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 cellules eucaryotes
5. Volumes et pH cellulaires
6. Composition du cytosol
7. Ions du cytosol
8. 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.
• Théorie cellulaire : Affirme que tous les êtres vivants sont composés de cellules ayant une structure fondamentale commune.

📝 Points essentiels

📌 Une cellule est délimitée par une membrane plasmique constituant une surface d’échange non hermétique permettant la mise en place de flux, tandis qu’un tissu est une réunion de cellules de même type et qu’un organe est une réunion de tissus.

📖 2. Organites de la cellule eucaryote

🔑 Notions clés & Définitions

• Organite : Structure interne délimitée par une membrane, dans laquelle se déroulent des réactions biochimiques bien définies.

📝 Points essentiels

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

📖 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.
• Cytosol : Phase liquide et translucide du cytoplasme dans laquelle baignent les organites.

📝 Points essentiels

• Le cytosol est délimité par:

  • la membrane plasmique
  • les membranes des organites
  • la membrane nucléaire

• La fraction liquide du cytoplasme obtenue par centrifugation et élimination des organites correspond à la définition technique du cytosol.

💡 Astuce mémo

Cytoplasme = organites en suspension ; cytosol = phase liquide qui les baigne.

📖 4. Origine des cellules eucaryotes

★ À maîtriser

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

• Le noyau serait apparu par formation d’une enveloppe autour de l’ADN génomique après réarrangement de la membrane plasmique d’une cellule ancestrale procaryote.

• Les mitochondries et les plastes seraient apparus par endocytose d’une bactérie aérobie par une cellule pré-eucaryote anaérobie.

Compléments

• La théorie de l’origine endosymbiotique des mitochondries et des plastes s’appuie sur l’analyse des génomes mitochondriaux.

💡 Astuce mémo

Réarrangement membranaire → noyau ; endocytose bactérienne → mitochondries et plastes.

📖 5. Volumes et pH cellulaires

★ À maîtriser

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

• Le pH du cytosol est neutre et vaut 7, tandis que le pH de la cellule vaut 7,4 et celui du milieu extracellulaire 7,45.

Compléments

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

📖 6. Composition du cytosol

★ À maîtriser

• Le cytosol contient 85 % d’eau, dont 30 % d’eau libre non fixée à une autre molécule et 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.

📌 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.

Compléments

• Le cytosol est un gel colloïdal semi-liquide très riche en molécules et quatre fois plus visqueux que l’eau.

• Le cytosol contient notamment:

  • de l’oxygène O₂
  • du gaz carbonique CO₂
  • des glucides
  • des lipides
  • des acides aminés
  • des nucléotides
  • d’autres métabolites

📖 7. Ions du cytosol

★ À maîtriser

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

• Le calcium Ca²⁺ est un messager intracellulaire dont la concentration cytosolique est extrêmement faible, inférieure à 0,0002 mM.

Compléments

• Le chlore Cl⁻ est l’anion extracellulaire principal, tandis que les protéines représentent la majorité des charges négatives du cytosol.

• 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

💡 Astuce mémo

K⁺ domine le cytosol, Na⁺ domine le milieu extracellulaire.

📖 8. Fonctions du cytosol

★ À maîtriser

• Le cytosol sert de réserve d’eau, d’ions, de lipides, de glycogène et de matériaux nécessaires à la construction d’édifices macromoléculaires.

• Le cytosol assure l’anabolisme et le catabolisme des:

  • glucides
  • acides aminés
  • acides gras
  • nucléotides

• Le cytosol participe à la transduction du signal en transmettant des signaux depuis la membrane plasmique vers le noyau et les organites.

Compléments

• Le cytosol permet les échanges de métabolites et de produits de réaction entre les compartiments cellulaires.

💡 Astuce mémo

R-C-T : Réserves, Carrefour métabolique, Transduction du signal.

📊 Tableaux de synthèse

Compartiments cellulaires de l’hépatocyte