Biologie Cellulaire

Biologie Cellulaire

• La cellule est l'unité fondamentale, structurale et fonctionnelle des organismes vivants.
• Elle remplit toutes les fonctions de l'organisme (métabolisme, mouvement, croissance, reproduction et transmission héréditaire).
• La cellule fonctionne de manière autonome mais coordonnée avec les autres.
• C'est la plus petite portion de matière vivante capable de vivre isolément et de se reproduire.
• Elle synthétise ses constituants à partir des éléments du milieu.

Types de cellules

• On distingue deux types principaux de cellules : eucaryotes et procaryotes.
• Les cellules eucaryotes composent les champignons, les animaux et les végétaux ; leur métabolisme est aérobie.
  • Elles sont soit unicellulaires, soit pluricellulaires.
  • Elles comportent un noyau et un cytoplasme, séparés par la membrane plasmique.
• Les cellules procaryotes comprennent les bactéries et les cyanobactéries.
  • Elles sont unicellulaires, et peuvent être aérobies ou anaérobies.
  • Elles n'ont pas de noyau, le matériel génétique est libre dans le cytoplasme.

Structure Cellulaire

• La membrane plasmique est une bicouche phospholipidique (épaisseur approximative de 7.5 nm).
• Elle sépare le milieu intracellulaire du milieu extracellulaire.
• Elle agit comme un filtre sélectif, permettant le passage des nutriments, mais bloque certains autres éléments.
• Elle contient du cholestérol et des protéines.
• La membrane est fluide et dynamique.
• Le cytoplasme est un gel aqueux (cytosol) qui remplit la cellule.
• Il contient des molécules de réserve (protéines, glucides, lipides), le matériel génétique, et d'autres composants cellulaires.
• Les autres organites intracellulaires sont immergés dans le cytoplasme.
• Les organites présents selon le type cellulaire sont le réticulum endoplasmique (granuleux/lisse), l'appareil de Golgi, les mitochondries, les lysosomes, les ribosomes, le centrosome, les vacuoles, etc...

Cytosquelette

• Le cytosquelette est un réseau de fibres protéiques qui maintient la forme de la cellule.
• Il participe aux mouvements internes de la cellule, aux déplacements, et à la division cellulaire.

Ribosomes

• Ce sont des sphères, libres ou associés au réticulum endoplasmique.
• Ils synthétisent les protéines à partir des acides aminés selon les instructions du noyau.

Centrosome

• Il contient deux centrioles perpendiculaires l'un à l'autre, qui sont impliqués dans la division cellulaire.
• Il dirige la division cellulaire.

Noyau

• Le noyau est limité par l'enveloppe nucléaire.
• Il contient la chromatine (ADN) qui représente le support génétique de la cellule, et le nucléole.
• Le nucléole synthétise les ARN.
• Il contrôle les réactions chimiques du cytoplasme.
• Il stocke les informations nécessaires à la division cellulaire.

Réticulum endoplasmique

• Il est formé de cavités interconnectées (cisternes).
• Le REG (granuleux) a une surface recouverte de ribosomes, qui synthétisent les protéines.
• Le REL (lisse) ne contient pas de ribosomes, il est impliqué dans la synthèse de lipides, la détoxification, et le stockage du calcium.

Appareil de Golgi

• L'appareil de Golgi est composé de sacs aplatis.
• Il modifie, trie et expédie les protéines provenant du réticulum endoplasmique.

Lysosomes

• Les lysosomes sont des vésicules contenant des enzymes digestives.
• Ils dégradent les macromolécules, les organites défectueux, et les substances toxiques. Ils sont impliqués dans la digestion cellulaire.

Mitochondries

• Ce sont des organites en forme de haricot, responsables de la production d'énergie (ATP) pour la cellule.
• Elles possèdent leur propre ADN mitochondrial.

Vacuoles

• Les vacuoles sont des cavités sphériques pouvant stocker des substances ou des déchets.

Division Cellulaire

• Les cellules se multiplient par division.
• La division cellulaire comprend l'interphase (G1, S, G2) et la mitose (prophase, métaphase, anaphase, télophase), produisant deux cellules filles.
• La méiose produit des cellules sexuelles (gamètes) à partir d'une cellule parentale par deux séries de divisions.

ADN et ARN

• L'ADN est la molécule porteuse de l'information génétique ; c'est une double hélice composée de 4 bases (A, T, G, C).
• L'ARN est une molécule intermédiaire utilisée dans la synthèse des protéines; c'est une simple hélice composée de 4 bases (A, U, G, C).
• Les gènes sont les unités de base de l'information génétique. (Allèles, génotype, phénotype).

Les Lois de Mendel

• Il existe trois lois de Mendel qui décrivent l'hérédité.
• Loi de la dominance : Lorsque deux individus purs sont croisés, la génération suivante a un seul phénotype qui correspond à l'allèle dominant (ex. fleur violette et fleur blanche : fleur violette).
• Loi de la ségrégation: Les gènes se séparent lors de la formation des gamètes (cellules sexuelles)
• Loi de l'assortiment indépendant : les allèles des différents gènes se combinent de façon aléatoire lors de la formation des gamètes.

Transport Cellulaire

• Endocytose et exocytose sont des mécanismes pour transporter des molécules dans et hors de la cellule,
• Les transports actifs et passifs aident la cellule à maintenir l'équilibre.
• L'osmose et la diffusion permettent aux molécules de se déplacer selon leur gradient de concentration.

Conclusion

• La cellule est l'unité de base de la vie, et comprendre son fonctionnement est crucial pour l'étude de la biologie.
• Les cellules eucaryotes et procaryotes existent et fonctionnent de différentes manières.
• La cellule est un mécanisme complexe qui nécessite de nombreux procédés.