Biologie Chapitre 1 : Organisation de la Cellule

Study Notes

Objectifs du chapitre 1 :
- Comprendre la diversité des organismes (cellulaires et viraux).
- Connaître la structure générale de la cellule eucaryote.
- Savoir identifier et classer les principaux groupes de biomolécules contenus dans la cellule.
Plan du chapitre 1 :
- La Théorie cellulaire
- La cellule procaryote
- La cellule eucaryote
- Les virus
- Composition chimique des cellules

L'étude de la diversité des êtres vivants, des organismes et des organes, a débuté dès les débuts de la médecine jusqu'au XVIIe siècle.
L'étude de la constitution microscopique des êtres vivants a permis de découvrir l'unité fondamentale du monde vivant : la cellule.
Les premières observations microscopiques, grâce aux travaux de Van Leeuwenhoek (vers 1660) et Hooke (vers 1665), ont permis de révéler les structures cellulaires.
Robert Hooke (1635-1703) a observé des fines coupes de liège et a nommé les cavités qu'il a observées « cellules ».
D'autres scientifiques, comme Schleiden (vers 1838) et Schwann (vers 1839), ont proposé que tous les tissus végétaux et animaux sont constitués de cellules.
Rudolf Virchow (en 1855) a énoncé le principe crucial que toute cellule provient d'une autre cellule existante (« omnis cellula e cellula »).
Ces contributions ont mené à la théorie cellulaire, qui comporte trois principes clefs :
- La cellule est l'unité fondamentale et fonctionnelle des organismes vivants.
- Tout être vivant est composé de cellules.
- Toute cellule provient d'une autre cellule.

Les cellules procaryotes possèdent une structure cellulaire simple, sans compartimentations internes complexes (organites).
Elles sont unicellulaires, mais peuvent s'associer en colonies.
Structure d'une cellule procaryote :
- Capsule
- Paroi cellulaire
- Membrane cytoplasmique
- Cytoplasme
- Nucléoïde (contenant l'ADN)
- Ribosomes
- Pili
- Flagelles

Forme de bâtonnet (bacille).
Taille : 2 µm de long x 1 µm de large.
Membrane plasmique délimitant le cytoplasme.
Composants internes: eau, petites molécules organiques, inclusions inertes, enzymes, ribosomes.
Absence de noyau.
ADN circulaire dans le nucléoïde.
Possibilité de présence de plasmides (gènes supplémentaires).

Capsule: Enveloppe polysaccharidique souvent mince ou épaisse, entourant la paroi cellulaire.
Inclusions: Réserves de substances (glycogène, lipides, soufre...).
Mésosomes: Replis internes de membrane plasmique. (valeur fonctionnelle possible des mitochondries)
Pili: Projections courtes, rigides à la surface de la membrane plasmique (pili communs, pili sexuels).
Flagelles: Projections plus longues servant à une locomotion.
(Différents types de flagelles - voir illustrations dans le document)*

Les cellules eucaryotes sont généralement plus grandes que les procaryotes (20 à 50 µm).
Elles possèdent de nombreux organites internes entourés de membranes.
Le matériel génétique (ADN) est contenu dans un noyau.

Le noyau est un organite important qui contrôle la croissance et la reproduction cellulaires.
Il est limité par une membrane nucléaire.
Il contient la chromatine (ADN).

Organites doués d'une semi-autonomie et ayant une structure membranaire interne et externe (crêtes).
Centrales énergétiques de la cellule, elles fournissent l'énergie (ATP) nécessaire aux activités cellulaires. (via la respiration cellulaire).

Réticulum endoplasmique (RE): Réseau de membranes qui produit des protéines et des lipides. (REG rugueux - ribossomes; REL lisse)
Appareil de Golgi: Empilement de sacs membranaires impliqué dans la modification, le tri et le transport des protéines et des lipides.
Ribosomes: Organites impliqués dans la synthèse des protéines.

Organites membranaires impliqués dans la dégradation des lipides, la détoxication et autres fonctions.

Structure de soutien et de mouvement de la cellule (microtubules, microfilaments d'actine, filaments intermédiaires).

Structure importante pour l'organisation et la croissance des microtubules (en particulier dans la division cellulaire). (composé de centrioles).

Paroi cellulaire: Enveloppe rigide qui entoure la membrane cellulaire des cellules végétales.
Vacuole: Organite qui stocke l'eau, les nutriments et les déchets dans les cellules végétales. (généralement une vacuole majeure)
Plasmodesmes: Canaux qui relient les cytoplasmes de cellules voisines dans les cellules végétales.
Plastes: Groupes d'organites qui jouent un rôle important dans la fotosynthèse (chloroplastes), le stockage de nutriments (amyloplastes), et la couleur (chromoplastes).

Définition: Ce ne sont pas des cellules, mais bien des agents infectieux formés d'un génome (ADN ou ARN) enveloppé ou non d'une capside protéique.
Caractéristiques:
- Taille très petite (visible au microscope électronique).
- Pas de métabolisme propre, mais se multiplient au sein de cellules hôtes.
- Parasites à l'intérieur de cellules.

Composés inorganiques:
- Eau (solvant, milieu de réactions)
- Sels minéraux (ions tels que Na+, K+, Ca2+, Cl-, etc.)
Composés organiques:
- Glucides (sucre)
- Lipides (graisses, hormones, etc.)
- Protéines (enzymes, hormones, etc.)
- Acides nucléiques (ADN, ARN)