Introduction Gnrale en Cytologie PDF

Introduction générale en cytologie La cytologie : Science qui étudie la structure microscopique et moléculaire de la cellule. La cellule : Unité - structurale et fonctionnelle fondamentale - commune aux êtres vivants, Petite portion de matière vivante qui peut être isolé et capable de...

Introduction générale en cytologie La cytologie : Science qui étudie la structure microscopique et moléculaire de la cellule. La cellule : Unité - structurale et fonctionnelle fondamentale - commune aux êtres vivants, Petite portion de matière vivante qui peut être isolé et capable de s’auto-reproduire. Différentes techniques d’étude ont permis de différencier deux grands types d’organismes cellulaires : -Les procaryotes : Microorganismes unicellulaire, sans vrai noyau (sans enveloppe), leur matériel génétique baigne dans le cytoplasme. -Les eucaryotes : Organismes uni ou pluricellulaires, caractérisés surtout par la présence d’un vrai noyau, délimité par une enveloppe nucléaire qui le sépare du cytoplasme. (Le virus : Entité acellulaire incapable d’exister sans parasiter une cellule échappe à cette classification, néanmoins il sera traité) I- les procaryotes Constituants s des bactéries contemporaines Constituants constants : On retrouve dans une bactérie : - Une paroi, - une membrane plasmique, - du matériel génétique, - du cytoplasme, - des ribosomes , du mésosome et des chromatophores pour bactéries photosynthétiques. a) Paroi : Structure la plus externe rigide, riche en peptidoglycanes, Elle confère forme, protection à la bactérie. Elle est dotée de porines qui permettent échange avec le milieu externe, elle porte des antigènes de surface, elle est ciblée par certains antibiotiques. -Paroi bactérienne et coloration de Gram: La paroi bactérienne peut avoir des différences dans sa structure et composition chimique, ce qui a permis une classification bactérienne qui repose sur la coloration de Gram. La coloration de Gram repose sur la plus ou moins perméabilité de cette paroi au solvant (alcool) et à la rétention du colorant. Cette différence de constitution pariétale est à la base de propriétés antigéniques qui permettent la distinction sérologiques entre espèces bactériennes proches. Certains antibiotiques, ex : la pénicilline, sont capables d’inhiber la synthèse de la paroi bactérienne Coloration de Gram (brièvement, voir TP ou TD) 1 Introduction générale en cytologie a- Peptidoglycane : Polymère de NAG (N-acetyl-glucosamine) et NAM (N-acetyl-muramic acid) lié par une liaison β. Polymère de sucre attaché à la chaine peptidique. b) Membrane plasmique : Mince, elle entoure intérieurement la paroi. Constituée sur le même modèle que les biomembranes mais sans stérol (cholestérol), elle comporte des replies comme la membrane interne mitochondriale dont elle remplit les fonctions, elle est ciblée par certains antibiotiques. c) Matériel génétique : ADN bicaténaire circulaire, chromosome unique (haploïde), étroite relation avec ; la membrane plasmique à l’origine des polymérases et les ribosomes , réplication ,transcription et traduction cytoplasmique Plasmide* : molécule circulaire, portion d’ADN bicaténaire extra-chromosomique codant pour certaines protéines, capable d’autoréplication, transmis de façon régulière et stable aux bactéries filles lors de la croissance bactérienne. En cas de perte, elle est définitive. Certaines bactéries peuvent le transférer (après réplication) vers d’autres bactéries et donc celles-ci vont l’acquérir (voir détail dans la suite du cours). d) Cytoplasme : Substance en gel à tendance rigide, Sans organites, contient : Des ribosomes en étroite relation avec le génome, des pigments, des oligoéléments, un cytosquelette dont l’organisation er les protéines qui le composent sont différentes de celles du cytosquelette des eucaryotes. Constituants facultatifs des bactéries : Capsule : Elle recouvre extérieurement la paroi. Flagelle ou cils : Elément locomoteur de certaines bactéries, constituée de protéines ; flagelline. Pilli (fimbraie): Plus court que le flagelle et cassant, permet adhésion aux interfaces et muqueuses. Pilli sexuel : Plus court chez bactéries dites mâles (donneuses), permet contact et transfert de matériel génétique à une autre bactérie. 2 Introduction générale en cytologie -Formes et organisation des bactéries : Il existe essentiellement 3 formes : Sphériques (cocci ou coque), formant soit des chainettes ou en grappe de raisin après division, ex : streptocoques et staphylocoques. Bâtonnets : Caractérisent les bacilles (ex : bacilles de Koch), ils peuvent être incurvés, ( vibrion cholérique) Spiralées :(ex : spirochètes). -Multiplication bactérienne : Par mode asexué, avec phase d’accroissement (augmentation de volume) et division par scissiparité (formation de sillon médian, constriction avant séparation). -Mode d’échange de matériel génétique entre bactéries : C’est une forme d’adaptation de la bactérie à certains milieux, on cite : La conjugaison, la transformation et la transformation. 1) Conjugaison : Transfert d’ADN chromosomique ou d’ADN plasmidique, par contact direct entre bactéries donneuses (male, F+) et receveuse (femelle, F-), cette portion d’ADN pourrait ou pas s’intégrer dans l’ADN chromosomique de la bactérie F-. 3 Introduction générale en cytologie La formation d’un pilli ; lien protéique en tubule creux synthétisé par F+, permet l’arrimage et le transfertde la portion d’ADN à la F-. 2) Transformation : Limitée à certaines espèces, c’est le transfert d’une portion d’ADN d’une bactérie donneuse à une bactérie receveuse « compétente* ». Elle permet l’acquisition de nouveaux caractères génétiques stables transmissibles. *Une bactérie est dite compétente, si sa paroi devient perméable, on peut provoquer ceci par electroporation ou en la mettant dans un milieu contenant du Ca Cl2. 3) Transduction : Transfert de matériel génétique de façon indirecte d’une bactérie donneuse à une autre receveuse en utilisant un vecteur, le bactériophage ; virus spécifique aux bactéries Ce procédé est exploité et utilisé en biotechnologie par génie génétique, afin de transférer une construction plasmidique (plasmide artificiel) qui pourra coder pour une protéine d’intérêt ex : l’insuline, afin de la fabriquer à une échelle importante et de façon rapide. 4 Introduction générale en cytologie II- Les eucaryotes Organismes uni ou pluricellulaires, chaque cellule contient au moins un noyau (sauf hématie) entouré d’une enveloppe qui le sépare du cytoplasme, un cytosquelette développé et des organites cellulaires. -Unicellulaires : -Les champignons inférieurs (ex : levures), dotés d’une paroi rigide, Ils sont capables de fermentation, ainsi ils absorbent le sucre et libèrent de l’alcool et du CO2 - Les protozoaires : On peut citer la paramécie, les parasites (vers) ; ex : agent causal du paludisme -Pluricellulaires : On distingue : Les champignons supérieurs, les végétaux supérieurs et les animaux dont l’homme au sommet de la pyramide.. -Végétaux supérieurs : Vie strictement aérobique, capables de synthèse de matière organique par photosynthèse à partir de matière inorganique + lumière. Leurs cellules sont constituées de : - Paroi externe cellulosique, de membrane plasmique, d’un noyau à enveloppe contenant le matériel génétique, d’organites cellulaires (sauf centrioles), dont les chloroplastes. Au ME-, les chloroplastes apparaissent sous forme de saccules empilées ou thylachoides renfermant : Un pigment vert ; la chlorophylle; élément clé dans la photosynthèse et de l’ADN et des ribosomes. Organismes animaux Regroupés dans le règne animal très diversifié dont l’être humain en fait partie. Ils sont constitués de divers types (ex : les gamètes, hématies, neurone , myocytes….etc) avec des particularités structuro-fonctionnelles qui leur permettent de remplir des fonctions distinctes. Toutefois et à quelques exceptions près, on retrouve une structure cellulaire de base. Structure de base la cellule animale : -Une membrane plasmique qui l’entoure et la sépare de son environnement immédiat, lieu d’échanges avec le milieu extracellulaire : Ainsi elle prélève les éléments nutritifs contenus dans le milieu externe 5 Introduction générale en cytologie et les transforme selon ses besoins et son code génétique, avec production de substances qui peuvent, en retour, modifier son environnement interne et ou externe. Ces transformations permettent aux vivants de croître, de se régénérer et se reproduire. -Un vrai noyau délimité par une double membrane ou enveloppe dans lequel on retrouve un ou plusieurs nucléoles. Il est le siège de la macromolécule d’ADN; support de l’information génétique.. -Le cytoplasme : Substance gélatineuse hydratée ou phase hydratée ou phase gel-sol dans lequel on retrouve : Des ribosomes, un cytosquelette plus ou moins développé qui maintient la forme de la cellule et permet le déplacement d’organites et flux vésiculaire et molécules, Différents organites : Un centre organisateur cellulaire (centrioles) , des mitochondries, ainsi que le système endomembranaires (RE, l’AG, lysosomes, peroxysomes), chacun entouré d’une membrane (sous le même modèle architectural que la membrane plasmique).Cette membrane détermine une compartimentation de la cellule, témoin d’une évolution à travers le temps. 6