Biologie Cellulaire Chapitre 7

Modules complémentaires santé

• Le cours porte sur l'anatomie et la physiologie humaine, se concentrant sur la cellule et les tissus.
• Le chapitre 3 se focalise sur la cellule comme unité fondamentale de la vie.
• L'objectif du cours est de décrire et de comparer les organites cytoplasmiques et leurs fonctions, de nommer et de distinguer les types de prolongements cellulaires, et de citer la structure et la fonction du noyau ainsi que ses composants.
• Les cellules eucaryotiques sont composées de trois compartiments : le noyau, le cytoplasme et la membrane plasmique.

Cytoplasme

• Le cytoplasme inclut toutes les substances entre la membrane plasmique et le noyau, incluant le cytosol et les organites.
• Le cytosol est la partie fluide du cytoplasme, représentant environ la moitié du volume cellulaire.
• Il est composé d'eau, de protéines, de sels, de glucides et autres solutés.
• Le cytosol a plusieurs fonctions, dont le stockage des matériaux et la fourniture d'un site pour les réactions critiques comme la synthèse des protéines.
• Certaines cellules contiennent des inclusions, des amas de molécules de stockage, comprenant les nutriments et les protéines fabriquées par la cellule.
• Les organites, suspendus dans le cytosol, constituent l'appareil métabolique de la cellule.
• Chaque type d'organite est structuré de manière à remplir une fonction cellulaire spécifique.
• Certains organites synthétisent des protéines, d'autres les préparent à être expédiées. 
• Le cytosquelette est un réseau de filaments de protéines qui soutiennent la cellule, contribuent à sa forme et maintiennent les organites en place.
• Il joue un rôle dans le mouvement et la division cellulaires.

Organites cytoplasmiques

• Les organites (organelles) sont des éléments intracellulaires spécialisés qui remplissent une fonction précise pour maintenir la cellule en vie.
• Ils sont souvent délimités par une membrane semblable à la membrane plasmique, ce qui maintient un milieu différent du cytosol.
• L'importance du cloisonnement est soulignée car il est crucial pour le fonctionnement cellulaire : sans cela, les activités biochimiques seraient aléatoires et chaotiques.
• Exemples d'organites abordés incluant les centrioles, peroxysomes, mitochondries, ribosomes, réticulum endoplasmique rugueux et lisse, complexe golgien et lysosomes.

Mitochondries

• Les mitochondries sont des organites membraneux filiformes.
• Elles se déplacent et se concentrent dans les régions du cytosol où les besoins énergétiques sont les plus grands.
• Elles produisent la majeure partie de l'ATP (adénosine triphosphate) de la cellule, la principale source d'énergie cellulaire.
• Les mitochondries possèdent leur propre ADN et ARN, et sont capables de se reproduire, et lors de la reproduction, proviennent exclusivement de la mère.

Peroxysomes

• Les peroxysomes sont des vésicules qui contiennent des oxydases et des catalases, des enzymes.
• Leurs fonctions principales incluent la détoxification des radicaux libres et la transformation du peroxyde d'hydrogène en eau.
• Ils sont particulièrement présents dans les cellules du foie et des reins, où ils jouent un rôle important dans la détoxification.

Ribosomes

• Les ribosomes sont impliqués dans la synthèse des protéines.
• Ils existent en deux types: libres (dans le cytosol) et liés (associés aux membranes d'autres structures cellulaires).
• Les ribosomes liés fabriquent des protéines qui seront souvent exportées hors de la cellule, transportées vers d'autres organites (par exemple, les lysosomes) ou insérées dans une membrane.

Réticulum endoplasmique

• Le réticulum endoplasmique (RE) est une grande membrane repliée entourant le noyau.
• Il prolonge la membrane nucléaire externe et forme la moitié des membranes de la cellule.
• Il existe deux types de RE : rugueux et lisse.

Réticulum endoplasmique rugueux (RER)

• Le RER est recouvert de ribosomes, d'où son nom.
• Il synthétise toutes les protéines fabriquées par la cellule et est impliqué dans la production des protéines intégrales, des phospholipides et du cholestérol, composants essentiels des membranes cellulaires.

Réticulum endoplasmique lisse (REL)

• Le REL prolonge le RER et est formé d'un réseau de tubules.
• Il contient des enzymes catalysant le métabolisme des lipides, y compris la synthèse du cholestérol et des phospholipides (dans les cellules du foie).
• Il joue un rôle important dans la synthèse d'hormones stéroïdes, la détoxification de médicaments, de drogues et de pesticides, ainsi que dans la dégradation du glycogène.
• Il stocke également les ions calcium.

Complexe golgien

• Le complexe golgien est formé de sacs membraneux aplatis superposés et entourés de vésicules.
• Il modifie, concentre et emballe les protéines et les lipides produits dans le RE rugueux et destinés à être expédiés hors de la cellule.
• C'est un point central pour le trafic des protéines.

Lysosomes

• Les lysosomes sont des organites membraneux sphériques contenant des enzymes digestives (hydrolases acides).
• Ils sont abondants dans les phagocytes (cellules qui débarrassent l'organisme des bactéries, des virus et des débris cellulaires).
• Ils digèrent les particules ingérées par endocytose, les cellules stressées ou mortes, et les organites usés ou non fonctionnels (autophagie).
• Ils décomposent également le glycogène et le tissu osseux, entre autres fonctions métaboliques.

Autophagie

• L'autophagie est un processus où la cellule enferme des éléments cytoplasmiques et des organites inutiles dans des autophagosomes.
• Ces autophagosomes sont ensuite acheminés aux lysosomes pour décomposer leur contenu, permettant à la cellule de réutiliser les composants.
• L'autophagie permet à la cellule de se débarrasser des amas de protéines inutiles et des organites usés.
• C'est essentiel pour la survie de la cellule en période de stress ou de jeûne prolongé.

Cycle cellulaire

• Le cycle cellulaire décrit les phases par lesquelles une cellule passe avant de se diviser.
• Il débute par l'interphase, qui est subdivisée en G1, S et G2.
• La mitose est la division cellulaire elle-même.
• La réplication de l'ADN est indispensable avant la mitose. 

Régulation de la division cellulaire

• Le cycle cellulaire est régulé par des facteurs internes et externes 
• Ces facteurs comprennent le rapport surface/volume de la cellule, les signaux chimiques (facteurs de croissance, hormones), et la disponibilité de l'espace.
• L'inhibition de contact joue un rôle dans la régulation de la prolifération cellulaire. 

Mitose

• La mitose est le processus de division cellulaire, aboutissant à deux cellules filles génétiquement identiques à la cellule mère. 
• Elle comprend plusieurs phases: prophase, métaphase, anaphase, télophase et cytocinèse.
• La mitose est essentielle à la croissance, à la réparation et au remplacement des cellules.
• La réplication de l'ADN a lieu durant l'interphase et avant la mitose.

Gènes

• L'ADN détermine la structure des molécules de protéine, y compris les enzymes qui catalysent la synthèse de tous les autres types de molécules d'origine biologique.
• Les gènes sont des segments d'ADN qui contiennent les instructions nécessaires pour la synthèse d'une protéine.
• Le code génétique relie les séquences d'acides nucléiques (base de l'ADN et de l'ARN) à la séquence d'acides aminés des protéines.

Transcription

• La transcription est le processus par lequel l'information génétique contenue dans l'ADN est transcrite en ARN messager (ARNm).
• L'ARNm transporte cette information hors du noyau pour la traduction.

Traduction

• La traduction est le processus par lequel l'information génétique contenue dans l'ARNm est traduite en une séquence d'acides aminés pour former une protéine.
• Le ribosome, composé d'ARN ribosomique (ARNr) et d'ARN de transfert (ARNt), est essentiel à la traduction.

COVID-19

• La maladie COVID-19 est causée par le virus SARS-CoV-2.
• La structure du virus est abordée, incluant ses protéines membranaires (S-Spike, M, HE, N, E). 
• La vaccination contre le virus COVID est également mentionnée, avec une emphasis sur l'ARNm comme mode de vaccination.

Génétique

•  Les gènes existent sous différentes versions, appelées allèles. 
• Il existe des concepts d'allèles dominants/récessifs et des notions de génotype et de phénotype
• L'héritage génétique et les échelles de probabilités. 
• L'arbre généalogique d'une famille et l'exemple du daltonisme illustrent les mécanismes de transmission de caractères héréditaires.

Centrosomes et centrioles

• Les microtubules sont ancrés au centrosome, un centre d'organisation des microtubules.
• Le centrosome est formé d'une matrice contenant une paire de centrioles.
• La matrice du centrosome est impliquée dans la production des microtubules et la formation du fuseau mitotique pendant la division cellulaire.
• Les centrioles jouent également un rôle dans la formation des cils et des flagelles.

Cils et flagelles

• Les cils et les flagelles sont des prolongements cellulaires mobiles.
• Les cils sont généralement nombreux sur certaines surfaces cellulaires et peuvent déplacer des substances.
• Les flagelles sont comparables à des queues et déplacent généralement la cellule dans son environnement.

Microvillosités

• Les microvillosités sont des minuscules prolongements de la membrane plasmique qui augmentent la surface de contact.
• Elles se retrouvent sur les cellules absorbantes, comme celles des tubules rénaux et des intestins.

Noyau

• Le noyau est le centre de régulation des cellules.
• Il contient les gènes qui déterminent quelles protéines doivent être synthétisées en quelles quantités.
• Les érythrocytes, manquant d'un noyau, ne se reproduisent pas et ont une durée de vie limitée.

Enveloppe nucléaire

• L'enveloppe nucléaire est une double membrane délimitant le noyau.
• Elle a une perméabilité sélective, permettant aux petites molécules de passer librement.
• La membrane nucléaire externe prolonge le réticulum endoplasmique (RE).

Nucléoles

• Les nucléoles sont des corpuscules sphériques dans lesquels les sous-unités des ribosomes sont assemblées.
• Ils sont plus grands dans les cellules en croissance qui fabriquent beaucoup de protéines. 
• Ils produisent l'ARN ribosomique (ARNr).

Chromatine

• La chromatine est le matériau génétique d'une cellule non-divisée, principalement composée d'ADN.
• Les nucléosomes sont les unités fondamentales de la chromatine, qui consiste en ADN enroulé autour de protéines appelées histones.
• La chromatine s'enroule et se condense en chromosomes pendant la division cellulaire.

Conseils et astuces

• Liste de ressources pour le chapitre 3 et les tissus.