Cours de Biologie Complet 2018-2019 PDF

Biologie – BA1 Médecine Notes de cours rédigées par Charles Esgain, 2018 – 2019 Esgain Charles 1 Table des matières I. Les caractéristiques du vivant (dias 1 – 52).................................................................................. 3 1. Les propriétés de la vie............................................................................................................. 3 1.1. Hiérarchie.......................................................................................................................... 3 1.2. Les propriétés émergentes................................................................................................. 4 2. L’unité du vivant....................................................................................................................... 4 2.1. La cellule............................................................................................................................... 5 2.2. L’hérédité............................................................................................................................... 5 2.3. L’unité du vivant (dia 31)...................................................................................................... 7 3. La diversité du vivant................................................................................................................ 7 3.1. Classification..................................................................................................................... 7 3.2. Nomenclature binomiale.................................................................................................... 8 3.3. Principaux niveaux de taxinomie....................................................................................... 8 II. L’origine de la vie :................................................................................................................... 9 1. Hypothèses................................................................................................................................ 9 1.1. L’origine spontanée........................................................................................................... 9 III. L’évolution.............................................................................................................................. 11 1. Introduction............................................................................................................................. 11 2. La sélection naturelle.............................................................................................................. 11 3. Unité – Diversité : processus de l’évolution........................................................................... 12 IV. Les molécules de la vie........................................................................................................... 14 1. Les éléments chimiques.......................................................................................................... 14 2. L’eau :..................................................................................................................................... 15 3. Le carbone............................................................................................................................... 15 4. Les molécules organiques....................................................................................................... 16 4.1. Propriétés spécifiques.......................................................................................................... 16 4.2. Formation et dégradation de polymères.............................................................................. 16 4.3. Conformation des macromolécules..................................................................................... 17 4.4. Les réactions chimiques....................................................................................................... 18 5. Les macromolécules :.............................................................................................................. 18 5.1. Glucides............................................................................................................................... 18 5.2. Les lipides............................................................................................................................ 21 5.3. Les protéines........................................................................................................................ 23 5.4. Les acides nucléiques.......................................................................................................... 29 Esgain Charles 2 Chapitre 1 : Introduction à la vie I. Les caractéristiques du vivant (dias 1 – 52) 1. Les propriétés de la vie Plusieurs propriétés définissent la vie (distinction avec les non-vivants): a) L’ordre : tous les êtres vivants sont hautement ordonnés, alors que l’Univers évolue vers un désordre croissant (p.ex. écailles du serpent : hautement ordonné). b) L’adaptation évolutive : les êtres-vivants interagissent avec leur environnement (p.ex. le phasme : camouflage) et sont adaptés avec celui-ci. Ceux qui ne sont pas adaptés sont éliminés. c) La sensibilité : les êtres vivants sont capables de réagir à une stimulation provenant de leur environnement (ex : plante carnivore : mouche touche un point sensible : le mécanisme de fermeture de la plante est enclenché. Il faut que le point sensible soit touché plusieurs fois dans un délai suffisamment court, ce qui permet d’éviter les mécanismes de fermeture inutiles de la plante, comme p.ex. lorsqu’une feuille morte tombe). d) L’homéostasie : maintien des fonction vitales en fonction de leur environnement (ex : températures corporelles), mais dans certaines limites. e) Le métabolisme : utilisation d’énergie pour le maintien de l’ordre, homéostasie, … varie selon les êtres vivants (ex : colibri consomme beaucoup d’énergie). f) La reproduction : Tous les êtres vivants sont capables de se reproduire. Ils contiennent des molécules informatives issues de leurs parents et qu’ils transmettent à leurs descendants. g) La croissance et développement : l’information qui dirige le développement et la croissance est contenue dans les molécules informatives issues des parents et transmises aux enfants. À noter qu’aucune de ces propriétés prises séparément n’est suffisante pour définir la vie. 1.1. Hiérarchie L’étude de la vie est extrêmement vaste (de la biosphère jusqu’au niveau atomique). La propriété ordonnée de la vie est la conséquence de différents niveaux d’organisation de la vie. Ainsi, l’organisation du vivant est hiérarchisée : Atomes → molécules → macromolécules → organites → cellules → tissus → organes → systèmes d’organes (ex : système nerveux, système vasculaire, …) → organisme Au-delà des organismes, on distingue également certains niveaux (les niveaux de la biosphère) : En effet, les organismes d’un même type d’un même endroit (regroupés géographiquement) forment une population. L’ensemble des populations d’organismes de mêmes types constitue une espèce. Espèce = individus capables d’engendrer une descendance (viable et féconde) dans des conditions naturelles. Cependant, les espèces ne forment pas un niveau d’organisation du vivant (car ne vivent pas forcément toutes au même endroit). Les populations de diverses espèces et vivant au même endroit forment une communauté. Une communauté biologique et son habitat (biotope) forment un écosystème. Esgain Charles 3 Tous les environnements qui abritent la vie et toutes les formes de la vie forment la biosphère. La vie repose sur l’intégrité de chacun de ces niveaux (ex : si on enlève un organe vital, l’organisme meurt…). 1.2. Les propriétés émergentes Autres caractéristiques du vivant : les propriétés émergentes. Celles-ci sont de nouvelles propriétés apparaissant comme résultats des interactions des composants à chaque niveau. In fine, un organisme est donc bien plus que la somme de ses différentes parties. Attention cependant : Les propriétés émergentes ne sont pas spécifiques du vivant : P.ex : des Legos : les propriétés de la maquette sont plus importantes que la somme des propriétés initiales de chacune des pièces. 2. L’unité du vivant L’unité du vivant (ce que tous les vivants ont en commun) s’observe à différents niveaux, et notamment au niveau cellulaire. La cellule constitue l’unité fondamentale du vivant. Ce concept est à la base de la théorie cellulaire. Théorie cellulaire : 1) La cellule est la plus petite entité du vivant (ex : un organite ne peut fonctionner que s’il est intégré à une cellule !) 2) Tout être vivant est constitué de cellule(s) 3) Tout cellule provient d’une autre cellule. Cette théorie s’oppose à la théorie de la génération spontanée, qui propose que les organismes vivant les moins complexes se forment à partir de matière minérale (sans intervention d’autres êtres vivants). Esgain Charles 4 2.1. La cellule La cellule est donc l’unité fondamentale du vivant, aussi bien au niveau structural que fonctionnel (certains organismes sont par ailleurs unicellulaires). Il y a 2 types d’organisation cellulaire : procaryote VS eucaryote Points communs : cytosol (milieu interne aqueux), membrane, ADN (contient l’information héréditaire, càd transmise d’une génération à la suivante). 2.1.1. La cellule procaryote Il n’y a pas d’organisme pluricellulaire procaryote, uniquement des monocellulaires ! La cellule procaryote a une ultrastructure plus simple que la cellule eucaryote : a) Elle est petite (1 à 10 µm de diamètre). b) Sa membrane plasmique est doublée d’une paroi cellulaire rigide. c) Le cytosol est aqueux et visqueux. d) Elle contient des ribosomes, des ARNt (permettant l’expression de l’information génétique) e) L’information génétique (souvent sous forme de chromosome circulaire) est contenue dans cytosol, où il y a également des enzymes. f) Il n’y a pas de noyau. g) De façon générale, pas de compartiments internes distincts (pas d’organites). 2.1.2. La cellule eucaryote a) La cellule eucaryote est plus grande (de 10 à 100 µm de diamètre généralement). b) La membrane plasmique peut être doublée d’une paroi (mais ce n’est pas une généralité, ex : doublée chez les végétaux, pas chez les animaux). c) Le cytosol est aqueux également, mais se différencie par la présence d’un cytosquelette et la présence d’organites (compartiments internes délimités par des membranes). Ces organites assurent des fonctions spécialisées. d) Il y a la présence d’un noyau (s’agissant aussi d’un organite). 2.2. L’hérédité Une autre caractéristique de la vie est quelle celle-ci se perpétue. Cette perpétuité se fait grâce à la transmission de molécules informatives. L’information héréditaire est stockée dans la cellule sous forme d’ADN. - Chez les procaryote, l’ADN se loge dans la zone nucléoïde, non délimitée par une membrane. - Chez les eucaryote, l’ADN se loge dans le noyau (délimitée par l’enveloppe nucléaire, double membrane). 2.2.1. Expression de l’information génétique contenue dans l’ADN L’ADN nucléaire est réparti en chromosomes, qui sont présents lors de tout le cycle, mais visibles que lorsque la cellule se divise ! Ce ne sont pas des structures qui se font et défont (car présents même lorsqu’ils ne sont pas visibles). Chaque chromosome est constitué d’ADN associé à des protéines, et les unités d’informations sont les gènes. Certains chromosomes contiennent plus de gènes que d’autres (densité génique différente). Un gène codant correspond à la portion d’ADN qui contient toute l’information nécessaire pour synthétiser une protéine particulière, par l’intermédiaire d’un ARN messager (ARNm). Esgain Charles 5 Le passage ARN – protéine n’est pas un passage obligatoire (un gène non codant s’arrête à l’ARN, qui n’a pas besoin d’être traduit en protéine pour assurer sa fonction). 2.2.2. Le code génétique L’ADN est formé de 4 nucléotides : ATCG. La succession de ces 4 nucléotides dans un ordre particulier constitue l’information génétique. Au niveau protéique, l’unité structurale est un acide aminé (AA). Il y a 20 AA différents, mais une protéine ne contient pas nécessairement les 20 types d’AA. La séquence des nucléotides au sein de l’ADN détermine la séquence des AA au sein de la protéine. Pour passer de l’un à l’autre, il y a donc le code génétique. Il s’agit d’un code de 3 nucléotide. Chaque triplet de nucléotide code pour 1 AA. Etant donné qu’il y a 64 possibilités (4³), pour 20 AA, le code est dit redondant (plusieurs triplets de nucléotides codent pour le même AA). Le code génétique est presque universel, càd commun à l’ensemble du vivant → cela témoigne une apparition qui s’est fait tôt ans l’histoire de la vie, et également qu’il est essentiel à la vie. Remarque : U remplace T dans l’ARN. 2.2.3. Distinction génotype-phénotype : L’ensemble de l’information génétique = génotype = reflet de l’ADN L’ensemble des caractères observables chez un être vivant donné = phénotype = reflet des protéines. L’ARNm permet d’utiliser le contenu de l’information contenue dans l’ADN pour synthétiser les protéines. 2.2.4. Transmission de l’information génétique L’information génétique contenue dans l’ADN est transmise des parents aux enfants. L’ADN spermato + l’ADN de l’ovule sont regroupés dans une cellule qu’on appelle ZYGOTE (union des deux gamètes). Ensuite, l’ADN nucléaire est systématiquement copié (répliqué) avant que la cellule ne se divise. Ainsi une copie est transmise à chacune des cellules filles. Toutes les cellules issues du zygote contiennent donc l’information initiale du zygote. Esgain Charles 6 2.3. L’unité du vivant (dia 31) L’unité du vivant se reflète au niveau : - Cellulaire (voir supra). - Moléculaire : le stockage de l’information héréditaire dans l’ADN et la gestion de cette info par les protéines sont des mécanismes communs à l’ensemble des vivants. - Anatomique. Par exemple, au niveau du membre supérieur (MS) des vertébrés, ceux-ci sont conçu sur base d’un même assemblage, bien qu’au fil de l’évolution différentes variantes ont été sélectionnées car plus adaptées au mode de vie des différents types de vertébrés. - Embryologique : par exemple : une queue osseuse. 3. La diversité du vivant On évalue le nombre d’espèce a 30 millions, mais seulement 2 millions sont répertoriées. Il y a 50 000 espèce de vertébrés, 225 000 de végétaux, et 1 million espèces d’insectes ! Chaque année, de nouvelles espèces sont découvertes, d’autres disparaissent. NB : Une extinction de masse = évènement bref à l’échelle géologique, au cours duquel au moins 75% des espèces animales et végétales vont disparaitre. 3.1. Classification Taxinomie : branche de la biologie qui a pour objet de nommer et déterminer les critères de classement. Les protistes ne sont pas clairement définis. La majorité sont unicellulaire, mais certains sont pluricellulaire et de grande taille. Woese : a différencié les monères en deux domaines (eubactéries et archéobactéries). Le domaine des eucaryotes comprend les 4 règnes précédemment cités (animaux, végétaux, champignons, protistes) La séquence nucléotidique d’un ARNr particulier (16s) des bactéries méthanogènes diffère de la majorité des autres procaryotes. Cette différence justifiait de classer les bactéries méthanogènes à part (les archées). Esgain Charles 7 NB : Au plus les séquences moléculaires sont similaires, au plus les organismes vivants sont apparentés. Cependant, les méthanogènes ne sont pas plus anciens que les eubactéries, et sont aussi éloignés des eucaryotes que les eubactéries. Ce choix de terminologie était donc incorrect. Aujourd’hui, on appelle les eubactérie → bactéries, et on appelle les archéobactéries → archées. Arbre du vivant selon Woese 3.2. Nomenclature binomiale Nom vernaculaire : exemple : un chat Nom scientifique : exemple : Felis silvestris Ainsi, la nomenclature binomiale permet de désigner chaque organisme par 2 mots latins en italique : → le 1e mot désigne genre et 2e l’espèce 3.3. Principaux niveaux de taxinomie Domaine > Règne > Embranchement > Classe > Ordre > Famille > Genre > Espèce. Mnémotechnique : « DRECOFaGE ». Esgain Charles 8 II. L’origine de la vie : 1. Hypothèses La dualité unité – diversité s’explique par l’origine de la vie. L’origine de la vie fait l’objet de nombreuses controverses, et différentes hypothèses. Le créationnisme (création de la vie sur Terre par une force supérieure, p.ex. Dieu), la panspermie (origine extra-terrestre, amenée sur Terre par des météorites p.ex. la théorie de Murchison, où les AA relevés sur des météorites ne peuvent provenir de la Terre), une origine spontanée (conditions favorables au démarrage de la vie à un moment donné, à partir de matière minérales). C’est à cette dernière que nous nous intéressons dans ce cours. 1.1. L’origine spontanée Univers : émergence il y a 13.5 milliards d’années (Big Bang) La Terre : formation il y a 4.6 milliards d’années, à partir d’une nébuleuse solaire. Il y avait plein de bombardement en provenance de la formation du système solaire… pas propice à la formation de plans d’eau, ni à la vie. Il y a 3.9 milliards d’année, les bombardements deviennent moins intenses et espacés, il y a formation d’eau sous forme liquide et in fine des océans. Ainsi, la vie serait apparue sur Terre il y a entre 3.6 et 2.5 milliards d’années. L’hypothèse de l’origine primitive spontanée de la vie est l’abiogenèse originelle. → Dans les années 30, Oparine et Haldane arrivent à la conclusion que l’atmosphère primitive est un milieu réducteur, et l’association de matière minérale aurait pu former de petites molécules organiques, qui se seraient accumulées et auraient réagi entre elles dans ce milieu réducteur. L’énergie nécessaire aurait été fournie par la foudre et les rayonnements UV (brisent les liens intermoléculaires, formant des radiaux très réactifs qui réagissent entre eux). Cette hypothèse est faite de 3 phases : l’évolution chimique, l’évolution prébiotique et l’évolution biologique. 1.1.1. L’évolution chimique (dia 63) Correspond à la formation et accumulation des premières molécules organiques, dans une atmosphère réductrice. Les molécules simples de l’atmosphère primitive, agressées par les rayonnements UV (+foudre, volcans etc)., auraient libéré des radicaux réactifs qui se seraient associés en molécules de plus en plus grosses et complexes. On ne peut expliquer l’accumulation de ces protéines organiques qu’en absence d’O2. La pluie formée par la condensation de la vapeur des nuages aurait progressivement entrainé toutes ces nouvelles molécules dans les océans, formant la soupe primitive, où la vie aurait pris naissance. Le point clef de cette théorie est l’atmosphère réductrice. Une expérience a réalisé avec succès l’apparition de molécules organiques àptd des minéraux (et dans les conditions de l’hypothèse d’Oparine et de Haldane). Il s’agit de l’expérience de Miller (dia 65). Les recherches actuelles sur l’atmosphère primitive privilégient plutôt une atmosphère neutre, principalement composée de CO2. Or, une atmosphère neutre est 1000x moins biogénique qu’une atmosphère réductrice. Ainsi, la vie se serait amorcée non pas dans l’atmosphère mais dans l’eau à proximité des volcans et des cheminées sous-marines où l’eau est chaude et les minéraux jaillissent des profondeurs de la terre dans l’océan. L’équipe de Shock a montré expérimentalement que la synthèse de petites molécules organiques était possible dans les contraintes de cet environnement hydrothermal. Esgain Charles 9 1.1.2. L’évolution prébiotique : Les petites molécules formées à partir de matière minérale interagissent pour former des macromolécules organiques (molécules prébiotiques, car indispensable à la vie mais ne suffisent pas pour créer la vie). → Le hic de cette hypothèse c’est que la formation de polymère se fait par déshydratation, ce qui est compliqué dans un environnement aqueux (car l’excès d’eau devrait inverser la situation). Par après, des agrégats de ces molécules prébiotiques se sont isolés physiquement du milieu environnant par la formation d’une membrane/barrière = protobionte (agrégats de molécules prébiotiques isolées de leur environnement par une barrière sélective), où le milieu interne est distinct du milieu externe. Il s’agit d’une étape très importante, permettant d’isoler le milieu interne et d’y concentrer les molécules. Ensuite, apparition d’un métabolisme rudimentaire (où il y avait juste une répétition des interactions) et d’un mécanisme de reproduction. Enfin, par un mécanisme de variations et de sélection, les protobiontes les mieux adaptés ont survécus et se sont propagés → émergence des formes les plus stables capables de se reproduire et de transmettre leurs caractéristiques à leur descendance. In fine, apparition de formes de vie primitives. Cette évolution prébiotique s’est faite, on le suppose, grâce à un système à base d’ARN (ribozymes, équivalent ARN des enzymes qui sont des protéines faites àptd ADN). Il est probable que l’ADN soit apparu plus tard et se soit révélé mieux adapté pour stocker l’info génétique et plus stable (car désoxyribose augmente la stabilité, ainsi que la thymine). À noter qu’aujourd’hui encore, quelques petits peptides sont synthétisés sans l’aide de ribosomes, et que ces peptides sont ensuite assemblés par des enzymes sans qu’un ARN n’intervienne pour guider la synthèse. Ces peptides ont la particularité de contenir une centaine d’AA différents (et non les 20 comme généralement dans les protéines). En conclusion, l’étape prébiotique a conduit aux premières formes de vie, et donc à l’évolution biologique. 1.1.3. L’évolution biologique Les protobiontes se sont progressivement complexifiés en formes de vie primitives, ayant elles- mêmes évolué (procaryotes ; bactéries et archées). Cette apparition non contestée des formes de vie primitive s’est faite il y a 2.5 milliards d’années. Ce n’est qu’1 milliard d’année plus tard que les eucaryotes unicellulaires sont apparus, et in fine eucaryotes pluricellulaires. Cette évolution biologique se poursuit encore actuellement. Dates à retenir : Création univers : il y a 13.5 milliards d’années. Terre : 4.6 milliards d’années. Origine présumée des procaryotes : 2.5 milliards d’années. Origine présumée des eucaryotes : 1.5 milliards d’années Explosion du cambrien : il y a 550 millions d’années Extinction de masse permien (la plus importante) : il y a 250 millions d’années Extinction du crétacé (extinction dinosaures + diversifications mammifères) : il y a 65 millions d’années Apparition des humains : 1,8 millions d’années. Esgain Charles 10 III. L’évolution 1. Introduction Cette théorie de l’évolution explique l’unité et la diversité du vivant. L’évolution peut être comparée à un buisson dont chacune des branches correspond à une espèce. Unité = caractères communs hérités de leurs ancêtres communs. Diversité = différences résultant des pressions de sélection exercées par l’environnement et témoignant de leur adaptation. Évolution = apparition de nouvelles espèces mais également extinctions isolées (arrêt brutal de certaines branches) car espèces mal adaptées à leur environnement et n’ont donc pas pu survivre à cet environnement. Extinction de masse : induite par un changement brutal de l’environnement Darwin (l’origine des espèces – 1859) est le premier à proposer un mécanisme (mais pas le premier à proposer une théorie de l’évolution) pour expliquer l’évolution : la sélection naturelle, où l’environnement sélectionne les organismes les plus adaptés à survivre. 2. La sélection naturelle La sélection naturelle se base sur deux observations : Première observation Variation individuelle héréditaire (ex : variation : dans une population de girafes, la longueur du cou varie d’un individu à l’autre. Un certain nombre de ces variations sont héréditaires → girafes à long cou auront des descendants à long cou). Deuxième observation Surnatalité et compétition : en l’absence de contrainte, l’effectif d’une population croit de façon exponentielle. Dans un environnement naturel, l’espace et les ressources sont limités, empêchant la population de croitre indéfiniment. En effet, il y a une lutte pour la survie, et seule une fraction des descendants survit à chaque génération. Ainsi, sur base de ces deux observations, Darwin en vient à la théorie d’une sélection naturelle. Les individus les mieux adaptés à leur environnement survivent. Ex : girafes : se nourrissent de feuilles. S’il n’y a plus que des feuilles très en hauteur, seules les grandes girafes survivent → facteur de sélection = hauteur des arbres. C’est bien un facteur environnemental / naturel, d’où le nom de sélection naturelle. Cette sélection naturelle mène à une adaptation au milieu : la fréquence d’un trait héréditaire avantageux tant à augmenter dans les populations. Esgain Charles 11 Ex : les girafes avec un trait héréditaire avantageux se reproduisent → de génération en génération, la proportion d’individus adaptés à l’environnement augmente, jusqu’à atteindre éventuellement 100% (pour autant que les feuilles restent en hauteur). Si en revanche la contrainte change, p.ex. les feuilles sont plus basses, alors ce sont les petites qui vont survivre (car cou difficile à plier, les girafes n’ont que 7 vertèbres (comme tous les mammifères) cervicales géantes, …). Ainsi, un trait héréditaire n’est avantageux que dans un environnement donné. La sélection naturelle s’exerce toujours sur l’individu. En revanche, l’adaptation évolutive va s’observer à l’échelle des populations voire les espèces. Autrement dit, l’individu qui est adapté à son milieu aura une descendance adaptée, mais un individu non adapté à son environnement ne va pas s’y adapter (le cou de la girafe ne pousse pas du jour au lendemain chez l’individu). → la variation précède la sélection, et non l’inverse (ce n’est pas le cou de la girafe qui s’allonge, c’est les girafes qui ont un long cou qui survivent). Dès lors, on peut dire que la sélection ne crée pas un caractère avantageux, elle le sélectionne s’il est présent ! La sélection naturelle conduit à une augmentation de la fréquence d’un trait de caractère avantageux au fil des générations uniquement si le caractère est héréditaire. Ex : bodybuilder : La force de celui-ci peut conférer un avantage à l’individu, mais en aucun cas la fréquence de ce trait de caractère avantageux ne va augmenter dans sa descendance. 3. Unité – Diversité : processus de l’évolution L’unité et la diversité du vivant s’expliquent par le processus de l’évolution : - Unité : témoigne du fait que les organismes ont évolué à partir d’ancêtres communs. - Diversité : résultat des différentes pressions de sélection exercées par l’environnement sur les individus au fil des génération conduisant à augmenter la fréquence d’apparition des traits de caractères héréditaires favorables dans un environnement donné. Il est important de mettre en exergue que les mécanismes de l’évolution sont des mécanismes généraux, qui peuvent s’exercer dans d’autres situations comme des situations pathologiques p.ex. le cancer. En effet, le cancer est un modèle d’évolution à l’échelle cellulaire : les cellules cancéreuses ont une capacité à proliférer accrue par rapport aux cellules saines. Ainsi, les cellules qui prolifèrent un peu plus vite sont sélectionnées jusqu’à ce que la prolifération se fasse de manière incontrôlée jusqu’à supplanter le tissu sain → cancer. Esgain Charles 12 Explications : aspect prolifératif : cellules saines : parmi celles-ci, certaines ont une variabilité qui fait qu’elles prolifèrent plus → elles ont donc plus de descendants, et prolifèrent donc de plus en plus. Il est possible que parmi ces descendant, il y ait 2e mutation ajoutée à la première chez certaines (toutes les mutations se font au hasard, mais étant donné qu’il y a + de cellules, c’est + probable d’avoir une 2e mutation). Si cette 2e mutation a pour effet que son porteur prolifère encore plus rapidement, les cellules portant cette deuxième mutation vont donc encore davantage proliférer → etc. jusqu’à ce que la prolifération se fasse de manière incontrôlée et au point que les cellules mutées deviennent donc majoritaires. Esgain Charles 13 IV. Les molécules de la vie 1. Les éléments chimiques Diversité des atomes : Il existe 117 éléments chimiques dont 92 à l’état naturel sur Terre. Ces éléments sont repris dans le tableau de Mendeleïev. Dans ce dernier, il y a une périodicité des électrons de valence (e- de la couche externe). Ces e- de valence sont à la base de la réactivité chimique de chaque élément. Chaque élément peut accueillir 8 e- sur sa couche de valence. Ainsi, les éléments qui ont les 8 e- de présent sont les gaz rares (inertes). Les halogènes (ex : Fluor, Chlore, Brome, …) sont très actifs car cherchent à acquérir un autre électron (ils ont 7 e- de valence). À l’inverse, les atomes de la 1e colonne (H, Li, Na, …) cherchent à en donner un. Ils sont donc également très actifs. La règle de l’octet est donc une équilibration des charges positives et négatives (avec saturation de la couche externe). Des 92 éléments présents à l’état naturel, seuls 11 se retrouvent dans les êtres vivants en concentration supérieures à des traces (soit 0,01%). De ces 11 éléments, 4 sont particulièrement important : CHON. → ces 4 éléments constituent à eux seuls 96% (en masse) de la matière vivante. Ils forment des liaisons covalentes (p.ex. le carbone peut former 4 liaisons covalentes). Les 7 autres constituent 4% de la masse de tout être vivant. Pour bien fonctionner, tout être vivant a également besoin de 14 autres éléments en quantité minime : les éléments traces (1000 a) Polymères de glucose : - Amidon (réserve chez les végétaux) : il est abondant dans les organes de réserve des plantes, et hydrolysé selon les besoins de la cellule en monosaccharide. Il se présente sous 2 formes, qui sont 2 types de polymère de glucose : l’amylose (chaine droite, 20%) qui est insoluble dans l’eau, et l’amylopectine (chaine ramifiée, 80%). L’amidon est digérable chez l’homme, et cette digestion ne se fait qu’à partir d’1 extrémité (donc digestion plus rapide si la proportion d’amylopectine augmente par rapport à la proportion d’amylose) : action de l’amylase salivaire (formation de dextrines et maltose), de l’amylase pancréatique va poursuivre la digestion de dextrines en maltose dans le duodénum, et la maltase dans l’intestin grêle libère le glucose. Dans l’amidon, tous les monomères de glucose sont sous forme alpha. → liaisons glycosidique alpha 1-4. Ces polymères s’enroulent en hélices (ils sont donc hélicoïdaux) - Glycogène (réserve chez les animaux et champignons) : présent principalement dans le foie et les muscles des animaux, mais également dans les hyphes des champignons. Il est semblable à l’amylopectine étant donné qu’il est également ramifié (branché). Le stockage se fait selon l’alimentation (repas riche en sucre → glycémie augmente → insuline libérée → sucre rentre dans la cellule → glycogénogenèse et glycémie diminue. Il y a donc un maintien de la glycémie). - Cellulose (structure de la paroi cellulaire des végétaux). C’est la matière organique la plus abondante sur Terre. Les monomères sont là sous forme beta → liaisons glycosidique beta 1- 4. Ces polymères sont droits. Les polymères de glucoses beta favorisent la formation de ponts hydrogène intra et surtout intermoléculaires (dia 121). Ainsi, les molécules de cellulose s’assemblent les unes aux autres par des liaisons transversales → formation de microfibrilles. Ces microfibrilles s’associent en macrofibrilles → fibres → couches → parois des cellules végétales. La cellulose n’est pas digérable par les animaux (éliminé telle quelle dans les matières fécales, donc on ne profite pas des sucres qui y sont présents), mais sa présence stimule la sécrétion de mucus et augmente le volume des selles (amélioration donc des contractions intestinales). Les ruminants abritent dans leur estomac des bactéries et des protistes capables de digérer une partie de la cellulose des plantes qu’ils consomment. Il en est de même pour les termites et la cellulose du bois. Esgain Charles 19 À noter également que le glucose est présent sous formes cycliques (=pyranose) : anomères alpha et beta du glucose. NB : Lors de liaisons beta, chaque monomère est inversé par rapport au monomère précédent. Lors de liaisons alpha, les monomères sont disposés les uns à la suite des autres de la même manière. La cellulose est insoluble dans l’eau, néanmoins elle absorbe beaucoup d’eau → les parois de cellulose sont hydrophiles et donc imbibées d’eau, et sont donc perméables aux molécules qui y sont dissoutes ainsi qu’aux gaz → permet les échanges. b) Polymère de N-acétylglucosamine (dérivé du glucose) : - Chitine : structure de la cuticule (exosquelette) des arthropodes et de la paroi des champignons. Associée à d’autres protéines pour augmenter sa rigidité (carapace du crabe p.ex.). Liaisons beta 1-4 (semblable à la cellulose). Dia synthèse : 125. Esgain Charles 20 5.2. Les lipides Non polaires. On distingue plusieurs groupes : les triglycérides (TG), phospholipides, glycolipides, stéroïdes. 5.2.1. Les TG : Ce sont les graisses et huiles. Ils sont formés d’un glycérol et de 3 acides gras (AG). Les groupements acides des AG se lient à chacun des groupements OH du glycérol, avec élimination de 3 molécules d’eau (=estérification). Les triglycérides sont dépourvus de groupements polaires et donc totalement insolubles dans l’eau. Ils ne sont pas dissous dans le cytosol et n’influencent donc pas son osmolarité (celle-ci dépendant des molécules dissoutes), permettant un stockage plus important (compacté). Valeur calorique des graisses : 9kcal/g. Alors que valeur calorique des sucres : 4kcal/g. On parle de graisses saturées quand les chaines sont saturées en H (liaisons simples, chaque C lié au maximum de H possible). On parle de graisses insaturées quand il y a une ou plusieurs doubles liaisons, voire dans de rares cas des triples liaisons. Le plus souvent, isomérie CIS (atomes H du même côté de la double liaison). L’autre type d’isomérie est l’isomérie TRANS. Les TG dont les AG sont insaturés ont une température de fusion plus basse que les TG saturés car les TG saturés ont des chaines droites et peuvent s’accoler étroitement les uns aux autres (p.ex. huiles végétales vs graisses animales). Rôles : - Réserve énergétique à long terme chez les animaux (plus énergétique que l’amidon ou le glycogène) : Les animaux doivent stocker leur énergie sous forme de graisse (meilleur rendement) dans les adipocytes, alors que les végétaux stockent sous forme d’amidon. Pourquoi ? Car les végétaux sont immobiles et métabolisme de base plus faible → nécessité de moins d’énergie. - Protection - Isolation thermique (baleine, phoque, …). Esgain Charles 21 5.2.2. Les phospholipides a) Les glycérophospholipides Lipides membranaires les plus importants, ils sont formés d’1 glycérol, 2 AG et d’un groupement phosphate (auquel peut se lier une petite molécule organique chargée). Ces glycérophospholipides ont une tête hydrophile et une queue hydrophobe → structure dite amphipathique ou amphiphile ou amphi polaire. Ces glycérophospholipides varient donc selon le type de molécule organique chargée liée au groupement phosphate, mais également selon le type d’AG (14 à 24 C). Le rôle principal des glycérophospholipides est de constituer la trame de la membrane. Le type d’AG influence la fluidité membranaire (AG saturés s’accolent fort → fluidité diminue). Cas particulier : les plasmalogènes, abondants dans le cerveau et le cœur, sont des glycérophospholipides particuliers car le glycérol porte un alcool gras (lié par une liaison éther) à la place d’un AG. Le reste (l’autre AG et le groupement phosphate) est identique. b) les sphingophospholipides Comme les glycérophospholipides, ce sont des lipides membranaires amphiphiles qui ont également une tête polaire et queue hydrophobe. Le glycérol et un AG sont remplacés par un alcool aminé à longue chaine appelé sphingosine. Un AG attaché à une fonction amine de la sphingosine donne une céramide. Les sphingomyélines ont une choline ou éthanolamine dans leur tête polaire. Les sphingomyélines sont présentes dans les membranes des cellules animales et en particulier dans la gaine de myéline (qui entoure les axones, les isole et permet d’améliorer la conduction nerveuse). Synthèse : p135 – 136 (NB : Pas connaitre la structure mais le rôle, la constitution) Rôles de phospholipides : - Constituants principaux des membranes cellulaires - Leur propriété amphiphile permet de se disposer spontanément, de façon à enfouir leur queue hydrophobe vers l’intérieur et leur tête vers l’extérieur. En fonction de leur forme, ils s’agenceront en micelle lipidique ou en bicouche lipidique. - Cette propriété amphiphile permet également l’auto cicatrisation : si brèche dans la bicouche lipidique, il y aura un réarrangement des molécules. 5.2.3. Les glycolipides Présents dans le feuillet externe des membranes plasmiques (~5% des lipides de ce feuillet) et de certaines membranes intracellulaires. Ils résultent de l’estérification ou de l’amidification de lipides par des sucres ou sucres aminés. 1 monosaccharide attaché au carbone 1 = cérébroside. 1 oligosaccharide = ganglioside. Un glycolipide peut être neutre ou chargé électriquement selon le sucre qui le compose (dia 137). Les glycolipides sont distribués asymétriquement dans la bicouche lipidique membranaire. Ils ont un rôle dans la reconnaissance moléculaire au niveau des membranes cellulaires. Ils peuvent être le point d’entrée de certaines toxines bactériennes (choléra p.ex.). Esgain Charles 22 5.2.4. Les stéroïdes Classés parmi les lipides car hydrophobes. Constitués d’un squelette carboné formé de 4 cycles accolés formant un noyau stérol. Certains stéroïdes sont des hormones : ex. testostérone : Développement des organes génitaux et caractères secondaires masculins. Sans testostérone, un embryon XY développerait des organes génitaux femelles (chez l’humain, le développement par défaut de l’embryon est féminin, c’est la testostérone qui contrecarre ce développement par défaut). a) Le cholestérol Rôle du cholestérol : précurseur de tous les autres stéroïdes, de la vitamine D (qui n’est pas un stéroïde), des sels biliaires, d’hormones, constituant des membranes cellulaires animales, … Le cholestérol est structuré par une partie rigide (cycle) dont la tête est polaire, et une queue hydrocarbonée non polaire. Le cholestérol s’oriente spontanément en plaçant la tête polaire vers les phospholipides et glycolipides pour former les membranes des cellules animales et rendre le tout beaucoup plus stable. Il n’y a pas de cholestérol chez les végétaux. Cependant, les végétaux ont d’autres stérols (phytostérols) qui jouent un rôle analogue à celui du cholestérol chez les animaux en contribuant au maintien de l’intégrité structurale et fonctionnelle des membranes cellulaires. Dans l’intestin grêle, le cholestérol et les phytostérols entrent en compétition (donc l’absorption de cholestérol par l’organisme diminue). 80% du cholestérol est endogène (synthétisé surtout au niveau de l’intestin et foie). Seuls 20% viennent de l’alimentation. Le cholestérol est transporté dans le sang par des lipoprotéines (LP). Il y a les lipoprotéines de haute densité (HDL), qui transportent le cholestérol vers le foie, et des lipoprotéines de basse densité (LDL) qui transportent le cholestérol du foie vers les tissus. Lors d’une lésion endothéliale, les LDL (et le cholestérol qu’elles transportent) vont être internalisées aux cellules musculaires et dans les macrophages. Cela sera l’étape initiale d’un processus inflammatoire, qui aboutira à la formation d’une plaque d’athérome (pas uniquement faite de cholestérol donc). b) Les stéroïdes anabolisants Dérivés de la testostérone. Ils induisent une augmentation de l’appétit et de la synthèse des protéines → augmentation de la masse tissulaire (anabolisme) en particulier dans les muscles. Propriétés virilisantes chez les femmes, atrophie testiculaire et gynécomastie chez les hommes. 5.3. Les protéines 5.3.1. Généralités Ce sont les macromolécules les plus abondantes (50% de la masse maigre MM d’un être vivant). Ce sont de loin les molécules les plus complexes du fait de leur structure, et les plus sophistiquées par leur fonction. Elles sont faites d’AA. La terminologie varie selon le nombre d’AA : 2 AA = dipeptide ; 3 = tripeptide, 30 = polypeptide. Les limites de ces appellations ne sont pas très strictes. Les protéines sont des polypeptides biologiquement actifs. Un AA est une petite molécule organique constituée d’un C central, un groupement amine, un groupement carboxyle, un H, et un radical variable d’un AA à l’autre et symbolisé par la lettre R et donnera à l’AA ses propriétés. Esgain Charles 23 Le carbone central est asymétrique, sauf dans le cas de la glycine étant donné que le radical R est un hydrogène (C porte donc 2 H). Étant donné ce caractère asymétrique, les AA sont des molécules chirales (non superposables à leur image), donc chaque AA peut exister sous 2 formes (L et D) → représentation de Fischer. Ces isomères ont la même formule moléculaire mais ont donc une disposition inversée. Seuls les isomères L sont synthétisés par les êtres vivants. Plus de 100 AA sont décrits et présents dans la nature. 22 AA entrent dans la composition de protéines (= AA protéinogènes). Il y a 20 AA standards universels (et 2 AA non standards, la sélénocystéine et pyrrolysine), dont 9 sont essentiels (càd ne sont pas produit de manière endogène chez l’humain → nécessité de le trouver dans l’apport alimentaire). Certains AA sont des précurseurs d’autres AA, rendant donc ces derniers essentiels également du cas de carence en précurseur (la distinction entre AA essentiels et non essentiels n’est donc pas très clairement définie). Les AA non standards sont codés par un codon stop lorsque l’ARNm présente une aiguille d’épingle à cheveu juste après ce codon stop, forçant le codon stop à quand même coder un AA et donc à continuer la synthèse protéique. NB : Les AA peuvent être des précurseurs d’autres molécules biochimiques, comme la tyrosine qui est le précurseur d’hormones thyroïdiennes. Les AA sont classés en fonction de leur radical : - AA polaires non chargés : hydrophiles car leur radical porte une charge partielle (et ainsi possibilité de former des ponts hydrogène) - AA chargés : possèdent un radical chargé, soit acides (fonction acide COO-, chargé -) soit basiques (fonction amine NH3+, chargé +) - AA non polaires : hydrophobes, radical non polaires car radical formé d’une chaine hydrocarbonée. Les AA sont liés les uns aux autres par un lien peptidique (liaison covalente). Ce lien se fait toujours entre le groupement carboxylique de l’AA accepteur et le groupement amine de l’AA entrant, avec élimination d’eau. Esgain Charles 24 Le squelette peptidique se retrouve dans tous les polypeptides et correspond à la répétition du groupement amine, du groupement carboxylique et du C asymétrique. À l’inverse, les chaines latérales varient d’un AA à l’autre. Etant donné qu’une liaison peptidique se fait entre un groupement amine et groupement carboxyle, le peptide possède une polarité, avec une extrémité N-terminale (numérotée 1) et une extrémité C- terminale (numérotée comme étant le dernier AA). Une chaine polypeptidique n’est jamais linéaire. Ce qui dicte son agencement c’est la proportion et la façon dont sont distribués les AA polaires et non polaires. Exemples : - Effet hydrophobe (en milieu aqueux) : les parties non polaires du peptide sont regroupées au niveau de la région centrale (hydrophobe), et s’attirent entre elles (forces de van de Waals), formant un ersatz de noyau central hydrophobe, tandis que les chaines latérales polaires ont tendance à se rassembler à la périphérie de la protéine où elles interagissent avec l’eau. - Forces de Van der Waals : s’établissent lorsque les atomes sont suffisamment proches les uns des autres. Elles résultent du fait que les e- sont constamment en mouvement et que leur répartition peut être transitoirement inégales, formant des charges partielles. Ces interactions se font et se défont en permanence. - Liaisons ioniques : entres chaines latérales chargées - Ponts hydrogènes : s’établissent entre chaines latérales polaires. Ces ponts hydrogènes sont très nombreux. - Ponts disulfures : liaisons covalentes s’établissant entre 2 atomes de soufre de 2 cystéines (qui possèdent un groupement thiol SH). Ces ponts disulfures ne semblent jouer qu’un rôle stabilisateur. Esgain Charles 25 Conformation native des protéines (point important !) : L’activité biologique d’un polypeptide est conférée par sa structure tridimensionnelle. Il faut que l’enzyme et le substrat soient complémentaires afin d’avoir une catalyse correctement réalisée. Un polypeptide peut adopter plusieurs structures tridimensionnelles. La structure tridimensionnelle active, qui confère l’activité au polypeptide, est appelée conformation native, et c’est la seule qui confère au polypeptide son activité. Cette conformation native est généralement la plus stable (la plus énergétiquement favorable). Un polypeptide biologiquement actif est qualifié de protéine → protéine = polypeptide dans sa conformation native. Conformation native = structure tridimensionnelle du polypeptide qui lui confère sa fonction biologique dans des conditions physiologiques. Or, très peu de polypeptide acquièrent spontanément cette conformation native. Ainsi, ces polypeptides ont besoin d’aide, d’où l’intervention des protéines chaperons (nécessitent ATP). On distingue deux mécanismes importants : - Soit les chaperons moléculaires se fixent transitoirement au polypeptide au fur et à mesure que celui-ci émerge du ribosome. Les chaperons moléculaires empêchent les polypeptides de réagir avec d’autres molécules avant d’être correctement pliées. - Soit les chaperonines forment un complexe creux en forme de tonneau, dont la cavité sert d’abri au polypeptide en cours de repliement. Ces complexes sont présents dans le cytosol des cellules eucaryotes et procaryotes, mais également dans les chloroplastes et les mitochondries, où se déroulent également la synthèse de protéines. Architecture des protéines : les 4 niveaux d’organisation structurale : 1. La structure primaire correspond à la séquence des AA (correspondant à la séquence nucléotidique du gène correspondant). 2. La structure secondaire correspond à la structure primaire qui a subi des réarrangements et s’établi sous forme d’hélice alpha ou feuillet beta, dus à des ponts hydrogènes formés à intervalles régulier le long du squelette polypeptidique (sans intervention encore des chaines latérales, ce qui fait que ces 2 formes de structure secondaire sont communes à toutes les protéines) 3. La structure tertiaire, à l’inverse de la structure secondaire, dépend de la structure primaire de la protéine car dépend des AA présents car arrangements selon les chaines latérales. 4. Structure quaternaire : Certains polypeptides doivent s’assembler pour être actifs. Une protéine constituée par l’assemblage de plusieurs polypeptide est dite multimérique. Dès lors, la structure quaternaire est le résultat des interactions entre les différentes chaines polypeptidiques de la protéine, chacune étant déjà en structure tertiaire. NB : certains enchainements de structures secondaires sont caractéristiques de certaines fonctions, p.ex. de la reconnaissance d’une autre molécule (p.ex. les DNA binding proteins). Dénaturation des protéines : La forme d’une protéine dépend non seulement de la nature et position des AA, mais aussi des paramètres physico-chimiques du milieu dans laquelle elle se trouve. En effet, une élévation de température, une agitation mécanique, une variation du pH ou de la salinité, ou la présence d’agents chimiques qui annulent les interactions, modifient la conformation des protéines entrainant une perte de leur capacité fonctionnelle. Si la protéine dénaturée reste dissoute, le processus peut être réversible. Esgain Charles 26 5.3.2. Les glycoprotéines : Certaines protéines sont liées à un groupement glucidique : on les nomme les glycoprotéines. Le nombre de résidus glycosidique est limité (monosaccharide ou oligosaccharide). La réaction permettant de lier le groupement glucidique est appelée glycosylation. Cette glycosylation a lieu principalement au niveau de la fonction NH2 de l’asparagine (liaison N- glycosidique), ou plus rarement de la fonction OH de la sérine ou de la thréonine (liaison O- glycosidique). La glycosylation se fait souvent sur plusieurs sites de la protéine. 5.3.3. Conformation et fonction biologique : Chaque enzyme catalyse une réaction chimique bien précise. En effet, les enzymes sont des protéines globulaires de forme complémentaire à celle des réactifs (appelés substrats) dont elles catalysent la transformation. Ex : A + B → AB. Les substrats A et B viennent se loger au niveau des sites actifs de l’enzyme. L’enzyme peut alors effectuer son rôle catalyseur, en rapprochant les substrats pour les faire réagir et permettre aux liaisons de s’établir. Le produit est ensuite libéré. Exemple : La saccharase : Le saccharose dans le café, quelle que soit la T°, restera du saccharose (ne se divisera pas en fructose + glucose). Mais dans l’intestin, la saccharase intervient pour diviser le saccharose. 5.3.4. Synthèse : conformations protéiques - La fonction d’une protéine dépend de sa structure tridimensionnelle. - La structure tridimensionnelle d’une protéine dépend de la séquence d’AA (interactions entre les R) - Chaque protéine contient une séquence unique d’AA, donc chaque protéine possède une structure tridimensionnel unique et donc une fonction spécifique. - Si un changement survient dans la séquence en AA (structure primaire), le repliement est modifié et par conséquent la structure tridimensionnelle aussi. - Lorsque le changement de forme altère le site actif, la protéine devient généralement non fonctionnelle - Plus rarement, elle peut devenir + efficace, acquérir une nouvelle fonction, ou sa fonction n’est pas modifiée. Esgain Charles 27 Exemple : hémoglobine et anémie à cellules falciformes : Hémoglobine A = protéine dont la fonction est le transport d’O2 dans le sang chez les vertébrés. Elle se localise à l’intérieur des GR et leur donne la couleur rouge. Elle est formée de 4 chaines polypeptidiques (2 alpha et 2 beta + 4 hèmes). Dans le cas de drépanocytose, il y a une mutation du 6e AA de la chaine beta dans la structure primaire (acide glutamique devient valine) et donc il y a un changement de conformation de la chaine beta → à faible concentration d’O2, l’hémoglobine (anormale, appelée hémoglobine S) a tendance à précipiter et déformer les globules en faucilles. Ceux-ci s’agglomèrent et entravent la situation sanguine. 5.3.5. Rôles des protéines Elles interviennent dans la plupart des fonctions cellulaires. - Catalyse enzymatique : Les protéines les plus représentées sont les enzymes (forme complémentaire aux substrats, catalysant la réaction chimique). - Il y a également les protéines de signalisation (récepteurs entre les cellules, par exemple cellules nerveuses) - Mise en réserve d’AA (ovalbumine du blanc d’œuf, caséine du lait p.ex.). - Transport d’ions ou de petites molécules (canaux membranaires, hémoglobine, myoglobine, transferrine, …). - Régulation : hormones peptidiques, facteurs de transcription, … p.ex. l’insuline (induit l’entrée du glucose dans les cellules lorsque la glycémie augmente. Libérée et synthétisées par les cellules β des îlots de Langerhans – pancréas). - Défense, reconnaissance cellulaire : anticorps. Reconnaissent par complémentarité. - Mouvement : actine, myosine, … permettent la contraction musculaire. Également les protéines motrices (déplacement cellulaires). - Structure : Protéines fibreuses de structures : ex : collagène, élastine, … Celles-ci ont une forme plus allongée. En règle générale : protéines de soutien ont une forme plutôt allongée, les protéines fonctionnelles ont une forme plutôt globulaire, à l’exception des protéines de défense (forme en Y). Esgain Charles 28 5.4. Les acides nucléiques 5.4.1. Généralités Il existe 2 types d’acides nucléiques : l’acide désoxyribonucléique (ADN) et l’acide ribonucléique (ARN). - L’ADN joue un rôle dans le stockage de l’information génétique. - Les ARN jouent d’une part un rôle intermédiaire dans l’expression de cette information, et d’autre part peuvent avoir une activité biologique spécifique lorsqu’ils proviennent d’une traduction comportant un triplet non codant = « ARN non codant », dont l’activité biologique est liée à la conformation. Les acides nucléiques sont des polymères de nucléotides appelés polynucléotides. ADN : double brin (bicaténaire) ARN : simple brin (monocaténaire). Un nucléotide est composé de 3 parties : - Un cycle azoté, appelé base - Un pentose (monosaccharide à 5 carbones) - Un groupement phosphate. Pour distinguer les carbones du pentose des carbones de la base azotée, on numérote les carbones du pentose avec une apostrophe : La base azotée est liée au carbone 1’ du pentose ; le groupement phosphate est lié au carbone 5’ du pentose. Le groupement 3’ comporte un groupement OH, impliqué dans la liaison avec le nucléotide suivant. NB : Nucléoside = Sucre + base ; Nucléoside + 1 groupement phosphate = Nucléoside monophosphate (= NUCLEOTIDE) Nucléoside + 2/3 groupement phosphate = Nucléoside di/triphosphate (ex : ADP/ATP). Dès lors, les nucléotides n’entrent pas nécessairement dans la composition d’acides nucléique. 5.4.2. Bases Pyrimidines : 1 cycle : 4C et 2N. Purines : 2 cycles : Un à 6 côtés, et un à 5 côtés, avec 2 atomes d’azote par cycle. Esgain Charles 29 5.4.3. Sucres Le pentose lié à l’ARN = ribose ; le pentose lié à l’ADN est le désoxyribose. La seule différence se trouve au niveau du carbone 2, lié à un OH dans le ribose et à un H dans le désoxyribose. 5.4.4. La double hélice d’ADN Dans l’ADN, on a un squelette, correspondant à l’alternance des pentoses (désoxyriboses) et groupements phosphates. Les bases sont orientées vers le centre de ce squelette, et des ponts d’hydrogène s’établissent entre elles, maintenant les deux brins ensemble. Selon les conditions du milieu, les acides nucléiques vont adopter une conformation différente (voir dia 172, la B est la plus représentée). Il faut environs 10 paires de bases pour faire un tour complet de l’hélice (qui fait 3,4nm). Les ponts hydrogène ne s’établissent pas n’importe comment : on a toujours une purine en face d’une pyrimidine : A – T (2 ponts s’établissent entre elles) et C – G (3 ponts d’hydrogène). Ce sont des ponts d’appariement (si on connait la séquence d’un brin, on peut connaitre la séquence de l’autre). Les nucléotides sont liés les uns aux autres par un lien covalent, qui est une liaison phosphodiester. Un polynucléotide possède une polarité. Les deux brins d’ADN sont antiparallèles (orientation inversée) au sein de la double hélice. Esgain Charles 30 5.4.5. La conformation de l’ARN Les molécules d’ADN adoptent toujours une conformation en double hélice, mais pas les molécules d’ARN car monocaténaires (certains segments sont cependant parfois bicaténaire). La conformation d’une molécule d’ARN est déterminée par les liaisons entre des paires de bases azotées complémentaires, appartenant à des tronçons antiparallèles du même brin. Les molécules d’ARN sont globalement moins longues que les molécules d’ADN. La diversité de taille et de forme des molécules d’ARN a pour conséquence d’avoir des fonctions très variées et très spécifiques (comme les protéines) : ex : boucle en épingle à cheveux, structure en tige-boucle, pseudo-nœud, … L’ARN peut également former dans certains circonstance une double hélice hybride avec un brin d’ARN ou d’ADN (ex : lors de la transcription). 5.4.6. Rôles des acides nucléiques - ADN : stockage de l’information génétique - ARNm, ARNt, ARNr : transfert et expression de l’information génétique - ARN non-codant : fonctions diverses, dont la catalyse de réactions chimiques (ribozymes) - ADN ou ARN viraux, viroïdes : agents infectieux. Dia 180 : Transcription Info génétique dans le brin codant (5’ – 3’) Brin matrice (3’ – 5’) est transcrit en ARNm (5’ – 3’), via les règles d’appariement. Le brin matrice et ARN sont antiparallèles. Cette étape se déroule dans le noyau. L’ARN quitte ensuite le noyau et passe dans le cytoplasme, où il sera traduit en polypeptide grâce aux ribosomes (complexe de protéines et d’ARNr). Synthèses : à partir de la dia 183. Esgain Charles 31 Chapitre 2 : Biologie cellulaire Notes de cours rédigées par Charles Esgain, 2018 – 2019 Esgain Charles 1 Table des matières 1. La cellule...................................................................................................................................... 6 1.1. Généralités............................................................................................................................. 6 1.2. Observation des cellules........................................................................................................ 6 1.2.1. Le microscope optique ou photonique........................................................................... 6 1.2.2. La microscopie électronique.......................................................................................... 8 1.3. Cellules procaryotes et eucaryotes...................................................................................... 10 1.3.1. Généralités................................................................................................................... 10 1.4. Aperçu d’une cellule procaryote......................................................................................... 11 1.4.1. Différents types de cellules procaryotes...................................................................... 11 1.4.2. Structure d’une cellule procaryote............................................................................... 11 1.4.3. Paroi cellulaire des bactéries........................................................................................ 12 1.4.4. Capsule......................................................................................................................... 13 1.4.5. Motilité......................................................................................................................... 13 1.4.6. Spores........................................................................................................................... 14 1.4.7. Structure interne........................................................................................................... 14 1.4.8. Organisation du génome bactérien............................................................................... 14 1.5. Aperçu d’une cellule eucaryote........................................................................................... 15 1.5.1. Origine......................................................................................................................... 15 1.5.2. Le noyau....................................................................................................................... 16 1.5.3. Les ribosomes.............................................................................................................. 16 1.5.4. Le réseau membranaire interne.................................................................................... 17 1.5.5. Les organites contenant de l’ADN............................................................................... 23 1.5.6. Le cytosquelette........................................................................................................... 25 1.5.7. Le cytoplasme.............................................................................................................. 31 1.5.8. La membrane plasmique.............................................................................................. 31 1.5.9. La matrice extracellulaire............................................................................................. 31 1.5.10. Le glycocalyx........................................................................................................... 32 1.5.11. Les parois végétales.................................................................................................. 32 1.6. Différences entre cellules végétales et animales................................................................. 33 2. Membranes biologiques (p244)................................................................................................. 34 2.1. Structure des membranes..................................................................................................... 34 2.1.1. Composition................................................................................................................. 34 2.1.2. Fluidité membranaire................................................................................................... 34 2.1.3. Protéines membranaires............................................................................................... 34 2.1.4. La perméabilité sélective............................................................................................. 35 Esgain Charles 2 2.2. Transport passif................................................................................................................... 35 2.2.1. La diffusion.................................................................................................................. 35 2.2.2. L’osmose...................................................................................................................... 36 2.2.3. Diffusion facilitée........................................................................................................ 36 2.3. Transport actif..................................................................................................................... 37 2.4. Endo- et exocytose.............................................................................................................. 38 2.4.1. La voie endosomale..................................................................................................... 39 3. Interactions cellulaires............................................................................................................... 42 3.1. Communications intercellulaires......................................................................................... 42 3.2. Récepteurs cellulaires.......................................................................................................... 42 3.2.1. Récepteurs intracellulaires........................................................................................... 42 3.2.2. Récepteurs membranaires............................................................................................ 43 3.3. Voie de transduction............................................................................................................ 45 3.3.1. Voie de l’AMPc........................................................................................................... 45 3.3.2. Voie du Ca++................................................................................................................ 45 3.3.3. Amplification du signal................................................................................................ 46 3.3.4. Protéines adaptatrices................................................................................................... 46 3.4. Réponses cellulaires............................................................................................................ 47 3.5. Jonctions intercellulaires..................................................................................................... 47 3.5.1. Jonctions serrées.......................................................................................................... 47 3.5.2. Jonctions communicantes............................................................................................ 48 3.5.3. Jonctions d’ancrage...................................................................................................... 48 3.5.4. Jonctions intercellulaires dans les tissus végétaux....................................................... 48 4. Energie et métabolisme.............................................................................................................. 49 4.1. Energie................................................................................................................................. 49 4.1.1. Energie libre................................................................................................................. 49 4.1.2. Energie d’activation..................................................................................................... 50 4.2. Catalyseurs biologiques....................................................................................................... 50 4.2.1. Enzymes....................................................................................................................... 50 4.2.2. Inhibition enzymatique................................................................................................ 51 4.2.3. Coenzymes................................................................................................................... 51 4.2.4. Ribozymes.................................................................................................................... 52 4.3. ATP..................................................................................................................................... 52 4.4. Voies métaboliques............................................................................................................. 52 5. Métabolisme énergétique........................................................................................................... 53 5.1. Introduction......................................................................................................................... 53 Esgain Charles 3 5.1.1. Source d’énergie : l’énergie lumineuse........................................................................ 53 5.1.2. Source d’énergie : les macromolécules........................................................................ 53 5.1.3. Source d’énergie : les électrons................................................................................... 53 5.1.4. Oxydo-réductions (redox) : rappels............................................................................. 54 5.1.5. Transfert des électrons................................................................................................. 54 5.1.6. Respiration cellulaire (généralités).............................................................................. 55 5.2. Respiration cellulaire........................................................................................................... 55 5.2.1. Glycolyse..................................................................................................................... 55 5.2.2. Oxydation du pyruvate................................................................................................. 55 5.2.3. Cycle de Krebs............................................................................................................. 56 5.2.4. Phosphorylation oxydative........................................................................................... 56 5.2.5. Bilan théorique global de la respiration cellulaire aérobie (pour 1 molécule de glucose oxydée) 58 5.2.6. Rendement................................................................................................................... 59 5.2.7. Autres voies métaboliques........................................................................................... 59 5.3. Fermentation........................................................................................................................ 59 5.4. Production d’ATP chez les procaryotes.............................................................................. 59 6. Photosynthèse............................................................................................................................. 60 6.1. Généralités........................................................................................................................... 60 6.1.1. Sites de la photosynthèse............................................................................................. 60 6.2. La lumière............................................................................................................................ 60 6.2.1. Spectre d’absorption : rappel....................................................................................... 61 6.3. Pigments photosynthétiques................................................................................................ 61 6.3.1. Généralités................................................................................................................... 61 6.3.2. Les pigments accessoires de types caroténoïdes.......................................................... 61 6.3.3. Chlorophylle a et b....................................................................................................... 62 6.3.4. Excitation de la chlorophylle isolée............................................................................. 62 6.4. Réactions photochimiques................................................................................................... 62 6.4.1. Organisation des pigments en photosystèmes.............................................................. 62 6.4.2. Transfert d’énergie par résonnance.............................................................................. 63 6.4.3. Transfert d’énergie du centre réactionnel à l’accepteur primaire.............................. 63 6.4.4. Types de photosystème................................................................................................ 63 6.4.5. Nicotinamide Adénine Dinucléotide Phosphate (NADP+)......................................... 67 6.5. Cycle de Calvin................................................................................................................... 68 6.6. Photorespiration................................................................................................................... 69 6.7. Adaptation à l’aridité........................................................................................................... 69 6.7.1. Plantes au métabolisme C4.......................................................................................... 69 Esgain Charles 4 6.7.2. Plantes au métabolisme CAM...................................................................................... 71 7. Cycle cellulaire.......................................................................................................................... 73 7.1. Division cellulaire chez les bactéries.................................................................................. 73 7.2. Cycle cellulaire chez des eucaryotes................................................................................... 74 7.3. Chromosomes...................................................................................................................... 75 7.3.1. Organisation de l’information génétique en chromosomes......................................... 75 7.4. Phase M............................................................................................................................... 76 7.4.1. Evénements préparatoires de la mitose........................................................................ 76 7.4.2. Phase M (mitose)......................................................................................................... 76 7.4.3. Cycle du nucléole......................................................................................................... 78 7.4.4. Résumé de la mitose pour une cellule animale à 4 chromosomes............................... 79 7.4.5. Cytocinèse.................................................................................................................... 80 7.4.6. Mitose(s) sans cytocinèse............................................................................................. 80 7.4.7. Mitose végétale............................................................................................................ 80 7.5. Contrôle du cycle cellulaire................................................................................................. 81 7.5.1. Points de contrôle du cycle cellulaire.......................................................................... 81 7.5.2. Mécanismes moléculaires de progression du cycle cellulaire..................................... 82 7.5.3. Contrôle extracellulaire du cycle cellulaire................................................................. 83 Esgain Charles 5 1. La cellule 1.1. Généralités La cellule est l’unité structurale du vivant. Tous les organismes vivants sont constitués de cellules. Dans la hiérarchie du vivant, la cellule est le premier niveau capable de vie. Les plus petits organismes sont formés d’une seule cellule (=unicellulaires). Chez les animaux et chez les végétaux, les cellules s’organisent et forment un ensemble fonctionnel appelé tissu, qui assure une ou plusieurs fonctions bien précises. Cependant, même lorsqu’elles sont organisées en tissus et organes, les cellules demeurent les unités structurales et fonctionnelles de l’organisme. Les cellules animales peuvent avoir un aspect très différent (neurone, fibre musculaire, cellule adipeuse, …) mais elles conservent des caractéristiques communes héritées des formes de vie ancestrales dont elles dérivent. 1.2. Observation des cellules Les cellules sont trop petites pour être observées à l’œil nu (limite de résolution de l’œil humain est de 100µm). Dès lors, il est nécessaire d’employer un microscope optique/photonique (pouvoir de résolution : 2µm) et/ou microscope électronique (pouvoir de résolution : 0,2 nm) afin de les observer. D’une façon générale, le pouvoir de résolution d’un microscope est inversement proportionnel à la longueur d’onde du rayonnement utilisé pour éclairer la préparation. La longueur d’onde d’un faisceau d’électrons est largement inférieure à celle d’un photon (donc pouvoir de résolution ↑). 1.2.1. Le microscope optique ou photonique Le microscope optique possède une combinaison de lentilles produisant une image finale magnifiée du spécimen. Un diaphragme permet d’ajuster le diamètre de la zone éclairée au diamètre de la zone observée. La lentille du condenseur focalise la lumière sur la préparation. La formation de l’image passe par l’association de l’objectif et de l’oculaire : les photons qui sont transmis (traversent la préparation), passent successivement par les deux lentilles qui grossissent l’image de l’objet qui sera focalisée sur la rétine. L’objectif permet un grossissement de 1, 10 ou 40x, et l’oculaire de 10x. Ce type de microscope qui fait appel à plusieurs lentille est un microscope composé. La qualité de l’image dépend : - Du grossissement - De la limite de résolution (distance minimale qui permet de séparer deux objets) - Du contraste (différence entre la densité la plus forte et la plus faible de l’image) 1.2.1.1. Le contraste On peut donc augmenter la qualité de l’image en colorant la cellule et donc en augmentant son contraste. Les colorants cellulaires absorbent la lumière et ont une affinité spécifique pour certains composants de la cellule. Cependant, la coloration nécessite que la cellule soit fixée (mais une cellule fixée est une cellule morte). Préparation de l’échantillon : - Fixation - Déshydratation - Enrobage dans de la paraffine (durcit) - Coupes fines (0,5 à 50µm d’épaisseur) - Coloration Esgain Charles 6 Le contraste en microscopie photonique : - Microscopie à fond clair, échantillon non coloré : Si la cellule n’est pas naturellement pigmentée ni artificiellement colorée, le contraste est faible. - Microscopie à fond clair, échantillon coloré : l’utilisation du colorant accentue le contraste mais nécessite que la cellule soit fixée. Une variante est la microscopie à fond noir, où la lumière arrive un peu en oblique. - Microscopie à contraste de phase : permet d’observer des cellules vivantes ou des tissus non colorés. Chaque milieu est en effet caractérisé par son indice de réfraction qui lui est propre. → Cette microscopie tire profit de la différence existant entre les indices de réfraction des différentes régions de la préparation à observer. Les faisceaux lumineux qui traversent une zone avec un indice de réfraction élevé prennent du retard par rapport à ceux qui traversent une zone avec un indice de réfraction faible. Le déphasage des faisceaux lumineux à la sortie permet de créer un contraste = le contraste de phase. - Microscopie à contraste interférentiel de Nomarski : amélioration au contraste de phase permettant d’observer des objets microscopiques transparents et épais en supprimant le phénomène de halo (en accentuant les contrastes sur les bords, créant des genres de faux reliefs). 1.2.1.2. Techniques de détection de molécules spécifiques Détection de protéines spécifiques par immunocytochimie : le système immunitaire des vertébrés produit des cellules particulières en forme de Y appelées anticorps. Ces anticorps permettent aux animaux de se défendre contre des microorganismes étrangers ou d’éliminer leurs propres cellules lorsque celles-ci sont altérées. Chaque anticorps repère une molécule cible appelée antigène. La partie de l’antigène reconnue par l’anticorps est appelée déterminant antigénique (ou épitope). Lorsqu’on injecte un antigène à l’animal, il enclenche une réaction immunitaire, et produit des anticorps. Ensuite, on peut isoler les anticorps et visualiser l’antigène contre lequel ils sont dirigés. Pour ce faire : Mise de la préparation cellulaire en présence de l’anticorps spécifique à l’antigène qu’on veut mettre en évidence. Cet anticorps (l’anticorps primaire) reconnait sa cible. Un anticorps secondaire couplé à un colorant ou marqueur reconnait l’anticorps primaire → amplification du signal → immunocytochimie indirecte. NB : Le marqueur fluo, lorsqu’il est excité par une lumière de longueur d’onde appropriée (dite d’excitation), émet une lumière fluorescente d’une longueur d’onde spécifique (dite d’émission). Lorsque l’anticorps primaire est directement couplé à une molécule fluorescente, l’immunofluorescence est qualifiée de directe. Il n’y a pas d’amplification du signal (utile dans le cas où antigène abondant dans la préparation). Microscopie à fluorescence : semblable à un microscope photonique classique si ce n’est qu’il y a 2 filtres : un premier filtre la lumière avant qu’elle n’atteigne l’échantillon (ne laisse passer que les longueurs d’onde qui excitent le colorant fluorescent), et un second filtre la lumière émise par l’échantillon (dia 23). Cela permet de mettre en évidence des molécules fluorescentes présentes dans les cellules ou des molécules rendues fluorescentes par la liaison à des molécules ou des anticorps fluorescentes. La microscopie à fluorescence permet également de visualiser plusieurs types de fluorescence en même temps (dia 25). Esgain Charles 7 Cependant, la microscopie à fluorescence présente 2 limitations importantes : - Premièrement, si le spécimen à observer est épais, il va falloir le trancher pour augmenter la netteté de l’observation. - Deuxièmement, la lumière illumine tout l’échantillon. Un perfectionnement de la microscopie a fluorescence permet de rendre l’image plus nette : il s’agit de la microscopie confocale. Là, un seul plan focal est illuminé ; seules les molécules situées dans le plan focal émettent de la fluorescence → image nette non brouillée par les molécules fluorescentes situées au-dessus et au-dessous du plan focal. Si on veut observer toute l’épaisseur d’un objet, on peut utiliser la microscopie confocale et ensuite reconstruire en 3D l’objet à partir d’images en plans. 1.2.2. La microscopie électronique En microscopie électronique, on bombarde la préparation d’électrons. Rappel : La longueur d’onde des électrons est beaucoup plus basse que celle des photons. La résolution est donc largement meilleure. Globalement, le mécanisme est le même que pour un microscope photonique : La source d’électrons est la cathode (grosse colonne). On fait le vide dans cette colonne, et les e- sont accélérés dans un champ électrique qui se déplace vers le bas (attirés par une anode) et les électrons transmis (= ceux qui ont traversé la préparation) vont être concentrés à l’aide d’électro-aimant (équivalents de l’objectif et de l’oculaire) et l’image formée sur le détecteur (impacts des électrons) pourra être numérisée. Cependant, la microscopie photonique, bien qu’ayant une plus faible résolution, reste très utilisée car permet de voir des cellules vivantes, ce qui n’est pas le cas de la microscopie électronique. De plus, pour la microscopie électronique, il faut absolument des toutes petites lames qui doivent donc être fixées. 1.2.2.1. Le contraste Le faisceau d’électron qui traverse la préparation a tendance à la traverser de façon assez homogène, ce qui produira une image peu contrastée/uniforme. Ainsi, pour augmenter le contraste, on peut traiter la préparation avec des sels de métaux lourds, qui en s’associant vont constituer un barrage au passage des électrons, et l’image paraitra donc noire à cet endroit-là. Dia 31 : Illustration de ce qu’on peut observer en microscopie électronique : Le graphène est un feuillet d’atomes de carbones. La distance entre deux atomes de carbone est de 0,14nm. L’échantillon visualisé au microscope électronique doit être fixé avec du glutaraldéhyde et tétroxyde d’osmium. Cet échantillon fixé va tout d’abord être déshydraté pour pouvoir être enrobé dans une résine (solide), permettant par la suite les coupes fines (20 à 100 nm d’épaisseur). 1.2.2.2. Techniques spécifiques de détection de molécules Tout comme en microscopie photonique, la microscopie électronique peut permettre des détections de protéines spécifiques par immunocytochimie. - Dans un premier temps, la préparation est traitée avec un anticorps qui reconnait spécifiquement son antigène spécifique (ici la catalase). - Ensuite, la préparation est traitée avec des particules d’or liée à des protéines A. Cette protéine a la particularité de se lier aux anticorps de la plupart des mammifères, à la partie invariable des anticorps (= la partie commune de tous les anticorps, càd le fragment Fc). Esgain Charles 8 - Les particules d’or font obstacle aux électrons (ceux-ci sont diffractés plutôt que transmis), et ne contribuent donc pas à la formation de l’image → points noirs. 1.2.2.3. Microscopie électronique à transmission vs à balayage 1.2.2.4. Microscopie électronique à balayage : fonctionnement Ombrage métallique : échantillon sur un support. Un métal est chauffé de façon que les métaux lourds (or ou platine) ne se déposent que d’un côté de l‘échantillon. Puis mise en place d’une couche de carbone. Enfin, l’échantillon dissout, avec réplique de la surface de l’échantillon. → canon à électrons → électrons concentrés à l’aide d’un premier anneau électromagnétique → préparation balayée par des électrons grâce à un générateur de balayage et un autre anneau électromagnétique → électrons secondaires et électrons rétrodiffusés forment l’image finale (pas d’intervention d’électrons transmis donc !) 1.2.2.5. Microscopie électronique par cryofracture Microscopie électronique permet également d’observer l’intérieur en 3D des cellules. Cela peut se faire par une technique dite de cryofracture. - L’échantillon est d’abord congelé dans de l’azote liquide, ensuite fragmentation par un couteau (plan de fracture travers la zone de moindre résistance : ex : le centre hydrophobe de la membrane → séparation en 2 feuillets membranaires). La surface en contact avec le cytosol est nommée P (protoplasmique), et la surface en contact avec le milieu extracellulaire est appelée E. - Les faces fracturées sont ombrées par des vapeurs métalliques constituant une réplique de la surface. La matière organique est dissoute et seule la réplique métallique est observée en microscopie électronique à transmission. Mini synthèse : p39 Esgain Charles 9 1.3. Cellules procaryotes et eucaryotes 1.3.1. Généralités Les cellules procaryotes et eucaryotes ont des caractéristiques communes : - Elles sont toutes les deux entourées d’une membrane aqueuse - Elles contiennent toutes les deux un liquide visqueux (cytosol) - Présence de ribosomes (mais différents en termes de taille/résistances aux antibiotiques) - L’information génétique est contenue dans l’ADN (localisé dans la zone nucléoïde chez les procaryotes, et dans le noyau chez les eucaryotes) Les cellules procaryotes sont en moyenne 10x plus petites que la cellule eucaryote (en partie car il y a des compartiments), mais plus nombreuses. NB : Les cellules des grands organismes ne sont pas plus grandes que cellules des petits organismes : ex : Cellules d’un éléphant pas plus grandes que celles des fourmis, mais plus nombreuses. En effet, pour accomplir ses fonctions métaboliques, la cellule ne doit être ni trop petite ni trop grande. → En effet, une cellule ne doit être ni trop petite ni trop grande car : - Elle doit être suffisamment grande pour contenir tout ce qu’il lui faut pour fonctionner (survie, croissance, division, …). - Elle doit avoir une surface suffisamment étendue pour que les échanges avec le milieu extérieur ne soient pas limités. - Les besoins métaboliques de la cellule sont proportionnels au volume cellulaire - Le déplacement des molécules dans la cellule impose une limitation à l’augmentation de volume → Le rapport entre la surface et le volume doit être le plus grand possible. Lorsqu’un objet de forme donnée grossit, son volume augmente plus vite que sa surface (dia 44) → plus un objet est petit, plus le rapport surface/volume est grand. Un organisme constitué de plusieurs petites cellules est avantagé par rapport à un organisme constitué de grandes cellules moins nombreuses. NB : Certains cellules ont néanmoins de grandes tailles : cellules musculaires (qui compensent cette grande taille par la présence de plusieurs noyaux) et neurones (prolongements longs et fins, de sort que l’intérieur de la cellule soit proche de l’extérieur) Surface cellulaire : le rapport surface/volume des cellules qui échangent beaucoup de substances avec le milieu extérieur peut être augmenté par la présence de microvillosités. Ainsi, les microvillosités permettent d’augmenter considérablement la surface sans pour autant trop augmenter le volume. L’ensemble des microvillosités est appelé bordure en brosse. Esgain Charles 10 1.4. Aperçu d’une cellule procaryote 1.4.1. Différents types de cellules procaryotes Leur forme est maintenue par la paroi cellulaire (si celle-ci absente, pas de forme définie). Les cellules procaryotes adoptent principalement 3 formes : sphériques (coques ; peuvent s’associer), en bâtonnet (bacilles) ou hélicoïdales (spirilles, rigides, et les spirochètes qui sont flexibles). Ex : Leptospires, responsables de la leptospirose : souvent l’urine des rongeurs est porteuse de la bactérie, qui peut se transmettre directement à l’homme ou à d’autres animaux (chiens, d’élevage, …). Pas de transmission interhumaine. Maladie souvent bénigne, mais syndrome grippal potentiellement mortel. Traitement antibiotique. Il existe un vaccin proposé aux personnes à risques (éboueurs, …). Tréponème pâle, responsable de la syphilis : maladie vénérienne se manifestant par une lésion primaire caractéristique (le chancre d’inoculation, 3 semaines après la contamination), corr

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