Biologie Cellulaire: Le Noyau et la Transcription

Le noyau

• Composé d'une enveloppe nucléaire à deux membranes avec des pores.
• Contient l'information génétique sous forme de chromosomes (ADN et protéines associées).
• Responsable de la conservation et de l'expression de l'information génétique.
• La transcription, première étape de l'expression génétique, produit des ARN messagers exportés vers le cytoplasme.

La chromatine

• Formée d'ADN relâché et de protéines, se présente sous deux formes :
  • Hétérochromatine : ADN condensé et inactif.
  • Euchromatine : ADN décondensé, actif dans l'expression génétique.
• Aucun gène n'est exprimé pendant la division cellulaire due à la condensation des chromosomes.

Métabolisme et synthèse protéique

• Comprend :
  • Anabolisme : Synthèse des molécules cellulaires nécessitant de l'énergie.
  • Catabolisme : Dégradation des molécules, produisant de l'énergie.
• Le réticulum endoplasmique granuleux (REG/RER) est essentiel pour la synthèse des protéines.

Différenciation cellulaire

• Toutes les cellules ont la même information génétique mais se différencient par leur fonction.
• Au début, l'embryon contient des cellules identiques qui se spécialisent lors de la croissance.
• L'expression variée des gènes permet cette différenciation.

Échelles et ordres de grandeur du vivant

• Grandeurs sur une échelle logarithmique allant de 0,1 nm à 1 km.
• Types d'entités inclus : atomes, lipides, cellules, êtres humains, et séquoias géants.
• La taille des cellules varie généralement de 1 à 100 µm.

Fonctions cellulaires

• Les cellules réalisent des fonctions essentielles communes à presque toutes les formes de vie.

Réplication de l'ADN et division cellulaire

• La division cellulaire se compose de trois étapes : réplication de l'ADN, mitose, formation de deux cellules diploïdes.

Classification des êtres vivants

• Deux grands groupes :
  • Procaryotes : Organismes sans noyau, matériel génétique dans un nucléoïde (ex : bactéries).
  • Eucaryotes : Organismes complexes avec noyau contenant leur ADN (ex : animaux, plantes).

Types de cellules

• Organismes unicellulaires : Bactéries et archées, sans organites membranaires.
• Eucaryotes : Contiennent un noyau et d'autres organites membranaires (ex : mitochondries, appareil de Golgi).

Taille des cellules

• Les cellules humaines mesurent en moyenne 50 µm, avec des variations de 20 à 50 µm.
• Les cellules végétales sont plus grandes en raison d'une grande vacuole centrale.

Processus de synthèse et maturation des protéines

• Les ribosomes synthétisent les protéines à partir de l'ARN messager.
• Les protéines sont modifiées dans le REG, puis transférées à l'appareil de Golgi pour maturation.
• Les protéines sécrétées sont stockées dans des vésicules avant d'être libérées par fusion avec la membrane plasmique.

Homéostasie

• Régulation des paramètres vitaux tels que la température et le pH au niveau cellulaire.
• La membrane plasmique joue un rôle clé dans la régulation du potentiel électrique en transférant des ions.

Différences entre cellules eucaryotes et procaryotes

• Les eucaryotes possèdent un noyau, des mitochondries et des ribosomes, tandis que les procaryotes ont un nucléoïde et un ensemble d'organites moins complexe.