La Cellule PDF - 1ère Année Sages-femmes et ISP

INSFPM de CONSTANTINE ère 1 Année Sages-femmes et ISP Enseignante : Mme BOUSHABA LA CELLULE I - GENERALITES SUR LA CELLULE ET CONCEPT CELLULAIRE La première impression donnée par le monde des vivants est sa grande diversité ainsi donc, en par...

INSFPM de CONSTANTINE ère 1 Année Sages-femmes et ISP Enseignante : Mme BOUSHABA LA CELLULE I - GENERALITES SUR LA CELLULE ET CONCEPT CELLULAIRE La première impression donnée par le monde des vivants est sa grande diversité ainsi donc, en parlant des cellules, ces dernières ne sont pas toujours les mêmes chez tous les organismes vivants. En effet il existe deux types de cellules : Cellule procaryote = cellule à noyau primitif, exemple : les bactéries. Cellule eucaryote = cellule a noyau développé, exemple : la cellule animale. Les différences fondamentales entre ces deux types de cellules sont essentiellement : La cellule procaryote ne possède pas d'enveloppe nucléaire ni d'organites intracellulaires, mais présente une structure spécifique appelée mésosome et qui joue le rôle de la mitochondrie, et une paroi doublant la membrane plasmique. La cellule eucaryote, possède une enveloppe nucléaire et des organites intracellulaires, mais ne présente pas de paroi. La taille d'une cellule peut aller de 1000 Angstrom à 3 microns chez les bactéries, et de 1 à 20 microns chez une cellule animale. La forme de la cellule eucaryote peut être globulaire (leucocyte) ou polyédrique (cas de cellules groupées comme les cellules hépatiques par exemple), cependant elle peut prendre une forme adaptée à sa fonction, exemple : cellule nerveuse, fibre musculaire. Les activités cellulaires peuvent être soit : Végétatives c'est-à-dire impliquées dans les fonctions nécessaires pour l'entretien de la cellule telles que l'assimilation et l'excrétion des produits de déchets. De croissance et de reproduction c'est-à-dire la mitose et la méiose. Spécialisées, il s'agit de certaines activités cellulaires qui sont devenues prédominantes tandis que d'autres deviennent moins importantes ou peuvent même être perdues. Exemple : la cellule nerveuse est spécialisée dans la transmission de l'influx nerveux (elle est hyperexcitable) par contre elle perd toute activité de reproduction. Entre la forme de la cellule, la quantité relative des divers organites quelle contient et la fonction particulière quelle est appelée à accomplir. Examinons maintenant quelques unes des spécialisations des cellules : 1. Cellules reliant les parties du corps Fibroblaste Érythrocyte (globule rouge). Cette cellule transporte l'oxygène dans le sang. Sa forme ronde et biconcave lui procure une grande surface qui favorise l'absorption d'oxygène 2. Cellules recouvrant ou tapissant les organes Cellule épithéliale : D’une forme hexagonale, ce qui permet aux cellules épithéliales de s'assembler en feuillets. 3. Cellules produisant une action mécanique dans les organes et déplaçant les parties du corps : Cellule musculaire squelettique (striée) et cellule musculaire non striée. Ces cellules sont longues et remplies de nombreux filaments contractiles (microfilaments) qui leur permettent de se contracter avec force et d'actionner les os ou de modifier la taille des viscères. 4. Cellules emmagasinant des nutriments Cellule adipeuse. La grande taille et la forme sphérique de la cellule adipeuse est le fait d'une grosse gouttelette de lipide dans son cytoplasme (inclusion cytoplasmique). Page 1 Mme BOUSHABA 5. Cellules luttant contre la maladie Macro phagocyte. Cette cellule projette en avant de longs pseudopodes (« faux pieds ») grâce auxquels elle se déplace dans les tissus à la recherche des foyers d'infection. 6. Cellules recueillant l'information et régissant les fonctions de l'organisme Cellule nerveuse (neurone). Cette cellule possède de longues ramifications qui lui permettent de recevoir des messages et d'en transmettre à son tour à d'autres structures de l'organisme 7. Cellules assurant la reproduction Ovocyte (chez la femme). La plus grosse cellule du corps. Elle contient de nombreux exemplaires de tous les organites qui sont répartis entre les cellules filles lorsque l'ovule fécondé se divise pour constituer l'embryon Spermatozoïde (chez l'homme). Cette cellule est longue et profilée. Elle est faite pour nager jusqu’à l'ovule qu'elle féconde. Elle possède un flagelle qui bat comme un fouet et lui permet d'avancer II - MEMBRANE PLASMIQUE Le terme membrane (du latin membrana : peau qui recouvre les membres) désigne une structure multimoléculaire qui enveloppe les cellules et délimite leurs organites. La cellule procaryote ne possède qu'une membrane périphérique, alors que la cellule eucaryote, en plus de la membrane qui l'entoure a développé tout un réseau de membranes internes délimitant et organisant divers compartiments intracellulaires. Dans un environnement aqueux, les phospholipides et les sphingolipides forment naturellement une bicouche de lipides avec des groupements polaires à l'extérieur les chaînes hydrocarbures non polaires à l'intérieur. Ils sont de base structurale de toutes les membranes biologiques. Cette bicouche lipidique au centre de laquelle les pôles hydrophobes se font face constitue la structure de base de la membrane plasmique. es protéines sont également des constituants essentiels de la membrane plasmique. Les protéines membranaires périphériques sont lâchement fixées à la surface externe et sont relativement faciles à enlever. Les protéines intégrales sont incorporées dans la membrane et ne peut les séparer sans détruire la membrane. Certaines émergent de l'intérieur ou de l'extérieur de la surface membranaire, alors que les protéines transmembranaires s'étendent complètement dans la bicouche et possèdent les deux domaines intracellulaire et extracellulaire. Les glucides entrent également dans la constitution de la membrane plasmique et sont sous forme de glycoprotéines et une petite partie sous forme de glycolipides. L'échange de lipides d'un feuillet à l'autre (flip flop) est possible mais lent, contrairement aux mouvements latéraux de ces lipides au sein d'un même feuillet qui donnent aux membranes une certaine fluidité leur conférant un état dynamique. Cette plasticité autorise les fusions membranaires lors des mécanismes d'endocytose, d'exocytose, et de tout transport vésiculaire. Le processus de transport de part et d'autre de la membrane le plus simple est la diffusion facilitée, dans ce cas le produit se lie à une protéine membranaire spécifique d'un côté de la membrane et est transporté de l'autre côté. Le transport actif est un mécanisme plus complexe car il doit être couplé à une source d'énergie le plus souvent l'hydrolyse de l'ATP. Page 2 Mme BOUSHABA III – ORGANITES CELLULAIRES Un organite est un élément cellulaire présent dans le cytosol responsable d'une fonction déterminée. Toutes les fonctions métaboliques des bactéries sont assurées dans un compartiment unique délimité par une barrière semi – perméable : la membrane plasmique. Les cellules animales ou végétales (eucaryotes) ayant un volume mille fois plus grand que celui des bactéries les réactions chimiques contrôlées spécifiquement par les enzymes sont si nombreuses et d'une telle complexité, qu'elles sont effectuées dans des multiples petites "usines chimiques", spécialisées et délimitées par des membranes : ce sont les organites. Les principaux organites des cellules eucaryotes sont : Le noyau, les mitochondries, le réticulum endoplasmique lisse, le réticulum endoplasmique rugueux, les ribosomes, l'appareil de Golgi, les lysosomes et les peroxysomes. 1 – LE NOYAU Le noyau eucaryote contient l'information génétique de la cellule répartie en plusieurs chromosomes, comprenant chacun une seule molécule d'ADN. Il est isolé du cytoplasme par une double membrane appelée l'enveloppe nucléaire qui contient des pores permettant le passage de molécules assez grandes. Le noyau est le siège de la transcription de l'ARN messager, ces molécules d'ARN traitées pénètrent dans le cytoplasme où elles seront traduites dans les ribosomes. Les cellules possèdent en général un seul noyau sphérique situé en leur centre, il en existe cependant, comme les fibres musculaires striées, qui en ont plus d'une centaine. Le noyau est constitué du nucléoplasme dans lequel baignent la chromatine et plusieurs structures plus ou moins sphériques observables au microscope optique, les nucléoles, qui sont le lieu de synthèse des ARN ribosomiaques et de l'assemblage partiel des ribosomes. La machinerie nucléolaire disparaît lorsque la cellule entre en division, puis réapparaît dans le noyau de la cellule fille. Les grandes fonctions du noyau sont donc : Stockage de l’information génétique, Réplication et transmission de l’information génétique, Expression et traitement de l’information génétique. 2 – LES MITOCHONDRIES La respiration cellulaire, processus d'oxydation de nutriments pour générer l'énergie sous forme d'adénosine 5'- triphosphate ATP, se déroule dans la mitochondrie. Ces organites sont approximativement, de diamètre égal à 1-2 micromètres, la cellule peut contenir entre 1 000 et 2 000. Elles sont composées d'une membrane externe lisse et d'une membrane interne qui contient des replis appelés crêtes. Elles contiennent une petite molécule d'ADN circulaire, un ARN spécifique à la mitochondrie et des ribosomes sur lesquels sont synthétisées certaines protéines mitochondriales. Cependant la majorité des protéines mitochondriales est encodée par l'ADN nucléaire et synthétisée dans le cytoplasme. Ces protéines possèdent des séquences de signalisation spécifiques qui les envoient vers les mitochondries. Page 3 Mme BOUSHABA  3 – RETICULUM ENDOPLASMIQUE Le réticulum est un système membranaire extensif à l'intérieur du cytoplasme; il prolonge l'enveloppe nucléaire. Il existe deux formes visibles dans la majorité des cellules. Le réticulum endoplasmique lisse (SER) porte plusieurs enzymes liées à la membrane, outre celles qui participent à la biosynthèse de certains lipides, à l'oxydation et à la détoxication des composés étrangers (xenobiotiques) tels les médicaments. Le réticulum endoplasmique rugueux (RER) appelé ainsi car il est parsemé de ribosomes. Ces derniers synthétisent spécialement les protéines destinées à la sécrétion par la cellule, telles que les protéines du lait ou celles destinées à la membrane plasmique ou à certains organites. Une partie des protéines de la membrane plasmique qui sont initialement incorporées dans la membrane du RER, sont transloquées à l'intérieur de l'espace (lumen) du RER où elles seront modifiées souvent par la glycolysation. Les lipides et les protéines synthétisés sur le réticulum endoplasmique sont transportés vers l'appareil de Golgi qui les modifiera d'avantage, les triera et les conduira à leurs destinations finales. 4 – APPAREIL DE GOLGI C'est un organite cellulaire présent dans toutes les cellules, participant à la maturation finale et tri des protéines membranaires et sécrétées. L'appareil de Golgi est un empilement de sacs membranaires (saccules golgiens) entourés de vésicules golgiennes, l'ensemble étant localisé près du noyau de la cellule. Cet organite est polarisé : la face proche du noyau (face cis) est associée au réticulum endoplasmique rugueux, la face opposée (face trans.). Les protéines synthétisées au niveau du RER sont transportées par des petites vésicules vers l'appareil de Golgi, lors de leur cheminement, des enzymes situées dans les saccules golgiens assurent la fixation de sucre sur les chaînes polypeptidiques (glycosylation) et éventuellement la fixation de groupements phosphates ou sulfates. Les protéines ainsi modifiées sont triées et selon leurs spécificités transportées vers leur destination finale. Page 4 Mme BOUSHABA  5 – LES LYSOSOMES Sont des petits organites délimités par une membrane, ils bourgeonnent de l'appareil de Golgi et contiennent diverses enzymes capables de dégrader les protéines, les acides nucléiques, et les glucides. Les lysosomes jouent un rôle important de dégradation intracellulaire soit de certains composés cellulaires permettant ainsi leur renouvellement, soit de substances ayant pénétré dans la cellule par endocytose. 6 – LES PEROXYSOMES Ce sont des organites cytoplasmiques entourés par une simple membrane, responsable de l'oxydation de certains composés cellulaires (sans récupération d'énergie sous forme d'ATP comme dans les mitochondries) et la détoxification cellulaire. Ainsi la moitié de l'alcool consommé est dégradé dans les peroxysomes. Les peroxysomes contiennent l'enzyme catalase qui dégrade l'eau oxygénée (H2O2) en eau (H2O) et en oxygène (O2). 7- LES VACUOLES Ce sont des réserves temporaires, de substances dissoutes. Elles sont petites et nombreuses dans les cellules animales, et peuvent contenir aussi des produits de la digestion cellulaire. 8- LE CYTOSQUELETTE Le cytosquelette est un réseau complexe de filaments et tubules protéiques qui s’étendent dans tout le cytoplasme il confère à la cellule l'essentiel de ses propriétés mécaniques. Contrairement au squelette osseux qui est rigide, le cytosquelette cellulaire est une structure très dynamique qui se réorganise continuellement au cours des différents événements cellulaires (migration, division, etc.) Tous les éléments du cytosquelette sont des structures protéiques allongées. Trois types principaux de structures protéiques constituent le cytosquelette : Les filaments d'actine (microfilaments), Les filaments dits intermédiaires : sont diversifiés exemple kératine pour les cellules épithéliales et desmine dans les cellules musculaires, et Les microtubules. Page 5 Mme BOUSHABA V- LA VIE CELLULAIRE La cellule passe par plusieurs stades : Naissance, croissance, maturité, reproduction, sénescence, mort. 1- Fonction de nutrition Pour qu’une cellule puisse vivre, il faut qu’elle emprunte au milieu où elle se trouve les matières essentielles à sa croissance, à l’entretien de son activité et à la réparation de son usure. Une partie peut être accumulée dans la cellule sous forme de réserves, qui vont lui permettre de subsister si les conditions deviennent défavorables. Anabolisme : synthèse de la cellule de sa propre matière vivante. Catabolisme : dégradation des constituants usés de la cellule. Métabolisme : ensemble anabolisme+catabolisme. 2- La respiration Oxydoréduction : à l’intérieur de la cellule en présence d’O2, des réactions chimiques vont se produire et vont aboutir à la dégradation des glucides. Ces réactions chimiques vont produire de l’énergie, elles s’effectuent au niveau des mitochondries. 3- Croissance et reproduction Parvenu à la maturité, la cellule va se diviser et donner naissance à deux cellules filles. La division peut s’effectuer de deux manières différentes : Division directe ou amitose : chez un être unicellulaire, avec étranglement du cytoplasme et du noyau. Mitose ou division indirecte : chez un être pluricellulaire. 4-La mort cellulaire La cellule meut lorsque le métabolisme et les fonctions vitales s’arrêtent. Elle peut se faire par nécrose (suicide de la cellule) ou par apoptose (mort programmée). Le cadavre cellulaire sera ensuite digéré par les macrophages. Page 6 Mme BOUSHABA