Biologie K1 Synthèse - Chapitre 3 PDF

Sordo Sanchez Norma Chapitre 3 : la biologie cellulaire 1. Les cellules humaines ou cellules eucaryotes animales La cellule eucaryote animale : - Taille entre 10 et 100 µm - Possède une membrane plasmique -...

Sordo Sanchez Norma Chapitre 3 : la biologie cellulaire 1. Les cellules humaines ou cellules eucaryotes animales La cellule eucaryote animale : - Taille entre 10 et 100 µm - Possède une membrane plasmique - Possède de nombreux organites internes faits de membranes : mitochondries, réticulum endoplasmique, appareil de Golgi, lysosomes,… - Possède des ribosomes (ils font la synthèse des protéines) - Le matériel génétique est délimité par une membrane = le noyau - Spécialisation morphologique et fonctionnelle - Ne possède pas flagelle sauf exception chez les spermatozoïdes (opisthochontes = organisme ayant un flagelle propulsif) - Parfois ciliées (au niveau des trompes de Fallope chez la femme) Il existe 2 différences entres les cellules eucaryotes végétales et les cellules eucaryotes animales : - La cellule végétale possède des chloroplastes qui s’occupent de la photosynthèse - La cellule végétale possède une paroi pectocellulosique La cellule sécrétoire de l’hypophyse : elle a l’origine de la création des hormones. 2. La membrane plasmique La membrane plasmique établit une barrière entre le milieu inter et extracellulaire. 1) Fonctions : - Protège la cellule de son environnement (milieu externe) - Perméabilité sélective car elle contrôle les échanges avec le milieu extérieur Ex : nutrition, élimination des déchets,… - Fonction électrique : la membrane a un potentiel 33 | P a g e Sordo Sanchez Norma - Récepteurs d’hormones : elle a la capacité de recevoir des informations provenant de l’extérieur - Fonction d’adhésion : elle a la capacité d’adhérer à la matrice extracellulaire et à d’autre cellules - Fonction de marqueur cellulaire : elle va indiquer aux autres cellules des informations sur sa fonction dans l’organisme 2) Structure de la membrane plasmique : La structure est composée d’une bicouche phospholipidique dans laquelle sont enchâssés des protéines, des glycoprotéines et des glycolipides. 3) Structure des phospholipides : Le phospholipide est amphiphile car il possède une tête hydrophile et une queue hydrophobe. Les acides gras sont accrochés par estérification au glycérol. 34 | P a g e Sordo Sanchez Norma 4) Structure de la sphingomyéline : La sphingomyéline se trouve dans le système nerveux, elle n’est plus accrochée au glycérol mais à un atome d’azote. 5) Composition de la membrane plasmique : Les constituants d’une membrane tiennent ensemble grâce aux attractions hydrophobes, plus faibles que les liaisons covalentes. 35 | P a g e Sordo Sanchez Norma 6) La perméabilité membranaire : Ø Elle contrôle les entrées et sorties : le sodium ne peut pas entrer contrairement au potassium qui peut entrer/sortir quand il veut. L’eau ne peut pas entrer/sortir comme il veut si c’est une bicouche lipidique. Si c’est une membrane plasmique l’eau peut entrer/sortir quand il veut. Ø Le centre hydrophobe de la membrane empêche le passage des ions et des molécules polaires qui sont hydrophiles. Ø La membrane plasmique contient des protéines dont la présence influe sur la perméabilité membranaire. Ø La perméabilité sélective de la membrane repose sur : - Les propriétés chimiques de la bicouche lipidique - Les protéines de transport spécifiques enchâssées dans la membrane 7) La perméabilité sélective de la bicouche lipidique : La bicouche lipidique laisse passée : - Les molécules de petites tailles à CO2, O2 - Les molécules liposolubles à hydrophobes/non polaires La bicouche lipidique ne laisse pas passée : - Les grosses molécules dont la plupart des molécules polaires - Les ions à K+, Cl-, Na+ 8) La fluidité des membranes : Ø La membrane plasmique peut exercer sa fonction de perméabilité sélective que si elle a une propriété de fluidité c’est-à-dire que les phospholipides de la bicouche et les protéines puissent se déplacer en permanence dans la membrane pour pouvoir la modeler. Ø Les mouvements latéraux des phospholipides sont rapides tandis que les mouvements des protéines sont lents. Ø Relation entre fluidité et perméabilité 36 | P a g e Sordo Sanchez Norma Il y a 2 éléments qui favorisent la fluidité : - La présence du cholestérol - La présence de phospholipide insaturé 9) Structure et fluidité de la membrane plasmique : La membrane est composée de lipides (glycolipides) et de protéines (glycoprotéines). 37 | P a g e Sordo Sanchez Norma Modèle de la mosaïque fluide Ø Les protéines transmembranaires : - Les protéines intrinsèques : protéines qui traversent la bicouche. Elles se trouvent du côté interne de la membrane. - Les protéines extrinsèques : protéines situées en dehors de la membrane mais qui sont associées à elle. Elles sont situées du coté externe. Ils ont un rôle de : - Transmissions des tensions mécaniques - Transmissions des informations à l’intérieur d’une cellule Ø Les protéines périphériques : Ce sont des protéines hydrophiles qui vont s’associer à une autre protéine transmembranaire. 38 | P a g e Sordo Sanchez Norma Fonctions des protéines membranaires : - Transporteur : permettent l’entrée/sortie des ions et molécules polaires dans la cellule. - Enzyme : protéines qui vont transformer une molécule en une autre (catalyser). - Récepteur de surface : ils vont recevoir un message d’une autre cellule. - Marqueur de surface : indiquent aux autres cellules la fonction de la cellule qui porte ce marqueur. 39 | P a g e Sordo Sanchez Norma - Adhérence cellulaire : molécule d’adhésion. - Fixation au cytosquelette : Ø Les protéines de transport : Les membranes peuvent être traversées par certains ions et certaines molécules polaires grâce aux protéines de transport enchâssées dans la membrane. Il y a 3 types : - Uniports : transportent une molécule ou un ion d’une seule substance dans une direction. - Symports : transportent 2 substances différentes dans la même direction. - Antiports : transportent 2 substances différentes dans des directions opposées. 40 | P a g e Sordo Sanchez Norma Diffusion et transport passif : Le transport passif : - Ne nécessite pas d’énergie - Il se fait par diffusion spontanée c’est-à-dire de la zone de haute concentration vers la zone de basse concentration. Elle s’arrête quand il n’y a plus de différence de concentration. Il y a 2 types de transports passifs : - Diffusion simple = diffusion qui s’effectue librement sans l’aide d’une protéine de transport. - Diffusion facilitée = intervention d’une protéine de transport dans la diffusion. Il y a 2 types : - Canaux ioniques : transport d’ions à travers un tunnel qui traverse la membrane. - Perméases : transport de petites molécules polaires que l’on bascule pour les ramener de l’extérieur vers l’intérieur. 41 | P a g e Sordo Sanchez Norma Ex : le glucose, c’est une molécule hydrophile de petite taille qui ne sait pas passer la membrane seul donc utilisation du transport par perméase. Le plus connu c’est le GLUT-4, il dépend de l’insuline. Action de l’insuline : Lorsqu’il y a beaucoup de glucose dans le sang : 1) Production d’insuline via le pancréas. 2) Elle se fixe sur les récepteurs de la membrane plasmique entrainant ainsi le déplacement de vésicule GLUT-4. 3) Les vésicules de GLUT-4 fusionnent avec la membrane plasmique et elle devient perméable au glucose. L’insuline est une protéine qui régule le taux de sucre dans le sang (avec le glucagon) via la protéine de transport GLUT-4. Transport actif : - Nécessite de l’énergie sous forme d’ATP - Transporte une substance de la zone la moins concentrée vers la zone la plus concentrée. - Implication de protéines enchâssées dans la membrane (toujours) à Na+/K+, ATPase è Le transport actif joue un rôle dans le maintien de concentrations intracellulaires différentes des concentrations extracellulaires. Il existe plusieurs types de transport actifs : - Pompe à sodium : Il maintient le potentiel de repos et ramène le gradient au repos quand celui-ci change. Elle transporte 3 ions de sodium (Na+) de l’intérieur vers l’extérieur et simultanément 2 ions de potassium (K+) de l’extérieur vers l’intérieur à antiport car dans les 2 sens. 42 | P a g e Sordo Sanchez Norma Potassium ? Etant donné que le sodium est plus concentré à l’intérieur et le Sodium ? potassium à l’extérieur il y a interaction d’un ATP avec la molécule ce qui va permettre le basculement par perméase et donc l’ATP est hydrolysé et devient de l’ATP + Pi + E. è C’est l’ATP qui fournit l’énergie nécessaire au transport actif, en cédant son groupement phosphate terminal à la protéine de transport. - Transport actif secondaire (couplé) : Utilisation de pompe de transport actif à symporteur + pompe Na+/K+ ATPase. Génération par pompe actif primaire (K+/Na+), il y a une différence de concentration de part et d’autre de la membrane lorsque le Na+ est expulsé vers l’extérieur. Le Na+ est imperméable, donc il va entrainer avec lui du glucose via le symporteur composé de glucose et de sodium. Transport des macromolécules : Il est utile pour les protéines et les polysaccharides. Il existe 2 types de transports pour ces grosses molécules, ils nécessitent tout 2 de l’ATP : - Par exocytose : la cellule sécrète des macromolécules par fusion de vésicules de sécrétion avec de la membrane plasmique. 1) La vésicule entoure des macromolécules 2) La vésicule se rapproche de la membrane et fusionne 3) La vésicule va libérer un produit - Par endocytose : la cellule laisse entrer des macromolécules par l’entremise de vésicules formées à même la membrane plasmique. Il existe 2 types : - Pinocytose : 1) La molécule va être proche de la membrane 2) La membrane va se déformer en gouttière 3) La gouttière va être de plus en plus profonde 4) Formation d’une vésicule dans le cytoplasme 43 | P a g e Sordo Sanchez Norma - Endocytose par récepteurs : Il y a des récepteurs sur la membrane qui vont entourer la molécule. La clathrine va permettre la formation des sphères (protéines). Ces molécules ne sont jamais dans la cellule, elles sont dans une vésicule. 44 | P a g e Sordo Sanchez Norma 10) Phagocytose : C’est un mode d’endocytose particulier. Les phagocytes sont des cellules du système immunitaire. La cellule procède à la phagocytose en lançant ses pseudopodes autour d’une particule et en l’enveloppant dans un sac membraneux assez volumineux (vacuole). La vacuole fusionne ensuite avec un lysosome rempli d’enzymes hydrolytiques qui digèrent la particule. Seuls les macrophages et neurophyle font la phagocytose. 11) L’osmose : C’est un transport d’eau (solvant). C’est le transfert du solvant depuis une solution diluée vers une solution concentrée à travers une membrane semi-perméable. La membrane semi-perméable laisse passer le solvant (eau) mais pas le soluté (urée). Il n’y a donc pas de diffusion. Le seul moyen d’équilibrer c’est de déplacer le solvant. Condition pour avoir une osmose : - Concentration de solutés différents entre les 2 compartiments - 2 compartiments séparés par une membrane semi-perméable La solution la moins concentrée (= la plus diluée) à la solution hypotonique. La solution la plus concentrée à la solution hypertonique. 45 | P a g e Sordo Sanchez Norma è L’eau se déplace du compartiment hypotonique vers le compartiment hypertonique = tendance à équilibrer les concentrations. A droite, l’eau monte tandis qu’à gauche l’eau descend. A un moment, le mouvement d’eau va s’arrêter car la pression osmotique = la pression hydrostatique à Equilibre. 46 | P a g e Sordo Sanchez Norma Pression osmotique = pression exercée par l’eau qui passe à travers la membrane. Pression hydrostatique = pression exercée par le poids de l’eau contre la membrane. 12) Solution hypotonique : L’eau va se déplacer vers l’intérieur de la cellule, elle va gonfler et va devenir turgescente (gonfle). La cellule va se remplir d’eau, il n’y a pas de paroi elle va donc exploser à La cellule meurt. La cellule végétale est entourée d’une paroi elle peut donc être turgescente mais elle n’éclatera pas. 47 | P a g e Sordo Sanchez Norma 13) Solution hypertonique : L’eau va sortir de la cellule, elle va se déshydrater et donc elle meurt. 14) Les globules rouges : A l’extérieur et l’intérieur du globule rouge il y a la même concentration = isotonique. Quelques exemples : 1) Milieu hypotonique : - Aspect sphérique - Gonflement et éclatement - Hémolyse 2) Milieu isotonique : - Aspect biconcave - Conditions physiologiques 48 | P a g e Sordo Sanchez Norma 3) Milieu hypertonique : - Aspect crénelé - Plasmolyse Le Na+ est plus concentré à l’extérieur qu’à l’intérieur. Le K+ est plus concentré à l’intérieur qu’à l’extérieur. 49 | P a g e Sordo Sanchez Norma Régulation de la concentration : - Pompe Na+/K+ ATPase - Charges différentes Sans pompe à sodium il n’y a pas de différence de concentration. 15) Régulation de la composition du milieu intracellulaire : Les cellules de l’organisme ont besoin de concentrations optimales d’ions, de nutriments, de dioxygène afin de fonctionner efficacement. La membrane participe au contrôle de la composition du liquide intracellulaire et de la composition du liquide extracellulaire. Elle participe au contrôle de : - La perméabilité sélective - Des protéines de transport - Des transports actifs 16) Le potentiel de repos : Il y a plus de charges positives dans le liquide extracellulaire que dans le liquide intracellulaire. 50 | P a g e Sordo Sanchez Norma Le potentiel de repos d’un neurone est de -70mV et d’une cellule contractile cardiaque est de -90mV. Electrode de référence 3. Le cytosquelette Le cytosquelette est un réseau de fibres qui parcourt le cytoplasme. Il a 2 fonctions : - Soutien mécanique : maintient la forme de la cellule, empêche le déchirement et l’effondrement de la cellule. Soutien mécanique de la cellule et conservation de sa forme. - Mobilité : la mobilité de la cellule dans son environnement, la mobilité des structures de la cellule dans la cellule et la mobilité de l’environnement par rapport à la cellule. Ce sont les mouvements de la cellule entière ou de celui des organites à l’intérieur de la cellule. Le cytosquelette est formé de 3 sortes de fibres : - Les microfilaments (7nm) à constitué d’une protéine globulaire, l’actine G, qui va s’associer avec elle-même pour former un long filament, l’actine F (= actine filamenteux) pour forme un polymère. 2 molécules d’actine F enrouler en hélice 51 | P a g e Sordo Sanchez Norma - Les microtubules (25nm) à structure obtenu par polymérisation à partir d’une petite unité de base, la tubuline. Il y a la tubuline alpha et beta qui forme un tube. - Les filaments intermédiaires (10nm) à ce sont des protéines filamenteuses de différent type qui s’assemblent pour former des faisceaux. 52 | P a g e Sordo Sanchez Norma 1) Les microtubules : Ø Maintien de la forme de la cellule Ø Production de rails sur lesquels les organites peuvent se déplacer dans la cellule (utilisation d’ATP) Ø Déformation de la membrane (phagocytose) Ø Séparation des chromosomes pendant la division cellulaire Ø Déplacement de la cellule grâce aux flagelles et cils Flagelles et cils : Il y a des flagelles qu’au niveau des spermatozoïdes. Ces flagelles permettent le déplacement de la cellule par ondulation dans un axe parallèle aux flagelles. Beaucoup de cellules ont des cils, le principe du déplacement est le battement. Le sens de déplacement est perpendiculaire aux cils. Le 53 | P a g e Sordo Sanchez Norma déplacement se fait en surface du tissu. Ils permettent le déplacement du liquide et non de la cellule. Flagelles des cellules eucaryotes : ils se déplacent par glissement des microtubules les uns par rapport aux autres dans un sens puis dans l’autre. Flagelles bactérien : mouvement par rotation, tourne sur lui-même. Il a une structure différente. 54 | P a g e Sordo Sanchez Norma 2) Le centrosome : C’est une région proche du noyau qui contient 2 centrioles. Chaque centriole contient 9 triplets de microtubules. Le fuseau mitotique est structure rigide constitué de microtubules qui permet le déplacement des chromosomes. Ce fuseau se construit par polymérisation du centrosome. Le centrosome va se diviser lors de la division cellulaire. 3) Les microfilaments : Ce sont 2 filaments d’actines qui s’enroulent en hélice pour former le microfilament. Il existe 2 types de microfilaments : Ø Les microfilaments d’actine non musculaire : - Impliqués dans le maintien/soutien de la cellule - Capable de déformer les membranes lors de l’endocytose et l’exocytose - Impliqués dans le processus de cytocinès = processus qui lors de la division cellulaire permet la répartition du cytoplasme dans les 2 cellules. Cette répartition se fait grâce à un anneau d’actine qui vient étrangler le cytoplasme. Ø Les microfilaments d’actine musculaire : La quantité d’actine est beaucoup plus importante. - Impliqués dans la contraction musculaire, pour se faire elle va interagir avec plusieurs protéines à La myosine dans le cytosol, la tropomyosine, la troponine. 55 | P a g e Sordo Sanchez Norma Théorie des filaments glissants : Se déroule dans le sarcomère - La myosine est située dans la ligne M et l’actine dans la ligne Z - Les têtes de myosine s’attachent aux ponts de liaison des filaments d’actine - Ensuite ils tirent les filaments d’actine (ligne Z) vers la ligne M, le sarcomère se raccourcit à contraction - Quand le muscle ne se contracte pas la tropomyosine cache les ponts de liaison sur l’actine - En présence d’ions de calcium et d’ATP la troponine déplace la tropomyosine sur les ponts de liaisons pour permettre à la myosine de s’attacher et d’effectuer une contraction. La myofibrille contient des sarcomères, elles se trouvent dans les muscles cardiaque et squelettique. Liens entre microfilaments d’actine et membrane plasmique : Les protéines de la membrane plasmique permettent d’accrocher les éléments du cytosquelette et l’actine est aussi impliquée dans le déplacement des vésicules. Le déplacement de vésicules dans un neurone est effectué par les microfilaments d’actine et les microtubules. 56 | P a g e Sordo Sanchez Norma 4) Les filaments intermédiaires : Ils ont une composition protéique variable d’un type cellulaire à l’autre. Ex : filament de kératine dans l’épiderme ou filament de desmine dans le muscle. Ils sont plus stables que les microfilaments et microtubules. Ils sont présents en plus grande quantité dans les cellules ayant besoin de supporter une forte tension mécanique. Fonctions : - Variable d’un tissu à l’autre - Constituent l’armature de cytosquelette entier - Supportent la tension mécanique que subit la cellule - Participent aux jonctions cellulaires 5) La matrice extracellulaire ou glycocalyx des cellules animales : C’est une couche légèrement adhésive en surface. Le glycocalyx comprend tous les glucides rattachés par liaisons covalentes aux protéines et aux lipides de la membrane plasmique et les glycoprotéines sécrétées par la cellule en interaction avec les fibres de la matrice extracellulaire. Rôles : - Favorise l’adhérence entre les cellules (qui est augmentée par les jonctions cellulaires situées entre les membranes des cellules adjacentes) - Fonction d’antigène membranaire (marquage) - Permet l’accrochage des cellules les unes aux autres - Permet l’accrochage des cellules à des macromolécules extracellulaires Ex : le collagène. - Fonction de récepteurs Composition du glycocalyx : protéines, glycoprotéines et glycolipides à les glycoprotéines et glycolipides sont ancrés dans la membrane plasmique. 57 | P a g e Sordo Sanchez Norma 6) Les jonctions intercellulaires : Fonctions : Adhésion, interaction et communication entre les cellules. Il y a 3 types de jonctions : Ø Jonctions étanches (serrées) : Elles sont constituées de protéines et permettent l’accrochage des cellules les unes aux autres. Elles empêchent également la diffusion du soluté. Ø Jonctions adhérentes : Elles sont constituées de molécules ancrées dans la membrane plasmique de la cellule et qui ont leur contrepartie ancrées dans la membrane plasmique de l’autre cellule. Ces molécules vont s’accrochées les unes aux autres dans la partie extracellulaire afin de se transmettre les contraintes mécaniques d’une cellule à l’autre et d’empêcher au tissu de se déchirer. 58 | P a g e Sordo Sanchez Norma Il y a 2 types : - Les desmosomes : Ils sont nombreux dans les tissus soumis à des contraintes mécaniques (peau, cœur,…). Fonction à ils transmettent les contraintes latéralement grâce à l’accroche des cellules et des matrices dans les zones extracellulaire ce qui permet au tissu d’éviter de se déchirer.. - Les jonctions adhérentes ceinturantes : Elles sont très présentent dans les épithéliums et moins stables que les desmosomes. Fonction à Elles permettent le maintien de la structure (évitent que le tissu se rompe) face aux contraintes mécaniques. Ø Jonctions ouvertes (communicantes) : Assure la communication entre les cytoplasmes des cellules adjacentes (muscle cardiaque, muscle lisse). Elle crée un canal pour transférer les substances d’une cellule à l’autre. 59 | P a g e Sordo Sanchez Norma 4. Le noyau C’est la structure de la cellule contenant le matériel génétique. Il est composé d’une double membrane (enveloppe nucléaire) : Ø Il y a un espace entre les 2 bicouches pour des protéines qui donnent au noyau sa forme et son maintien Ø Comporte des pores nucléaires qui régulent les transferts de matière entre le noyau et le cytoplasme Le noyau contrôle les entrées/sorties : il laisse sortir l’ARN et il laisse rentrer les protéines de structures. La structure intranucléaire le plus visible est le nucléole, c’est un organite qui fait partie du noyau. Il lieu de synthèse des ribosomes. Les pores nucléaires doivent laisser passer l’ARNm mais doivent garder l’ADN dans le noyau. voir schéma diapo 3 page 41. 1) L’ADN : Dans le noyau on retrouve de l’ADN (sous forme de 46 chromosomes chez l’homme) : Entre les périodes de divisions cellulaires, l’ADN est sous forme de chromatine (=ADN + histones), il n’est donc pas visible car il n’est pas sous forme condensée mais répartie dans le noyau. Il est visible uniquement lors des périodes de divisions cellulaires. Dans le noyau se trouve l’ADN qui est compacté sous forme de chromatine et de chromosomes car la cellule eucaryote mesure +/- 100 mm de diamètre et son noyau +/- 10 mm de diamètre alors que l’ADN mesure 12-100mm, l’ADN est donc trop long pour le noyau il sera donc sous forme compacte. Ø ADN, chromatine et chromosomes (compactage) : Pour pénétrer dans le noyau l’ADN va premièrement être enroulé par des protéines, les histones. 1) Les histones se lient à la double hélice de l’ADN et l’enveloppent en faisant 2 tours à les nucléosomes, comme un collier de perles. 2) Ensemble de nucléosome replié dans une fibre de chromatine plus compacte (= solénoïde) qui a une épaisseur d’environs 30 nanomètre. C’est la forme sous laquelle se trouve l’ADN en interphase. 60 | P a g e Sordo Sanchez Norma La chromatine se condense en chromosomes lors de la division cellulaire. Une paire de chromatides forme un chromosome bichromatidien. Chromatine à division à chromosome Les chromosomes sont reliés par un centromère. Ils apparaissent lors de la division cellulaire. 5. Les ribosomes : Les ribosomes sont des organites de petites tailles qui assemblent les protéines. Ils sont formés d’un assemblage de 2 sous-unités (la grande et la petite sous- unités ribosomiques). Chaque sous-unité est constituée d’ARNr (55%) et de protéines (45%). 61 | P a g e Sordo Sanchez Norma Fonction = synthèse des protéines Cette synthèse se fait grâce à un code génétique envoyé par ARNm qui sera lu par un ribosome. Dès que l’information est lue, le ribosome produit la protéine. Il y a 3 sortes de ribosomes : Ø Les ribosomes libres : Situés dans le cytosol. Ils synthétisent des protéines qui restent dans la cellule = qui vont agir à l’intérieur du cytosol. Ils sont abondants dans les cellules en pleine croissance. Ø Les ribosomes liés : Situés sur le réticulum endoplasmique. Ils produisent des protéines pour les organites membraneux ou pour l’exportation. Abondant dans les cellules spécialisées dans la sécrétion des protéines Ø Ribosomes mitochondriaux : Situés sur la mitochondrie. Synthèses des ribosomes : 1) Synthèse d’ARNr (dans le nucléole) et d’ARNm des protéines ribosomiques (dans le cytosol). 2) Synthèse des protéines ribosomiques dans le cytoplasme. 3) Dans le nucléole : association d’ARNr et des protéines pour former les sous- unités. 4) Migration des sous-unités dans le cytoplasme. 5) Association des sous-unités ribosomiques. La synthèse des protéines : 1) La transcription 2) On obtient de l’ARNm qui va quitter le noyau 3) Le ribosome va faire la traduction 62 | P a g e Sordo Sanchez Norma Synthèse et devenir des protéines dans la cellule : 1) ADN est dans le noyau. 2) ADN sort du noyau. 3) ADN est pris en charge par un ribosome. 4) Le ribosome synthétise la protéine et elle reste dans le cytosol (si elle doit rester). 5) Le ribosome synthétise la protéine et il se fixe sur la membrane du réticulum, il devient alors un ribosome lié et va donc libérer la protéine dans la citerne du RE. La protéine est déplacé via des vésicules vers l’appareil de golgi jusqu’à la membrane plasmique ou elle sera libérée (si elle doit être secrétée). 6. Le réticulum endoplasmique : Le réticulum endoplasmique est un organite membraneux constitué de bicouche lipidique. La bicouche est formée d’un ensemble de citerne qui communique les unes avec les autres. Cette bicouche isole du cytosol le contenu des citernes. Il y a 2 divisions : Ø Le réticulum endoplasmique rugueux ou granuleux : - Présence de ribosomes - Il produit les protéines qui seront sécrétées ou destinées aux membranes. Les protéines de sécrétion quittent le RE emballées dans des vésicules de transition vers la membrane plasmique. 63 | P a g e Sordo Sanchez Norma Ø Le réticulum endoplasmique lisse : - Pas de ribosomes - Il participe : è Stockage des ions de Ca2+ è Synthèse des lipides è Métabolisme des glucides è Détoxication des médicaments, des drogues et des poisons Le REL est la continuité du RER qui lui est la continuité de la membrane plasmique. RER REL Réseau très structuré Réseau lâche, diffus Membrane avec des protéines Membrane simple peu différenciée spécifiques Citernes aplaties Citernes tubulaires Présence de ribosomes Pas de ribosomes Majoritaire, en continuité avec la Zone de transition entre RER et golgi membrane nucléaire Citernes aplaties Avec ribosomes Citernes tubulaires Pas de ribosomes 7. L’appareil de Golgi : C’est un organite membraneux composé d’un empilement de 4 à 12 saccules aplatis. Chaque saccule est spécialisé dans une opération biochimique particulière : la différence avec le RE est que les saccules ne communiquent pas entre elles. Les vésicules s’occupent de passer des produits d’un saccule à l’autre. 64 | P a g e Sordo Sanchez Norma L’appareil de Golgi est un centre de fabrication, d’affinage, d’entreposage, de triage et d’expédition. Les produits du RE y sont modifiés légèrement et activés, entreposés, puis envoyés vers différentes destinations. Il est étendu dans les cellules spécialisées dans la sécrétion. La face cis (coté RE) est convexe, elle reçoit les vésicules de transition venant du RE. La face trans (coté MP) est concave, elle donne naissances à des vésicules de sécrétion qui s’acheminent vers d’autre sites. è Situé entre le RE et la MP. Fonctions : Ø Ajoute et modifie certains sucres des glycolipides et des glycoprotéines Ø Il fabrique lui-même certaines macromolécules Ø A l’origine de la formation des vésicules de sécrétion et des lysosomes Ø Clive les pro-peptides issus du RE pour les transformer en peptides actifs = finition des protéines Ø Organise le tri des molécules et leur aiguillage vers leur destination finale Ø Transformation à Les saccules sont spécialisés dans la transformation de substances Ø Stockage des substances 8. Les lysosomes : C’est un sac membraneux rempli d’enzymes hydrolytiques. Il est constitué d’une membrane bicouche lipidique capable de consommer de l’eau pour couper les macromolécules. Les enzymes hydrolytiques sont fonctionnels lorsque le pH est bas. 65 | P a g e Sordo Sanchez Norma Le lysosome met la cellule à l’abri des dommages que causeraient les enzymes hydrolytiques si elles circulaient librement dans le cytosol. Hétérophagie (phagocytose) = vésicule qui fusionne avec un lysosome = phagolysosome. Fonction à digestion des substances externes. Autophagie = Organites dégradé dans la cellule, qu’on détruit en les fusionnant avec un lysosome. Fonction à digestion des substances internes. Fonction du lysosome : - Digestion des protéines, polysaccharides, lipides et acides nucléiques - Coupe les macromolécules - Protection des cellules envers les enzymes hydrolytiques 9. Les mitochondries : Les mitochondries sont des organites semi-autonomes qui se croisent et se reproduisent à l’intérieur de la cellule. Elle possède des ribosomes et de l’ADN mitochondrial. On dit qu’elles sont semi autonomes car : - Elles produisent leur propre ADN et donc la synthèse des protéines mitochondriales (en petite quantité) - Elles ont une division indépendante (se divisent elles-mêmes) 66 | P a g e Sordo Sanchez Norma La plupart des cellules comportent des centaines/milliers de mitochondries. Le nombre dépend de l’activité métabolique de la cellule. Fonctions : - Créer de l’énergie (ATP) à partir de glucoses, lipides et certaines protéines en présence d’oxygène via le cycle de Krebs - Apoptose cellulaire - Production de ses propres protéines 1) La membrane des mitochondries : Leurs membranes ressemblent fortement aux membranes des gram-négative des bactéries. Elles sont composées de 2 membranes : - Une membrane externe qui est lisse - Une membrane interne qui est repliée sur elle-même et forme des crêtes Les mitochondries sont composées de 2 compartiments : - La matrice qui est interne - L’espace inter membranaire 2) Conversion de l’énergie par les mitochondries : Les mitochondries sont le site de la respiration cellulaire. C’est un processus catabolique complexe qui à l’aide d’oxygène va produire de l’ATP en extrayant l’énergie produite par l’oxydation des glucides, des lipides et d’autres substances. 67 | P a g e Sordo Sanchez Norma Etapes : - Cycle de Krebs (oxydation des substances dans la matrice) - Beta-oxydation (aussi dans la matrice) La phosphorylation oxydative qui est situé dans les chaines respiratoires de la membrane interne mitochondriale (au niveau des crêtes) = production d’ATP 3) La mitochondrie dans les muscles : Elles sont perpendiculaires aux myosines. Il y a plus de millier de mitochondries car le besoin en O2 et en ATP est important. 4) La division des mitochondries : Elles se divisent comme les bactéries par scissiparité. Elles gèrent elles-mêmes le nombre de mitochondries présentent dans les cellules. 5) Hypothèse de l’endosymbiose : - Division par fission similaires à celle des bactéries - Molécule d’ADN mitochondrial similaire au chromosome bactérien (transmise lors de la division) - Double membrane similaire à celle des bactéries gram-négative - Ribosomes similaires aux ribosomes bactériens - Dimensions similaires à celles d’une bactérie - Crêtes similaires aux replis de la membrane bactérienne è Une bactérie aurait phagocyté une autre bactérie et celle-ci aurait persisté dans la cellule en apportant une capacité supplémentaire. 6) Rôle des mitochondries dans la régulation de l’apoptose : Lorsque la mitochondrie ne fonctionne plus, elle va recevoir un signal pour découper ses protéines (ADN) et va rentrer en apoptose (= mort cellulaire programmée) en activant les protéases caspases. Toutes les cellules possèdent des caspases (protéases maintenues inactives) si elles s’activent la cellule s’autodétruit. 68 | P a g e Sordo Sanchez Norma 10. Les peroxysomes : Ce sont des petits organites membraneux qui contiennent souvent un cristal de catalase. Ils sont délimités par une bicouche lipidique (protéines et lipides) et contiennent des enzymes permettant l’oxydation de nombreuses molécules organiques. Ils se forment à partir de vésicules provenant du RE ou par autoréplication. Les catalases deviennent cristal dans les peroxysomes tellement qu’elles sont concentrées dedans. Fonctions : - Catabolisme - Détoxication - Production de peroxyde d’hydrogène pour oxyder les substances organiques Il y a 2 types d’enzymes présentes dans les peroxysomes : Ø L’oxydase : Il utilise le dioxygène comme accepteur d’électrons et de protons pour oxyder des substrats organiques en produisant du peroxyde d’hydrogène (H2O2). Il peut oxyder un grand nombre de substrats. Ex : acide lactique, purines, acide urique, acides aminés, AGI,… Ø La peroxydase (dont la catalase) : Elle utilise le H2O2 produit pas les oxydases comme substrat pour oxyder d’autres composés organiques (composé phénoliques, alcools, …). H2O2 est dangereux => en absence de substrats, la catalase assure une dismutation (H2O2 : 2H2O + O2). 69 | P a g e