Intro à la Biologie cellulaire

Introduction à la biologie cellulaire

• La biologie cellulaire est une discipline ancienne, datant de 1838 avec la théorie cellulaire de Schleiden et Schwann.
• La théorie cellulaire établit la cellule comme l'unité fondamentale du vivant.
• Il existe des cellules isolées, comme les bactéries et les protozoaires.
• Les organismes multicellulaires sont constitués d'un ensemble de cellules qui forment des tissus et des organes.
• En 1855, Virchow précise que chaque cellule provient d'une cellule préexistante.
• Robert Hooke observe la première cellule en 1665.
• Malgré les différences entre les espèces, les cellules et l'hérédité présentent des points communs.

Deux grands types cellulaires

• Procaryotes:
  • Absence de noyau.
  • Organisme simple par rapport aux eucaryotes.
  • Taille : 1-2 µm.
• Eucaryotes:
  • Présence d'un noyau.
  • Présence d'organites et de compartiments séparés par des membranes.
  • Taille : 5-100 µm ou plus.
  • Les hématies (globules rouges) sont des cellules eucaryotes sans noyau.

Deux types d’organismes

• Unicellulaires:
  • Constitués d'une seule cellule.
  • Exemples : bactéries, archées, la plupart des protistes.
• Pluricellulaires:
  • Constitués de plusieurs cellules.
  • Exemples : plantes, animaux.
  • Nombre de cellules variable d'un individu à un autre et d'une espèce à une autre.
• Le corps humain est constitué d’environ 100 milliards de cellules et colonisé par 104 fois plus de bactéries (microbiote).

Organisation de la cellule eucaryote

Membrane plasmique

• Constituée d'une bicouche lipidique asymétrique, de protéines (glycosylées) et du glycocalyx.
• Le glycocalyx est un revêtement qui protège la cellule et sert de zone de reconnaissance.
• Fonctions:
  • Maintien de l'intégrité cellulaire.
  • Délimitation du compartiment cellulaire.
  • Contient le cytoplasme.

Cytoplasme

• Solution aqueuse contenant les organites.
• La solution aqueuse est appelée cytosol.
• Le cytosol peut être séparé des organites par centrifugation.
• Composition:
  • Gel colloïde quatre fois plus visqueux que l'eau, pH = 7.
  • Contient 85 % d'eau.
  • Ions (Na+, K+, Cl-, Mg2+, Ca2+).
  • Gaz (O2, CO2).
  • Molécules : glucides, lipides, acides aminés, nucléotides, autres métabolites.
  • Macromolécules : protéines, polysaccharides, glycoprotéines, acides nucléiques.

Biomolécules

• Les protéines sont présentes à une concentration élevée dans le cytosol (environ 200 mg/ml) et représentent 20 à 30% du volume du cytosol.
• Les protéines ont un lien étroit avec les membranes, notamment la membrane plasmique et les membranes des organites.
• Elles participent aux transports, aux échanges entre les compartiments et à la communication cellulaire.

Organites

• Organites à double membrane:
  • Noyau:
    • Constitué de chromatine, du nucléole et d'une enveloppe nucléaire double.
  • Mitochondries:
    • Membranes externe (perméable) et interne (crêtes).
    • Matrice contenant l'ADN mitochondrial.
  • Chloroplastes:
    • Equivalent des mitochondries chez les plantes.
    • Contient de l'ADN et de la chlorophylle.
• Système endomembranaire: Ensemble d'organites limités par des membranes inter-communicantes via des vésicules.
  • Réticulum endoplasmique (RE):
    • Réseau de cavités en continuité avec le noyau.
    • Deux types:
      • RE rugueux: présence de ribosomes à sa surface.
      • RE lisse: sans ribosomes à sa surface.
  • Appareil de Golgi:
    • Empilement de saccules aplatis.
  • Lysosomes:
    • Vésicules de digestion à pH acide, riches en enzymes.
  • Endosomes:
    • Réseau de vésicules à pH acide.
  • Peroxysomes:
    • Vésicules riches en enzymes.