions clés & Définitions

• Cytoplasme : Matériel biologique contenu entre la membrane plasmique et l’enveloppe nucléaire, sous forme de phase liquide ou d’émulsion colloïdale, contenant des organites et des structures en suspension dans le cytosol.
• Cytosol : Phase liquide et translucide du cytoplasme dans laquelle baignent les organites, délimitée par la membrane plasmique, les membranes des organites et la membrane nucléaire.

★ À maîtriser

• Le cytoplasme contient notamment des ribosomes, des vacuoles et leurs structures apparentées, des mitochondries et un cytosquelette qui maintient la forme cellulaire et ancre les organites.

Compléments

• La fraction liquide du cytoplasme obtenue par centrifugation et élimination des organites correspond techniquement au cytosol.

• Chez les plantes, le cytoplasme contient des plastes impliqués dans la photosynthèse.

💡 Astuce mémo

Cytoplasme = cytosol + organites ; cytosol = phase liquide seule

📖 4. Origine des compartiments cellulaires

★ À maîtriser

• Les cellules eucaryotes dérivent d’une cellule ancestrale procaryote dépourvue de noyau et d’organites intracellulaires.

• 🔄 L’apparition du noyau résulte des étapes suivantes: réarrangement de la membrane plasmique, formation d’une enveloppe autour de l’ADN génomique, maintien d’un contact entre l’ADN génomique et le cytosol

• Les mitochondries et les plastes seraient apparus par endocytose d’une bactérie aérobie par une cellule pré-eucaryote anaérobie, théorie étayée par l’analyse des génomes mitochondriaux.

Compléments

• L’espace entre les membranes interne et externe de l’enveloppe nucléaire et la lumière du réticulum endoplasmique sont topologiquement apparentés au milieu extracellulaire, tandis que la lumière des mitochondries et des plastes est isolée du réseau de membranes intracellulaires.

💡 Astuce mémo

Réarrangement membranaire → noyau ; endocytose bactérienne → mitochondries et plastes

📖 5. Volumes des compartiments cellulaires

★ À maîtriser

• Le volume cellulaire d’un hépatocyte se répartit ainsi: cytosol : 54 %, mitochondries : 22 %, réticulum endoplasmique granuleux : 9 %, réticulum endoplasmique lisse et appareil de Golgi : 6 %, noyau : 6 %, péroxysomes, lysosomes et endosomes : 1 % chacun

Compléments

• Les pourcentages de volume des compartiments cellulaires varient selon le type cellulaire et son activité.

📖 6. Composition physico-chimique du cytosol

★ À maîtriser

• Le pH du cytosol est neutre et vaut 7, tandis que le pH cellulaire vaut 7,4 et le pH extracellulaire 7,45.

• Le cytosol est un gel colloïdal semi-liquide environ quatre fois plus visqueux que l’eau et contient 85 % d’eau.

• L’eau du cytosol comprend de l’eau liée aux macromolécules, de l’eau d’hydratation participant à l’équilibre chimique et 30 % d’eau libre immédiatement disponible pour une réaction enzymatique ou un transport.

• Les protéines représentent 20 à 30 % du volume du cytosol et y sont très concentrées, à environ 200 mg/ml.

Compléments

• Le cytosol contient notamment:
  • de l’oxygène O2
  • du gaz carbonique CO2
  • des glucides
  • des lipides
  • des acides aminés
  • des nucléotides
  • d’autres métabolites

📌 Les globules lipidiques et les particules de glycogène sont des constituants du cytosol et non des organites, car ils ne sont pas entourés par une membrane.

📖 7. Ions et fonctions du cytosol

★ À maîtriser

• Le potassium K+ est le cation principal du cytosol, tandis que le sodium Na+ y est présent à faible concentration par rapport au milieu extracellulaire.

• Le calcium Ca2+ est un messager intracellulaire dont la signalisation nécessite une concentration basale extrêmement faible dans le cytosol.

• 🔄 Les fonctions du cytosol s’organisent en trois axes:

  1. réserves de matériaux
  2. carrefour de voies métaboliques
  3. transduction du signal

• Le cytosol siège notamment aux voies concernant:

  • les glucides
  • les acides aminés
  • les acides gras
  • les nucléotides

• La transduction du signal transmet des signaux depuis la membrane plasmique vers le noyau et les organites.

Compléments

• Les concentrations cytosoliques des mammifères sont:

  • K+ : 139 mM
  • Na+ : 12 mM
  • Cl- : 4 mM
  • HCO3- : 12 mM
  • protéines chargées négativement : 138 mM
  • Mg2+ : 0,8 mM
  • Ca2+ : moins de 0,0002 mM

• Le cytosol stocke de l’eau, des ions, des matériaux nécessaires aux édifices macromoléculaires, ainsi que des réserves énergétiques sous forme de vacuoles lipidiques et glycogéniques.

💡 Astuce mémo

Réserves → métabolisme → signalisation

📊 Tableaux de synthèse

Cytoplasme et cytosol