Biochimie Introduction et Cellules

Introduction à la Biochimie

• La biochimie étudie les réactions chimiques au sein des êtres vivants et des cellules
• La biochimie peut être appliquée à l'analyse des organismes sains et des situations pathologiques

Plan du Cours 1

• Le cours 1 est divisé en trois parties:
  • Les cellules, les compartiments et les membranes
  • L'équilibre entre la prolifération et la mort cellulaire
  • La prolifération cellulaire non contrôlée : le cancer

Procaryotes et Eucaryotes

• Les procaryotes sont des cellules simples et primitives, sans noyau ni organites liés à la membrane
• Les eucaryotes sont des cellules plus complexes et organisées, comportant un noyau et d'autres organites liés à la membrane
• Les procaryotes ont un ADN circulaire, tandis que les eucaryotes ont un ADN linéaire associé aux protéines histones pour former la chromatine
• Les procaryotes ont des ribosomes 70S, tandis que les eucaryotes ont des ribosomes 80S
• Les procaryotes se reproduisent de manière asexuée par fission binaire, tandis que les eucaryotes peuvent se reproduire de manière asexuée ou sexuée

La cellule eucaryote de mammifère et ses organites

• La cellule eucaryote de mammifère est composée de différents organites liés à la membrane, chacun ayant une fonction spécifique
• La compartimentation permet la coexistence d'organites aux propriétés biochimiques différentes dans un espace confiné

Mitochondries

• Les mitochondries sont des organites qui produisent de l'énergie sous forme d'ATP
• Elles sont souvent appelées "centrales énergétiques de la cellule"
• Les mitochondries ont leur propre ADN, séparé de l'ADN nucléaire
• Les mitochondries sont impliquées dans la respiration cellulaire, qui est le processus de production d'ATP à partir de glucose

Théorie de l'endosimbiose

• La théorie de l'endosimbiose propose que les mitochondries et les chloroplastes étaient autrefois des bactéries indépendantes qui ont été intégrées dans les cellules eucaryotes
• La théorie est basée sur l'observation que les mitochondries et les chloroplastes ont leur propre ADN et ribosomes, et se reproduisent de manière indépendante
• L'intégration de ces bactéries dans les cellules eucaryotes aurait permis aux cellules de développer un métabolisme plus complexe et efficace

Le cycle cellulaire

• Le cycle cellulaire est un processus régulé qui permet aux cellules de se diviser
• Le cycle cellulaire est divisé en différentes phases : G1, S, G2 et M (mitose)
• Le contrôle du cycle cellulaire est crucial pour le développement et le renouvellement cellulaire
• La dysrégulation du cycle cellulaire peut conduire au cancer

Régulation du cycle cellulaire: complexes Cdk-cycline

• La concentration des cyclines varie au cours du cycle cellulaire
• Les cyclines sont des protéines régulatrices qui s'associent aux kinases dépendantes des cyclines (Cdk)
• Les Cdk sont des enzymes phosphorylant, qui peuvent activer ou désactiver des protéines
• L'activité de Cdk dépend de leur association avec une cycline
• Les complexes Cdk-cycline contrôlent la progression du cycle cellulaire, notamment en déclenchant la mitose

Déclenchement de la mitose: importance de l'activation de Cdk1

• La Cdk1 est présente dans toutes les phases du cycle cellulaire, mais pour être activée, elle doit s'associer avec la cycline A ou la cycline B
• L'activation de Cdk1 est essentielle pour la transition de la phase G2 à la phase M (mitose)

Le rôle des kinases dépendantes des cyclines (cdk) dans la régulation du cycle cellulaire

• Les cdk 2, 4 et 6 phosphorylent la protéine Rb en fin de phase G1, permettant la désinhibition du facteur de transcription E2F.
• L'activation de E2F déclenche la transcription des gènes nécessaires à la progression de la cellule vers la phase S.
• L'activation des cdk est liée à la présence de facteurs de croissance.
• L'absence de facteurs de croissance empêche l'activation de E2F et bloque le passage de la phase G1 à la phase S.
• Les facteurs de croissance activent une cascade de phosphorylation qui aboutit à l'activation des MAP kinases.
• Les MAP kinases activent les facteurs de transcription Jun et Fos, qui contrôlent la transcription des gènes codant pour les cyclines D et E, E2F et les cdk.

L'apoptose : un suicide cellulaire programmé

• L'apoptose est un processus de mort cellulaire programmée qui maintient l'équilibre entre la prolifération et la mort cellulaire.
• L'apoptose implique la condensation de la chromatine, la contraction du cytoplasme, la fragmentation du noyau et la formation de corps apoptotiques.
• Les corps apoptotiques sont phagocytés par les macrophages, empêchant la libération de composants cellulaires qui pourraient déclencher une inflammation.
• Les voies de signalisation de l'apoptose peuvent être activées par des signaux extracellulaires (engagement des récepteurs de mort) ou des signaux intracellulaires (dommages à l'ADN).
• L'activation de la voie de signalisation apoptotique conduit à l'activation des caspases, qui sont des protéases qui clivent leurs substrats et déclenchent la mort cellulaire.
• Des défauts dans les processus d'apoptose peuvent entraîner des pathologies comme le cancer ou des malformations congénitales.