Résumé Biologie Cellulaire L1 SNV PDF

# Chapitre 1: La cellule procaryote ## Définition Les cellules procaryotes sont des organismes unicellulaires. Elles n'ont pas un vrai noyau, leur matériel génétique se trouve donc libre dans le cytoplasme. Elles se représentent essentiellement par les bactéries. ## Les bactéries ### Classificat...

# Chapitre 1: La cellule procaryote ## Définition Les cellules procaryotes sont des organismes unicellulaires. Elles n'ont pas un vrai noyau, leur matériel génétique se trouve donc libre dans le cytoplasme. Elles se représentent essentiellement par les bactéries. ## Les bactéries ### Classification * **Archaebactéries**: micro-organismes unicellulaires procaryotes. * **Eubactéries**: majorité des bactéries. ### Reproduction Les bactéries se reproduisent par scissiparité (une simple division en deux de leur cellule). ## Les formes * **Bâtonnet** * **Spirale** * **Sphérique** ## Ultrastructure Au microscope électronique à transmission, la cellule procaryote possède des éléments essentiels et des éléments facultatifs. ### Eléments essentiels * **Paroi**: structure externe qui détermine à la cellule sa forme et sa rigidité. Elle assure la protection et la résistance de la bactérie et les échanges avec le milieu extérieur. * La technique de coloration de Gram, basée sur la composition chimique de la paroi, permet de distinguer les bactéries Gram négatif (apparaissent en rose après coloration de Gram, elles comportent en deux membranes: la membrane externe structurée vers l'extérieur par une paroi épaisse, le peptidoglycane est le constituant majeur de la paroi, perméable à de nombreuses molécules riches en lipopolysaccharides) et les bactéries Gram positif (apparaissent en violet après coloration de Gram, elles n'ont que la membrane plasmique adossée à la paroi épaisse, le peptidoglycane (Po) est le constituant majeur de la paroi (20-80 mm), il se présente sous forme d'un réseau rigide et résistant). * **Membrane plasmique**: structure trifamellaire asymétrique (7,5 nm) qui présente une architecture moléculaire en mosaïque fluide. Elle renferme des protéines, des lipides, et des glucides. Elle assure plusieurs fonctions dont certaines lui sont spécifiques aux procaryotes comme la respiration et les biosynthèses. * **Cytoplasme**: gel aqueux constitué de cytosol, pourvu de cytosquelette et d'organites. Il contient des ribosomes et est le lieu des activités métaboliques comme la transcription et la traduction. * **Nucléotide ou appareil nucléaire**: il se trouve libre dans le cytoplasme et est formé d'une seule molécule bactérienne d'ADN circulaire d'une longueur voisine de celle du chromosome. Il est superenroulé et formant plusieurs boucles grâce à son association à des protéines (histone - like). ### Eléments facultatifs * **Plasmide**: molécule circulaire d'ADN double brin de petite taille. Elles existent et se répliquent de manière indépendante du chromosome. Elles peuvent porter des gènes qui confèrent un avantage sélectif (résistance à un antibiotique). * **Capsule**: structure la plus externe. Recouvrant la paroi de la cellule. Elle est de nature polysaccharidique parfois polypeptidique. La capsule joue un rôle dans l'adhésion des bactéries aux surfaces. * **Flagelle**: expansion membranaire extracellulaire cylindrique dont le nombre et la longueur variable (≤ 20 mm) peuvent aller jusqu'à 20 mm. Il est constitué d'une protéine spécifique, la flagelline, qui permet le déplacement rapide des bactéries mobiles. * **Pilus**: extensions plus courtes que le flagelle. On distingue deux types de pilus: * **Pilis somatiques**: qui servent à l'adhésion aux différentes surfaces. * **Pilis sexuels**: qui assurent le transfert du matériel génétique d'une bactérie à une autre. * **Chromatophores**: systèmes membranaires ou thylakoïdes qui contiennent des pigments photosynthétiques. Ils assurent la photosynthèse. * **Vacuoles à gaz**: petites vacuoles ne contenant que de l'air. Elles sont présentes dans le cytoplasme des bactéries photosynthériques vivant au milieu aquatique. Elles permettent de flotter et se déplacer verticalement. ## La biologie cellulaire ou cytologie La science qui étudie les unités structurales et fonctionnelles communes à l'organisation de tous les êtres vivants. ### Définition de cellule La cellule est l'unité de base du point de vue structural et fonctionnel des organismes biologiques. Toute cellule dérive d'une cellule préexistante par division. ### Classification des cellules * **Eucaryote** (vraie noyau) * **Procaryote** (primitive noyau) # Chapitre 2: La membrane plasmique ## Définition La membrane plasmique est une structure dynamique qui sépare le milieu intracellulaire (hyaloplasme ou cytosol) du milieu extracellulaire. Elle contrôle les échanges entre la cellule et son environnement (60% lipides, 40% protéines). ## Structure et ultrastructure ### Microscopie * **Microscopie électronique à transmission (MET)**: trilamellaire, feuille dense externe (2,5 nm), feuille dense claire (3,5 nm), feuille dense interne (2,5 nm). * **Microscopie électronique à balayage (MEB)**: deux types de techniques sont utilisés, la technique des coupes minces et la technique des répliques. ### Composition chimique | Nature | Propriétés | Fonctions | |-------------------|------------------------------|---------------------------------------------| | Cellule animale | - Phospholipide | - Détermine la structure de base | | | - Cholestérol | - Stabilité mécanique, imperméable aux | | | - Glycolipide | - molécules | | | - Sitostérol | - fluide | | | - Stigmastérol | - Hydrophobe | | Cellule végétale | - Sitostérol | - Hydrosoluble | | | | - Protéines de structure | | Protéines | - Protéines intégrées (intrinsèques) | - Protéines enzymatiques | | | - Protéines périphériques (extrinsèques) | - Protéines de transport | | | - Fluidité | - Protéines de type récepteur | | | - Asymétrie | | | Glucides | - Glycoprotéines | - Protection de la cellule, adhésion | | | - Glycolipides | - entre cellules voisines et/ou entre | | | | - cellules et la matrice extracellulaire | | | | - Spécificité cellulaire | | | | - Reconnaissance | | | | - Inhibition. de contact | ### Architecture moléculaire La membrane plasmique est caractérisée par une mosaïque fluide asymétrique: * Lipides (phospholipides, cholestérol) * Protéines (intégrées, périphériques) * Glucides (glycoprotéines, glycolipides) ## Rôles physiologiques ### Echanges sans déformation * **Transport passif**: * **Diffusion simple**: à travers la bicouche lipidique, sans intervention d'un transporteur, sans perméases. * **Diffusion facilitée**: par l'intermédiaire de canaux protéiques (canaux hydriques) sans intervention d'un transporteur, sans perméases. * **Transport actif**: * **Transport actif primaire**: transport de molécules contre le sens de leur gradient de concentration, avec consommation d'ATP. * **Transport actif secondaire**: transport de molécules contre le sens de leur gradient de concentration, sans consommation d'ATP, mais en utilisant le potentiel électrochimique d'un autre composé. * **Symport**: deux molécules transportées dans le même sens. * **Antiport**: deux molécules transportées dans des sens opposés. ### Echanges avec déformation * **Endocytose**: entrée de grosses molécules ou particules à l'intérieur de la cellule. * **Phagocytose**: ingère des particules solides d'échelle micrométrique à l'intérieur de la cellule. * **Pinocytose**: ingère les liquides et les particules liquides à l'intérieur de la cellule. * **Exocytose**: sortie de grosses molécules de la cellule. ### Transmission des informations * **Information hormonale**: * **Hormones hydrosolubles**: traverse la membrane plasmique et se lie à des récepteurs spécifiques. * **Hormones liposolubles**: traverse la membrane plasmique sans récepteur. * **Signal chimique gazeux**: sans intervention de transporteur. * **Information nerveuse**: jonction neuromusculaire. ## Spécialisation de la membrane plasmique ### Spécialisation apicale * **Microvillosités**: expansions cytoplasmiques en forme de doigt de gant (longueur variable de 0,5 à 1 µm, diamètre régulier de 0,1 µm) qui occupent toute la surface libre du pôle apical de certaines cellules épithéliales. Elles sont spécialisées dans les échanges avec le milieu extracellulaire (augmentent la surface d'échange). * **Stéréocils**: microvillosités longues et fines. ### Spécialisation latérale * **Jonctions cellulaires**: * **Zonula occludens**: ceinture qui encercle presque complètement la cellule (jonction presque nulle). * **Zonula adherens**: plaque plus ou moins étendue à contours irréguliers (jonction large). * **Macula adherens**: plaque circulaire (jonction large). * **Fascia adherens**: jonction gap (réduit, communicante). * **Interdigitations**: inter pénétrations des membranes plasmiques latérales des cellules voisines. Elles augmentent la surface de contact entre les deux cellules ainsi que leur adhésion ou adhérence. ### Spécialisation basale * **Invaginations basales**: replis de la membrane plasmique qui divisent le cytoplasme en compartiments où sont logées de nombreuses mitochondries allongées qui fournissent l'énergie nécessaire aux transports actifs. Elles augmentent la surface d'échange. * **Hémidésmosomes**: présents sur la membrane plasmique des cellules en contact avec la lame basale. Ils sont morphologiquement très proches des desmosomes. # Chapitre 3: Le hyaloplasme et le cytosquelette ## Le hyaloplasme ### Définition Le hyaloplasme est un gel visqueux, appelé aussi cytosol. C'est le milieu dans lequel baignent les organites cellulaires et le cytosquelette. ### Ultrastructure Le hyaloplasme contient des particules non délimitées par une membrane: * Inclusions lipidiques denses * Particules de glycogène (chez la cellule animale) * Particules d'amidon (chez la cellule végétale) * Sous unités ribosomales libres ### Composition chimique Après une ultracentrifugation différentielle, le hyaloplasme contient: * Eau (85%) * Enzymes * Acides aminés * Ions * ARN * Glucose * Protéines ### Rôles Le hyaloplasme est le carrefour des réactions métaboliques qui ont lieu dans la cellule. C'est le lieu de synthèse et de dégradation des protéines. ## Le cytosquelette ### Définition Le cytosquelette est spécifique des cellules eucaryotes. Il comprend trois types d'éléments: * **Microtubules (MT)** * **Microfilaments d’actine (MF)** * **Filaments intermédiaires (FI)** ### Microtubules #### Définition Les microtubules sont des polymères instables et polarisés, présents dans le hyaloplasme. Ils sont mis en évidence par la technique de l'immunofluorescence. #### Ultrastructure et architecture moléculaire * Constitués de deux types de protéines globulaires: les tubulines alpha (α) et les tubulines bêta (β). * S’associent en dimères. * Les dimères se polymérisent en protofilaments. * La polymérisation se fait en présence de GTP. * L'association de 13 protofilaments donne un microtubule (tube creux) de 25 nm de diamètre. #### La polymérisation * Les MT présentent deux extrémités qui s’allongent à des vitesses différentes: * L’extrémité (+) à polymérisation rapide est orientée vers la membrane plasmique (vers l’extérieur). * L'extrémité (-) à polymérisation plus lente s’oriente vers le centre cellulaire. #### Protéines associées * Les MT sont associés à des protéines MAP (microtubule-associated proteins). ##### Rôles * La stabilisation des MT. * Le mouvement des vésicules et des organites le long des MT. ##### ATPases associées * **Kinésines**: transportent vers l'extrémité (+) du côté de la membrane. * **Dyneïnes**: transportent vers l’extrémité (-) orientée vers le centre cellulaire. #### Variétés de microtubules * **Microtubules stables**: conservés quel que soit le type de fixateur et quelle que soit la température de fixation. * **Centrioles**: deux centrioles sont situés près du noyau, perpendiculairement l’un à l’autre. Ils sont entourés d’une matrice amorphe constituant ensemble le centrosome. Chaque centriole est formé uniquement par des triplets de microtubules périphériques. Chaque triplet est constitué des microtubules A, B et C. * **Corpuscule basal ou cinétosome**: * **Cils et flagelles**: * **Microtubules labiles**: se conservent par des fixateurs aldéhydiques à une température supérieure à 4 °C ### Centrioles * Deux centrioles situés prés du noyau. * Disposés perpendiculairement l’un à l’autre. * Entourés d’une matrice amorphe constituant ensemble le centrosome. * Chaque centriole est formé uniquement par des triplets de microtubules périphériques. * Chaque triplet est constitué des microtubules A, B et C. * La cellule végétale renferme une matrice amorphe et ne contient pas de centrioles (centrosome). ### Corpuscule basal ou cinétosome * Le corpuscule basal ou cinétosome se trouve à proximité de la membrane plasmique à la base des cils et des flagelles et possède une structure centriolaire (triplets périphériques). ### Cils et flagelles * Ce sont des expansions de la membrane plasmique contenant un axoneme (la partie axiale et motrice). * L'axoneme est constitué de 9 doublets de microtubules périphériques et un doublet central entouré par un manchon protéique. * Chaque doublet périphérique est formé de MT A et B. ### Fonctions des MT * Maintien de la forme de la cellule. * Déplacement des chromosomes en mitose et en méiose. * Transport des vésicules d’endocytose et d’exocytose. * Déplacement des organites intracellulaires. * Flux axonal. * Mouvement de cellules isolées (paramécie, spermatozoïde…), à l’aide des cils et des flagelles. ### Biogénèse des MT * Les MT se polymérisent à partir: * **Du kinétochore**: centre organisateur des MT kinétochoriens. * **Du corpuscule basal ou cinétosome**: centre organisateur de l’axonème des cils et des flagelles. * **De la matrice péricentriolaire amorphe (cellule animale) ou la masse amorphe (cellule végétale)**: centre organisateur des autres MT. ## Microfilaments d’actine (MF) ### Définition Les microfilaments d’actine sont des polymères instables et polarisés, présents dans le hyaloplasme. Ils sont mis en évidence par la technique d'immunofluorescence. ### Ultrastructure et architecture moléculaire * Les MF d’actine ont un diamètre d’environ 7 nm. * L’actine G (globulaire) se polymérise. * La polymérisation nécessite la présence d’ATP et de Mg²⁺. * Les MF d’actine présentent deux extrémités: * La polymérisation se fait à l’extrémité + (rapide). * La dépolymérisation se fait à l’extrémité - (lente). ### Protéines associées * **Contrôle de la polymérisation et de la dépolymérisation des MF** * **Organisation des MF** * **Mouvement de vésicules et d'organites** * **Contraction musculaire** * **Contrôle de la polymérisation et de la dépolymérisation des MF**: la polymérisation désigne la réaction chimique ou le procédé par lesquels des petites molécules réagissent entre elles pour former des molécules de masses molaires plus élevées. * **Profiline**: polymérisation. * **Caldésmon**: dépolymérisation. ### Organisation des MF * **Faisceaux larges**: L-actine & fimbrine. * **Faisceaux courts**: viline. * **En réseau**: filamine. ### Mouvement de vésicules et d'organites * **Protéine motrice**: une protéine capable de transformer de l’énergie. * **Présence d’ATP**. * **Permet de déplacer les vésicules et les organites tout le long des MF d’actine de l’extrémité (-) vers l’extrémité (+)** ### Contraction musculaire * La myosine de type II, dite myosine conventionnelle, fonctionne comme dimère. Elle constitue l’appareil contractile du muscle strié squelettique. * Au cours de la contraction musculaire, la myosine II a activité ATPasique en présence de Ca²⁺. Elle se lie au MF d’actine pour former un complexe actomyosine. ### Fonctions des MF * La forme et le maintien de la polarité des cellules (ex: microvillosités). * Les mouvements intracellulaires des organites (mouvement de cyclose des chloroplastes chez la cellule végétale). * Les mouvements des vésicules intracellulaires. * Les mouvements cellulaires à l’aide de pseudopodes (ex: déplacement d’amibe et leucocytes). * La cytodiérèse au cours de la division cellulaire. * La formation des jonctions cellulaires. ## Filaments intermédiaires (FI) ### Définition Les filaments intermédiaires sont des polymères stables, présents dans le hyaloplasme et dans le nucléoplasme. Ils ont un diamètre entre 8 et 12 nm. Ils ne polymérisent pas. Ils sont formés de protéines fibreuses. ### Familles de protéines fibreuses * **Lamine**: réseau à la périphérie du noyau de cellules eucaryotes, joue un rôle de soutien de l’enveloppe nucléaire, point d’attache à la chromatine dense. * **Cytokeratines**: protéines fibreuses spécifiques des cellules épithéliales. * **Vimentine**: protéine fibrillaire spécifique des cellules conjonctives et cartilagineuses, elle se trouve dans le hyaloplasme, les leucocytes. * **Desmine**: spécifique des cellules musculaires, confère au muscle son aspect strié. * **Protéines des neurofilaments**: protéines spécifiques des neurones. ### Ultrastructure et architecture moléculaire * **Monomère**: extrémités N et C terminales. * **Dımère**: union de deux monomères. * **Tétramère**: union de deux dimères opposés avec un décalage, orientation opposée, protofilament. * **Plusieurs tétramères bout à bout.** * **Filaments intermédiaires**: assemblage de plusieurs protofilaments. ### Fonctions des FI * La structure et le support de la cellule. * La résistance à la traction. * La formation des jonctions cellulaires. # Chapitre 4: Le cycle cellulaire et noyau interphasique ## Le cycle cellulaire ### Définition Le cycle cellulaire est la durée de vie d'une génération. Il est formé par: * **Une interphase** * **Une mitose** ### Interphase L'interphase est une étape de préparation pour la division cellulaire. Elle est composée de trois phases: * **Phase G₁**: interphase. Elle détermine la durée du cycle cellulaire. * **Phase S**: synthèse. Elle dure 6 à 8 heures. La quantité d'ADN est donc doublée grâce à la réplication (passage de 2n à 4n d'ADN). * **Phase G₂** durée constante. Le noyau est à 4n d'ADN. ### Durée des phases * **G₁**: durée variable, dépend de la capacité de division des cellules. * **S**: dure 6 à 8 heures. * **G₂**: durée constante. ## Noyau interphasique ### Définition Le noyau est un organite cellulaire plus ou moins sphérique dans le noyau, délimité par une membrane. En nombre défini pour chaque type cellulaire, généralement 1 ou 2 par noyau ou plusieurs. ### Rôle du noyau interphasique * C'est le centre vital de la cellule. * Il contrôle grâce à l'ADN toutes les activités de la cellule. ### Structure au microscope photonique Le noyau interphasique apparaît souvent de forme sphérique et de taille variable. ### Ultrastructure au microscope électronique L'ultrastructure du noyau révèle: * L'enveloppe nucléaire * La chromatine * Le nucléoplasme * Le nucléole ## Analyse des différents constituants ### Enveloppe nucléaire #### Membrane nucléaire La membrane nucléaire est une portion spécialisée du réticulum endoplasmique. #### Structure * Formée *de deux membranes de 6 nm d'épaisseur*. * Trilamellaire, asymétrique et en mosaïque fluide. * Séparées par une cavité (40 à 50 nm). * En continuité avec la cavité du réticulum endoplasmique. * Porte des ribosomes sur sa face cytosolique. * Associé sur sa face nucléoplasmique à une fine couche dense aux électrons dite lamina densa. #### Complexe du pore nucléaire Le complexe du pore nucléaire est une barrière sélective qui permet le passage de certaines molécules à travers l’enveloppe nucléaire. Il se trouve au niveau de zones d’interruption de la membrane nucléaire. Il est constitué d’une structure complexe dite complexe du pore nucléaire (CPN). ### Chromatine #### Rôle La chromatine intervient dans la division et la croissance cellulaire. #### Hétérochromatine L’hétérochromatine est une chromatine condensée, dense aux électrons. Elle est située essentiellement à la périphérie du noyau. #### Euchromatine L’euchromatine est décondensée, claire et diffuse, dispersée dans le nucléoplasme. #### Composition chimique * ADN (30 à 35%) * Histones (30 à 40%) * Protéines basiques (appelées protéines acides) (10 à 25%) ### Nucléoplasme Le nucléoplasme est un gel visqueux équivalent au hyaloplasme, dans lequel se trouve une matrice nucléaire composée de minces fibrilles protéiques en réseau + une matrice nucléaire. #### Molécules présentes dans le nucléoplasme * Protéines enzymatiques ou structurales * ARNm et ARNt * Différents types d’ions (Ca²⁺, Na⁺, K⁺, Mg²⁺) * Nucléotides * Sous-unités ribosomales * Un réseau protéique sous membranaire. ### Nucléole Le nucléole est une structure sphérique située dans le noyau. Il est délimité par une membrane. Il existe en nombre défini pour chaque type cellulaire. #### Ultrastructure * Centre fibrillaire (CF) * Composant fibrillaire dense (CFD) * Composant granulaire (CG) #### Rôles du nucléole * Biogénèse des sous-unités ribosomiques. * Assemblage des sous-unités des ribosomes # Chapitre 5: Les ribosomes ## Définition Les ribosomes sont des complexes ribonucléoprotéiques présents en grand nombre dans la cellule (procaryote et eucaryote). ## Rôle Les ribosomes sont impliqués dans la synthèse des protéines. ## Ultrastructure Au microscope électronique à transmission, les ribosomes apparaissent sous forme de particules globulaires denses aux électrons. Ils ont un diamètre de 14 à 23 nm. ## Etat des ribosomes Les ribosomes peuvent exister sous différentes formes: * **Libres**: inactifs, 2 sous-unités ribosomales (grande et petite). * **Associés à l’ARNm**: actifs, ribosomes polycistroniques. * **Polysomes**: regroupements de ribosomes. ## Localisation des ribosomes * Face cytosolique du réticulum endoplasmique * Enveloppe nucléaire (côté cytoplasmique) * Mitochondrie * Chloroplaste ## Composition chimique L’analyse des ribosomes révèle: * **ARNr (65%)** * **Protéines (35%)** ## Différences entre les ribosomes procaryotes et eucaryotes | | Cellule procaryote | Cellule eucaryote | |---------------------------|----------------------|----------------------| | Grande sous-unité | - ARNr 23S et 5S | - ARNr 28S, 5,8S et 5S | | | - 31 à 34 protéines | - 45 à 50 protéines | | | - Sédimenté à 70S | - Sédimenté à 80S | | Petite sous-unité | - ARNr 16S | - ARNr 18S | | | - 21 protéines | - 3 à 33 protéines | | | - Sédimenté à 30S | - Sédimenté à 40S | | Ribosome assemblé et actif | - Taille réduite | - Taille plus grande | | | - Moins nombreux | - Plus nombreux | | | - Sédimenté à 70S | - Sédimenté à 80S | ## Organisation et sites de liaison Le ribosome possède 4 sites de liaison situés exclusivement sur les ARNr: * **Un site de liaison de l’ARNm**: situé sur l’ARNr de la petite sous-unité. * **Trois sites de liaison des AANT** situés sur l’ARNr de la grande sous-unité: * **Site A**: site de liaison de l’aminoacyl-ARNt. * **Site P**: site de liaison peptidyl-ARNt. * **Site E**: site de liaison de l’ARNt vide, sortant. ## Fonctions La fonction des ribosomes est la traduction ou synthèse des protéines. ### Biogénèse des ribosomes La biogénèse des ribosomes se réalise dans le nucléole. ### Molécules impliquées dans la traduction * AANt * ARNm * AMNt * Acides aminés présents dans le cytosol * Facteurs cytosoliques: * Facteur responsable de l'activation des acides aminés, * Facteur d'initiation, * Facteur d’élongation, * Facteur de terminaison, * ATP * GTP # Chapitre 6: Système endomembranaire ## Définition Le système endomembranaire est présent uniquement dans les cellules eucaryotes. Il est l’ensemble des cavités cytoplasmiques limitées *par des membranes inter-communicantes entre elles par l’intermédiaire de vésicules ou canalicules*. Les différents compartiments de ce système sont: * **Réticulum endoplasmique granulaire (REG)** * **Réticulum endoplasmique lisse (REL)** * **Appareil de Golgi** * **Phagosomes** * **Endosomes** * **Lysosomes** * **Vacuole végétale** ## Le Réticulum endoplasmique ### Définition Le réticulum endoplasmique *est un ensemble de membranes délimitant des cavités sous forme de citernes ou de tubules*. Il peut être: * **Dépourvu de ribosomes (REL)** * **Porteur de ribosomes (REG)** ### Ultrastructure de la membrane * **Au MET**: membrane trifamellaire, épaisseur de 6 nm. * **Au MEB**: présence de particules globulaires intramembranaires. ### Composition chimique * **Membrane**: 70% de protéines, 30% de lipides. Le cholestérol est présent en faible quantité, et les glucides en faible pourcentage. * **Cavité**: contenu de la cavité diffère selon les cellules. * **REG**: réticulum endoplasmique granulaire, contient des protéines enzymatiques. * **REL**: réticulum endoplasmique lisse, contient des hormones stéroïdes (cellule lutéale) ou du Ca²⁺ (réticulum sarcoplasmique). ### Fonction du REG * **Synthèse et translocation des protéines**: * Les protéines sont synthétisées par les ribosomes associés au REG. * Les protéines sont ensuite transportées vers la lumière du REG. Certaines protéines restent ancrées dans la membrane du REG (protéines membranaires). * **Modification post-traductionnelles des protéines**: modifications qui surviennent après la synthèse des protéines. * **N-glycosylation**: ajout d’un oligosaccharide à un résidu d’asparagine. * **Modifications des sucres**: modification de l’arborisation oligosaccharidique. * **Etablissement de ponts disulfures**: formation de liaisons -S-S- (pont disulfures) entre les acides aminés soufrés. * **Association entre protéines et lipides membranaires**: ancrage des protéines dans l’une ou l’autre des deux bicouches lipidiques. * **Sortie du REG par un transport vésiculaire**: le REG est relié au Golgi par des vésicules qui transportent les protéines vers le Golgi. ### Fonction du REL * **Synthèse des phospholipides** * **Synthèse des hormones stéroïdes (cellule lutéale).** * **Détoxification** * **Accumulation et libération de Ca²⁺(réticulum sarcoplasmique)** ## Appareil de Golgi ### Définition L'appareil de Golgi *est un empilement de saccules aplatis, associés à de nombreuses vésicules*. ### Structure * **Au MP**: petites écailles à proximité du noyau. * **Au MET**: empilement de saccules et de petites vésicules. Chaque empilement (dictyosome) comporte des saccules cis, médians, trans. * **Au MEB**: membrane tripartite (épaisseur de 6 nm) et présence de particules globulaires intégrées (épaisseur de membrane des saccules trans = 12 nm). ### Composition chimique * **Membrane**: lipides, protéines et glucides (quantité du sucre est négligeable). * **Cavité**: mêmes produits que ceux des cavités du RE à des concentrations différentes. ### Fonctions * **Transport des protéines degolgi, cis au Golgi médian puis Golgi trans** : les protéines sont transférées d'un saccule à l'autre et triées en fonction de leur destination. * **Glycosylation définitive des protéines**: les oligosaccharides sont modifiés et complétés, créant l’arborisation saccharidique définitive. * **Phosphorylation du mannose**: les mannoses de l’arborisation saccharidique sont phosphorylés en mannose 6-P dans les citernes cis. * **Sulfatation** * **Modification des lipides** * **Stockage et libération du calcium** * **Formation des vacuoles de macroautophagie** * **Tri et maturation** ### Voies de sécrétion * **Voie de sécrétion constitutive**: les protéines sont sécrétées en continu. * **Voie de sécrétion régulée**: les protéines sont stockées dans des vésicules de sécrétion et sont libérées en réponse à un signal. ## Compartiment endosomal ### Endosomes Les endosomes sont formés *juste après l’endocytose*. Ils sont proches de la membrane plasmique. Ils sont appelés *endosomes précoces*. ### Fonctions des endosomes * Ils trient les molécules et les antigènes ingérés *par endocytose*. * Ils jouent *un rôle dans le recyclage des récepteurs vers la membrane plasmique*. ### Lysosomes Les lysosomes *sont des compartiments de forme variable renfermant des enzymes hydrolytiques*. Ils permettent la digestion de particules ou molécules extracellulaires. #### Structure * **Au MP**: des vésicules de formes et de tailles variables (de 0.05 à 0.5 µm de diamètre). * **Au MET**: des vésicules délimitées par une membrane trilamellaire. #### Composition chimique Les lysosomes sont constitués de: * **Membrane**: principalement de protéines qui sont hautement glycosylées. * **Protéines :** * Protéines enzymatiques * Protéines non enzymatiques * Perméases * Transporteurs de matériaux cytosoliques * ATPases à protons * **Contenu de la cavité**: pH acide. * **Hydrolases acides** * **Enzymes nucléolytiques** * **Enzymes protéolytiques digestives** * **Oligosaccharides** * **Phospholipides** #### Origine des matériaux à degrader et biogenèse des lysosomes * **Voie rétrograde**: les matériaux à dégrader qui ont été ingérés par endocytose (phagocytose, pinocytose ou endocytose par récepteurs) *entrent dans les lysosomes*. * **Voie autophagique**: * **Macroautophagie**: formation d’une vacuole autophagique formée par la séquestration d’un organite. La macroautophagie concerne l’élimination des organites de la cellule. * **Crinophagie**: forme d’autophagie qui concerne l’élimination des grains de sécrétion. * **Microautophagie**: entrée directe de petites molécules solubles du cytosol via des protéines transporteurs. #### Devenir des lysosomes * **Les lysosomes âgés constituent des corps résiduels.** * **Le plus souvent, les corps résiduels libèrent leur contenu à l’extérieur de la cellule par exocytose.** (défécation cellulaire) #### Fonctions des lysosomes * **Dégradation de toutes les familles de molécules biologiques** en métabolites élémentaires qui repartent vers le cytosol grâce aux protéines transporteurs de la membrane lysosomale. * **Digestion cellulaire**: dégradation des organites endommagés ou des structures inutiles. * **Destruction des corps étrangers**: élimination des virus, des bactéries, des débris cellulaires. * **Nutrition cellulaire**: les lysosomes peuvent libérer des nutriments dans le cytosol, ce qui peut aider à la nutrition de la cellule. ## Vacuole ou phytosome ### Définition Les vacuoles *sont des vésicules remplies de liquide*. L’ensemble des vacuoles d’une cellule constitue *l’appareil vacuolaire ou vacuome*. ### Structure * **Au MP**: les vacuoles sont délimitées par une membrane continue appelée tonoplaste. Celui-ci délimite une solution interne *dite suc vacuolaire*. * **Au MET**: le tonoplaste est une membrane à structure trilamellaire asymétrique. Le feuillet dense cytosolique est moins épais que le feuillet dense luminal.