2. Biologie cellulaire PDF

Intro dimanche 13 octobre 2024 09:01 Biologie cellulaire = étude de la cellule eucaryote et ses organites Cellule : □ = Plus petite unités de base □ De tous les êtres vivants □ Capable de se reproduire de façon autonome □ 10.1018 (10 trillion) dans...

Intro dimanche 13 octobre 2024 09:01 Biologie cellulaire = étude de la cellule eucaryote et ses organites Cellule : □ = Plus petite unités de base □ De tous les êtres vivants □ Capable de se reproduire de façon autonome □ 10.1018 (10 trillion) dans l'être humain □ Visible sous microscope (µm) Types: □ Eucaryotes = cellules qui ont des membranes autour du noyau et organites □ Procaryotes = cellules sans noyau, sans membranes autour des organites - toujours unicellulaire À savoir: □ Organites -> fonctions spécialisées □ Fonctions : Digestion : Lysosomes + membrane cellulaire, Respiration : Mitochondries ◊ --> Créer de l'énergie (food -> ATP, qui permet…) ◊ -> se reproduit : centrioles (in cytoplasme oft near noyau)- chromosomes (dans le noyau) ◊ -> synthétise : des ribosomes = noyau, synthétise des acides aminés = ribosomes (in cytoplasme) Cellule animale - Membrane cellulaire - Noyau ○ Contient l'information génétique - Cytoplasme - Centrosome ○ Microtubule ○ Rôle : division cellulaire - Mitochondrie ○ Respiration -> création de l'énergie - Ribosomes Cellule végétale : - Pareil mais : ○ Large Vacuole ○ Chloroplaste = Photosynthèse Donc cellules Autotrophe ○ Paroi cellulosique Rend la structure plus forte Eucaryotes vs Procaryotes : 2. Biologie cellulaire Page 1 Eucaryotes vs Procaryotes : - Information génétique délimité par le noyau 2. Biologie cellulaire Page 2 Membrane : Composition et rôle 136 - 151 mardi 15 octobre 2024 09:57 Overview : - Composition ○ Bicouche phospholipidique ▪ Semi-perméable ○ Cholestérol ▪ fluidité ○ Protéines intramembranaire ▪ Communication ▪ Adhésion cellulaire ▪ Passage - transporteurs ▪ Activité enzymatique ○ Protéines intracellulaire ▪ Soutien de la membrane ○ Glucides (Glycoprotéine et Glycolipide) ▪ Marqueur d'identité - recognition cellulaire - Rôle : ○ Barrière physique ▪ Bicouche phospholipidique ○ Communication et échanges ▪ Protéines intramembranaire □ Transporteurs □ Récepteurs ▪ À travers membrane ○ Reconnaissance cellulaire ▪ Glycolipides et glycoprotéines ○ Cohésion intercellulaire ▪ Protéines intramembranaire - Propriété : 1/ Très fin 2/ Semi-perméable = sélective 3/ Fluide ○ Phospholipides se déplacent facilement ○ Cholestérol assure la fluidité ○ Phospholipides avec acides gras insaturés ○ --> Augmenté quand température est haute 2. Biologie cellulaire Page 3 Composition samedi 2 novembre 2024 23:21 Composition de la membrane plasmique ○ 75% Bicouche phospholipidique ▪ Chaque phospholipide □ Queue hydrophobe : 2 bras = acides gras Vers l'intérieur □ Têtes hydrophile Glycérol Groupes Phosphatique vers l'extérieur ▪ = Fluide □ Car pas de liaisons fortes entre les phospholipides ○ 20% Cholestérol ▪ Rôle : □ Stabilité Quand en faible nombre □ Fluidité Quand en grande nombre ○ Protéines intramembranaire (transmembranaire) ▪ Rôle: CAPE □ Communication : Récepteurs ◊ Recevoir et transmettre signaux extracellulaires pour déclencher des réponses intracellulaire □ Adhésion cellulaire Aident les cellules à adhérer entre elles ou à la matrice extracellulaire □ Permettre le Passage = transporteurs Nutriments ◊ Eg Glut 4 (permet glucose de rentrer et sortir) Déchets Oxygène □ Activité Enzymatique : Certaines catalyse des réactions au niveau de la membrane ▪ Partie hydrophobe et partie hydrophile ○ Protéines intracellulaire (périphérique) ▪ Rôle : □ Soutien de la membrane □ Relient les protéines intramembranaire aux fibres du cytosquelette ○ Glucides : ▪ Glycoprotéine (glucide et protéine) et Glycolipides (glucide et lipide) □ Où : Groupes glucidiques sont présents sur la surface extérieure de la membrane plasmique □ Rôle: Marqueurs d'identité = reconnaissance cellulaire 2. Biologie cellulaire Page 4 Rôle samedi 2 novembre 2024 23:21 ○ Barrière physique : ▪ Délimite tout l'intérieur de la cellule ▪ Protège la cellule ○ Communication, échanges ▪ Protéines intramembranaire □ Passage avec les transporteurs □ Récepteurs -> reçois signaux pour déclencher réponses intracellulaire ▪ Ou passage à travers la membrane □ Car membranes fluide Phospholipides peuvent bouger comme une fluide Acides gras insaturés (coudes) ◊ Besoin de acides gras saturés pour ne pas avoir un membrane trop perméable ○ Reconnaissance cellulaires ▪ Glycolipides et glycoprotéines ○ Cohésion intercellulaire ▪ Protéines intramembranaire 2. Biologie cellulaire Page 5 Propriétés samedi 2 novembre 2024 23:17 1/ Très fin 2/ Semi-perméable = sélective 3/ Fluide ○ Phospholipides se déplacent facilement ○ Cholestérol assure la fluidité ○ Phospholipides avec acides gras insaturés Adaptation de la fluidité de la membrane - Influencée par la température : ○ Si température haute ▪ Membrane devient trop fluide et perméable ▪ Réaction : □ Augmentation de phospholipides saturés pour retrouver un équilibre (combler les trous) ○ Si température basse ▪ Membrane devient trop rigide et imperméable ▪ Réaction : □ Augmentation de phospholipides insaturés (coudes) pour espacer les éléments □ Augmentation de cholestérol pour augmenter la fluidité 2. Biologie cellulaire Page 6 Transport passif samedi 2 novembre 2024 23:14 Transport passive ○ Déplacement des molécules à travers la membrane plasmique ○ Car dans le sens du gradient de concentration ▪ Passage d'une zone de plus de concentration vers une zone de moins de concentration ▪ À travers la membrane cytoplasmique ▪ Pour équilibrer les concentration □ Milieu intracellulaire vers extracellulaire □ Ou milieu extracellulaire vers intracellulaire ▪ Donc pas besoin d'ATP !! Comment ? ○ Diffusion (Passif) facilitée - par transporteurs (protéine intramembranaire) ▪ 3 types: □ Uniport Un seul type de molécule Dans un seul sens □ Symport (Co-transport) Deux molécules ou plus Dans un seul sens □ Antiport (Co-transport) Deux molécules ou plus Dans les sens opposés ▪ Pour faire passer les ions - K+, Na+, Ca…. qui ne peuvent pas rentrer à travers la membrane plasmique ○ Diffusion (Passif) simple - Traverser directement la membrane plasmique (principale barrière = partie hydrophobe de la mp) ▪ Quoi ? □ Petites molécules polaires hydrophiles Eg. Ethanol Eg Eau (par osmose) ◊ Diffusion d'eau ◊ d'un milieu hypotonique (faible concentration en soluté) vers milieu hypertonique (haute concentration en soluté) ◊ À travers une membrane semi-perméable □ Petites molécules de gaz Eg. O2 et CO2 à travers les membranes plasmique des alvéoles vers le sang □ Molécules liposolubles (par propriété hydrophobes) □ Pas: Grosses molécules (Glucose, protéines..) Molécules solubles dans l'eau (polaires) Ions Osmose = ▪ Diffusion d'eau ▪ à travers un membrane semi-perméable d'une : ▪ Zone hypotonique (concentration en soluté faible) ▪ Vers une zone hypertonique (concentration en soluté haute) ▪ pour équilibrer la concentration ○ Dans une globule rouge : ▪ Dans solution hypotonique = (en dessous 0.9% de NaCl) □ Turgescence □ Si diffusion d'eau rentre à un moment, globules rouges éclates ▪ Dans Solution isotonique = 0.9% de NaCl □ = quand concentration en parfait équilibre entre le milieu intracellulaire et le milieu extracellulaire □ Osmose se passe dans les deux sens ▪ Dans une solution hypertonique = (au-dessus 0.9% de NaCl) □ l'eau passe de l'intracellulaire vers l'extracellulaire □ Donc globule se déshydrates □ = globules en plasmolyse (crénelé) (moly = soft ; cren = lions spiky 2. Biologie cellulaire Page 7  □ = globules en plasmolyse (crénelé) (moly = soft ; cren = lions spiky main) ○ Dans une cellule végétale : ▪ Membrane cellulosité ? □ Plus résistant ▪ Quand pas assez arrosé = dans milieu hypertonique □ Sortie importante d'eau □ Vacuole centrale perd de l'eau □ Plante sera fané mais pas dans une forme crénelé ▪ Quand trop arrosé = dans milieu hypotonique □ Vacuole sera engourdie □ Mais va pas éclaté ○ Dialyse rénale ou hémodialyse : ▪ Quand reins ne fonctionnent plus bien □ utilise la phénomène de l'osmose - par diffusion simple facilité pour débarrasser certains déchets toxiques à travers une membrane ("rein artificiel") □ Quand trop d'eau -> élimine via la solution en dialyse □ Aussi pour éliminer les toxines Aquaporine = protéine transmembranaire - Spécifique pour le transport de l'eau (exclusivement) ○ Beaucoup plus rapide ○ = Passif ▪ Pas besoin d'ATP ▪ Passage d'un milieu plus concentré vers un milieu moins □ Dans le sens du gradient de concentration □ Grace à la protéine transmembranaire ▪ Équilibre les concentrations d'eau ○ Nombreuses dans les cellules rénales ▪ L'eau est éliminé principalement par les reins 2. Biologie cellulaire Page 8 Diffusion actif mardi 5 novembre 2024 09:06 Diffusion actif - Passage de molécules contre le gradient de concentration ○ = d'un milieu moins concentré vers un milieu plus concentré ▪ Nécessite de l'ATP ▪ Nécessite une protéine transmembranaire ▪ Système de transport comme pour passif: □ Uniport 1 seule type de molécule □ Symport 2 types de molécules dans la même direction □ Antiport 2 sens et de 2 types - Eg. Pompe à Na+ / K+ (sodium potassium) ○ Transport actif et antiport (1/3 de l'énergie d'une cellule utilisé par la pompe) ○ Pour chaque : ▪ Molécule d'ATP □ --> ADP + P --> phosphorylation du protéine par l'atp provoque changement du structure et permet ---> ▪ 3 Na+ sont exporté (vers milieu extracellulaire ou concentration en Na+ plus importante), NAh, NAh, NAh out you go □ Avec l'aide de ATP qui phosphorise l'antiport □ Antiport change de formation et tourne vers exterieur ▪ et 2 K+ sont importés (vers milieu intracellulaire ou concentration en K+ est plus importante) OK OK, come in □ Car nouvelle structure a plus d'affinité pour K+ □ Ce qui provoque la déphosphorylation de la protéine □ --> retour de la protéine à sa conformation originelle ○ Trouve dans les influx nerveux - MAIS Transport couplé ○ Protéine membranaire transporte : ▪ Na+ dans la cellule suivant le gradient de concentration ▪ + une molécule de glucose simultanément contre le gradient de concentration □ Pas de ATP ▪ Gradient de Na+ est maintenu via pompe Na - K - Eg. Pendant les contractions des muscles - Eg. Dans l'estomac Transport actif en vrac (toujours besoin de l'ATP): - Exocytose (cyt - Os --> cyt because cytoplasme, Os because vésicules) ○ Elimine des substances vers l'extérieur (produits utiles de métabolisme et les déchets) ○ Par fusion des vésicules, contenant ces substances, sur les membranes ▪ Eg. neurotransmetteurs libérés par cellules nerveuses - Endocytose ○ Fait rentrer des substances vers l'intérieur de la cellule ○ Par: ▪ Cellule détecte substance à sa surfaces (eg. nutriments) ▪ Invagination de la membrane plasmique créant une poche autour de cette substance ▪ Poche se referme formant une vésicule ▪ Qui se déplace vers l'intérieur de la cellule ○ E.g ▪ Phagocytose 1/ Pathogène ou particule alimentaire invaginer dans la cellule macrophage Cytosquelette aide à former la vésicule □ Lysosomes qui se fusionner avec la vésicule et le digère □ Les produits sont éliminés par exocytose ? ○ Rôle: ▪ Immunitaire ▪ Nutrition 2. Biologie cellulaire Page 9 ▪ Nutrition 2. Biologie cellulaire Page 10 Les organites mardi 5 novembre 2024 09:54 Noyau Mitochondrie Réticulum endoplasmique - 2 type: ○ Lisse ○ Rugueux Appareil de Golgi Ribosomes Membrane plasmique Vacuole Cytosquelette Lysosome : - Pour digestion 2. Biologie cellulaire Page 11 Système Endomembranaire lundi 2 décembre 2024 21:57 Système endomembranaire Ensemble d'organites : ○ Membrane externe du noyau ○ RER ○ REL ○ Appareil de Golgi ○ Vésicules ○ Lysosomes ○ Membrane cytoplasmique = Composés de mêmes membranes Travaillant de concert pour assurer : ○ Production ▪ Protéines = □ nucléole (ribose) □ ribose, RER ▪ Lipides, glucides, hormones stéroïdiennes □ = REL ○ Stockage ▪ Appareil de Golgi ○ Exportation de molécules ▪ Vésicules de transition ▪ Exocytose ○ Et dégradation de substances nocives ▪ Lysosomes (y compris virus / bactéries et autres) 2. Biologie cellulaire Page 12 2. Biologie cellulaire Page 13 Noyau et Nucléole mardi 5 novembre 2024 09:56 Noyau : - Contient toute la matière génétique de la cellule ○ = ADN ▪ Dirige la synthèse des protéines Caractéristiques : - Enveloppe nucléaire ○ Double membrane de phospholipides ▪ Membrane externe est en continuité avec le RER/G ○ Avec pores nucléaires ▪ Permettent passage de petites molécules du nucléoplasme vers le cytoplasme et l'inverse - Ports nucléaire ○ Passage sélectif ▪ Petites molécules eg. ARNm - Nucléole ○ ARNr ▪ = pour synthèse des ribosomes □ ARNr et protéines de ribosomes pré-assembler dans le nucléole - Nucléoplasme Matière génétique - = milliers de gènes ○ Si déroulé = 2m de long - Dans la nucléoplasme ○ = sous forme de Chromatine ▪ = ADN enroulée par les histones. ▪ = l'ADN décondensée □ Euchromatine ▪ Same colour when attempt to dye ▪ -> sous forme de filaments - Lors de la division cellulaire : ○ Chromosome ▪ = Chromatine compacter encore plus ▪ = forme la plus condensée de l'ADN □ = hétérochromatine ▪ = different colour when dyed ▪ -> sous forme de □ 22 paires de chromosomes autosomes □ Et 1 paire de chromosome sexuelle Chromosome - Chez de l'humain : - 46 chromosomes - 23 paires homologues ▪ Meaning similar shape, size and gène content; différent allèles (formes of same gène) ▪ (pratiquement identique : un de maman, un de papa (chaque 2. Biologie cellulaire Page 14  ▪ (pratiquement identique : un de maman, un de papa (chaque parent)) ▪ Chromosomes autosomes : □ 22 paires □ Tous nos caractères ▪ Chromosomes sexuelle □ Pas homologue (vérifie) - Anomalies : ▪ Peut avoir des conséquences plus ou moins sévères - Mitose : ▪ Du mère à 2 cellules filles - Caryotype ▪ l'ensemble des chromosomes durant division cellulaire organisée sous un format standard ▪ Utile car matière génétique seulement visible lors qu'il est en forme de chromosomes □ Donc peut voir s'il y a un anomalie □ Traiter maladies génétique □ Déterminer le sexe de l'individu ▪ Testes pour voir caryotypes: □ Prises de sang ▪ Permet de voir s'il y a des anomalies chez l'enfant □ Amniocentèse ▪ = ponction pour tester la liquide amniotique ▪ Voir les anomalies 2. Biologie cellulaire Page 15  Ribosome samedi 9 novembre 2024 22:54 Structure: 2 sous-unités ○ Préformées dans le nucléole ○ Assemblées dans le cytoplasme ○ Chacun composées d'ARNr et de protéines ○ + ARNm + les ARNt ▪ --> permet de traduire ARNm en protéines Où ? Libre dans le cytoplasme Sur le RER Dans les mitochondries et chloroplastes ○ ARNr + protéines ribosomique des 2 sous-unités sont assemblés dans le nucléole ○ Puis les sous-unités sont assembler dans le cytoplasme Rôle : Site de synthèse des protéines ARNm et ARNt combinés avec les 2 sous-unités ○ Permet de traduire l'ARNm en protéines 2. Biologie cellulaire Page 16 Réticulum endoplasmiques (RE) lundi 2 décembre 2024 11:15 Structure : - Bicouche phospholipidique RER ou REG (RE rugueux ou granuleux) : - Citernes créant un réseau d'espaces aplatis - Rôle : ○ Lieu de la synthèse de protéines ▪ Pour être exportées hors de la cellule ▪ ou incorporées dans la membrane plasmique ○ Lieu de modification des protéines ▪ Eg. ajout de glucide pour faire des glycoprotéines ○ Lieu de maturation, tri et transformation des protéines - Vésicules : ○ De transition : ▪ Protéine fabriqué par ribosome, pénètre dans citerne ▪ Production de vésicule contenant la protéine + sucre (glycoprotéine) ▪ Par l'invagination de la membrane cytoplasmique ▪ Pour être transporter vers l'appareil de Golgi ○ De membrane □ Pour porter de nouvelle membrane pour d'autres organites ○ Sinon : ▪ Protéine s'incorpore à la membrane du RER □ Compense la perte de membrane causée par les émissions de vésicules RE lisse (REL) - Structure tubulaire - Rôle : ○ Lieu de la synthèse de : ▪ Glucides ▪ Lipides ▪ Hormones stéroïdiennes ○ Réserve de Ca+ (dans cellules musculaire - important pour contraction musculaire) ○ Détoxification (drogues, médicaments) ○ Production de Vésicules de membranes La proportion de RER et REL varie selon le rôle de la cellule : - Cellules qui synthétisent des protéines destinées à être sécrétées ○ RER très développé ○ Eg. lymphocytes B (secrète des anticorps) - Cellules qui synthétisent beaucoup de lipides ○ REL très développé ○ Testicules ○ Cerveau ○ Foie 2. Biologie cellulaire Page 17 L'appareil de Golgi (AG) lundi 2 décembre 2024 21:23 Structure : - Empilement de saccules aplatis - 2 faces : ○ Face cis : réceptionne les vésicules cont. les ▪ Protéines ▪ Lipides □ Produites par les RE ○ Face trans : envoie les protéine matures Rôle : - Lieu de: ○ Maturation ○ Tri ○ Transformation ▪ des protéines et lipides produites dans la cellule - Produit des lysosomes 2. Biologie cellulaire Page 18 Lysosomes lundi 2 décembre 2024 22:16 Vésicules produites par appareil de Golgi - Consiste de : ○ Simple membrane cytoplasmique ○ Enzymes digestives - Rôles : ○ Digestion ▪ Matière org. Morte, veille, défectueuse ou nocive ○ Nutrition ▪ Recup de matières réutilisables pour la cellule ○ Protection ▪ Contre virus / bactéries / substances nocives Hétérophagie - eating of other 1. Endocytose ou phagocytose (macrophage) d'un corps étranger 2. = création d'un endosome / hetero-phagosome 3. Lysosome primaire se lie avec l'endosome 4. --> Lysosome secondaire 5. Digère le corps étranger 6. --> corpuscule résiduel 7. Exocytose des déchets Autophagie : - eating of own products 1. Réticulum lisse englobe vieille ou défectueuse organite 2. Autophagosome (vesicule) est formé autour 3. Lysosome primaire se fusionne avec l'autophagosome 4. --> lysosome secondaire 5. Organite est digéré 6. --> corpuscule résiduel 7. Exocytose des déchets 2. Biologie cellulaire Page 19 Peroxysomes lundi 2 décembre 2024 22:52 Structure (vésicule) : - Bicouche phospholipidique ○ contenant bcp d'enzymes - Rôle ○ Dégrade H2O2 ▪ Toxique pour système nerveux ▪ --> H2O + 1/2 O2 2. Biologie cellulaire Page 20 Mitoch. vs Chloroplastes lundi 2 décembre 2024 22:55 Mitochondries - Structure ○ 2 membranes ○ Matrice ○ Propre ADN ▪ Permet synthèse de protéines spécifiques à la mitochondrie ○ ARN ○ Ribosomes ○ Enzymes ○ Eau + sels minéraux - Rôle : ○ Site de respiration cellulaire (transformation de sucres) ▪ --> génère de l'ATP Chloroplastes - Uniquement dans cellules végétales - Structure ○ 2 Membranes ○ Granum fait de plusieurs disque thylakoide ○ ADN ○ ARN ○ Ribosomes ○ Enzymes - Rôle ○ Site de photosynthèse ▪ Utilise lumière pour générer de l'ATP et synthétiser des sucres 2. Biologie cellulaire Page 21 Vacuoles lundi 2 décembre 2024 23:06 - Origine : ○ Produites par les REL ○ Tonoplaste = membrane de la vacuole ○ Vésicule de réserve : ▪ Eau ▪ Sel minéraux ▪ Sucres ▪ Enzymes ▪ Pigments ▪ Déchets ○ Rôle : ▪ Maintien de l'équilibre hydrique (homéostatique) ▪ Turgescence / plasmolyse ▪ Protection cellulaire ▪ Détoxification 2. Biologie cellulaire Page 22 Cytosquelette 220 lundi 2 décembre 2024 23:09 Structure : - Fibres protéiques ○ 3 types : ▪ Microfilament d'actine - actress perles □ Structure : 7nm diamètre 2 chaines protéique entrelacées Chaque "perle" = l'actine (+ myosine dans les cellules musculaires) □ Rôle : Mouvements cellulaires ◊ Contraction des cellules musculaires Division cellulaire ◊ Etranglement (neckless) après la migration chromosomial ▪ Microtubule - micro penis : organises, moves and divides □ Structure : 25nm diamètre Protofilaments ◊ = Protéines : Tubuline α et tubuline β Collé en forme de cylindre creux Organisé grâce aux centrioles ◊ Centrosome = 2 centrioles Dynamique □ Rôle : Organisation du cytoplasme Mouvement cellulaire ◊ Cils / flagelles Division cellulaire ◊ Migration des chromosomes vers 2 pôles de la cellule avant etranglement ▪ Filaments intermédiaire - intermediate creates stability □ Structure : 10nm diamètre Composant les plus stables du cytosquelette Composition : ◊ Vimentine = stabilité ◊ Kératine = présente dans les cellules épithéliales □ Rôle : Structure et support cellulaire Ancre les cellules ensembles Ou Rôle 2. Biologie cellulaire Page 23 Rôle - Cellule : ○ Assure la forme de la cellule ○ Contractilité et motilité ▪ Cils ▪ Flagelles - Organites : ○ Ancrent les organites en des sites précis ○ Déplacement des organites ▪ Eg. chromosomes 2. Biologie cellulaire Page 24 Animal vs vegetale vs procaryote mardi 3 décembre 2024 11:18 Cellule eucaryote Cellule procaryote Type Animal végétale Bactérie Taille 10-100 µm 10-200 µm 1-10 µm Paroi absente Présente présente cellulosique Membrane plasmique Présente Présente Présente Enveloppe nucléaire Présente Présente Absente Matériel genetique Plusieurs chromosomes Plusieurs chromosomes 1 chromosome Organites pour tout RER, REL, Golgi, Ribosomes, lysosomes, peroxysomes, cytosquelette, Pas d'organites sauf : O specifique mitochondries Grande vacuole, chloroplaste, pas de Ribosomes, mésosomes Petite vésicules, pas de chloroplastes, pas de grande vacuole, centrosomes centrosome Métabolisme Hétérotrophe Autotrophe si chloroplaste Autotrophe si chlorophyll 2. 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