Généralités sur la Cellule : Aspects Morphologiques

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1 Généralités sur la Cellule : Aspects Morphologiques I. La Cellule La cellule est l unité fondamentale de la vie. C est la plus petite quantité de matière vivante capable de subsister et de se reproduire à l état autonome. Un Homme comporte milliards de cellules II. Organisation Morphologique de la Cellule Cellule = Membrane Plasmique + Protoplasme ( cytosol + noyau) III. La Membrane Plasmique Sépare la cellule de son Environnement. Mesure 7 à 8 nm d épaisseur. En ME (seulement) : aspect trilamellaire, tripartite voir biocell A. Organisation Moléculaire Commune à Toutes les Membranes Biologiques Aspect Tripartite : Deux feuillets sombres de 2,5 à 3,5 nm Composées de lipides, protéines et glucides. Double couche de phospholipides (têtes hydrophiles vers l'extérieur et chaines hydrophobes face à face, au milieu) Chaque couche est un feuillet de la membrane. Protéines globulaires enchâssées à différentes profondeurs (transmembranaires, internes ou externes) Glucides = Poly-/Oligo-saccharides associés à : des lipides Glycolipides des Protéines Glycoprotéines B. Fonctions de la Membrane = Régulation des Échanges avec le Milieu Extérieur Régulation des Échanges avec l Extérieur : Diffusion des gaz Barrière sélective aux molécules de Grande Taille Canaux Transmembranaires Rôle de Cohésion entre Cellules et avec MEC

2 Mobilité et Plasticité Cellulaire : Nécessaire par ex pour que les hématies passent dans les capillaires Les gaz ne traversent pas le plasma, car les membranes de l hématie et du conduit se touchent Réception d'informations : Récepteurs (Hormones, Messagers, ) Reconnaissance Intercellulaire La Membrane est donc ACTIVE. Centriole App Golgi Mitochondrie Lysosome REL REG IV. Le Cytoplasme Se trouvent en suspension dans la substance fondamentale du cytoplasme : A. Les Organites du Cytoplasme Limités par une membrane de type biologique, ils sont : le REG et REL, l Appareil de Golgi, les Mitochondries, les Lysosomes et les Peroxysomes.. 1) Le Réticulum Endoplasmique Système très étendu de tubules et de saccules (cavités aplaties) bordé par une membrane bio. Tous les tubules et saccules sont en continuité et ramifiés entre eux, formant un Réseau. (et avec l'espace périnucléaire entre enveloppe externe et enveloppe interne du Noyau) [Si dit «membrane nucléaire» c est FAUX car pas de «membrane» pour le noyau]

3 Deux niveaux de Différenciation : Réticulum Endoplasmiques Granulaire (REG) Granulations = Ribosomes de 25 à 30 nm sur la face externe de la membrane. Groupes de 8 à 10, de 25 à 30 nm régulièrement espacés le long d'une molécule d'arnm Au niveau du REG, les tubules sont dilatées en citernes / saccules aplatis C est le site de la (primo-)synthèse protéique, via des unités de traduction. Une unité de traduction est composée d ARNm et de ribosomes, auxquels s associe le polypeptide en synthèse. ARNm et ribosomes se collent à la surface de la membrane tandis que le polypeptide va vers l intérieur (la «lumière») du REG. Les protéines synthétisées s accumulent dans la lumière du REG. Puis enfermées dans une vésicule (bourgeonnement de la membrane du REG) et libérées dans le cytoplasme au sein de vésicules de transport gagnant l Appareil de Golgi. Réticulum Endoplasmique Lisse (REL) Réseau de tubules à mailles serrées, sans saccules et sans ribosomes. (Peuvent parfois être dilatés en citernes Ȼ Muscu Striées). Rôle variable selon cellules : Surrénales, ovaires et testicules : synthèse d hormones stéroïdes Foie : détoxication, dégradation des Hydroxy-Médicaments (OH-M) Muscle (Réticulum sarcoplasmique) : stockage Ca2+ et libération pour la contraction. 2) Appareil de Golgi Organite majeur : joue un rôle dans la «sécrétion» Situé à proximité du noyau et formé d une ou plusieurs piles de citernes non communicantes. (non continuité avec RE ni avec espace périnucléaire) Délimité par une membrane lisse formée de nombreuses petites vésicules près des extrémités des citernes internes. Rôle dans la Sécrétion : les vésicules de transport issues du RE fusionnent avec les membranes des citernes de l Appareil de Golgi. La protéine (c'est-à-dire le produit de sécrétion) va être mobilisée d une citerne à l autre par une vésicule se formant par bourgeonnement d une extrémité d une citerne qui va fusionner avec la citerne suivante. Lors du transit dans l appareil de Golgi, le produit sécrétion est «transformé» (glycosylé, phosphorylé, sulfaté ). Il est ensuite concentré puis libéré dans un granule de sécrétion qui se retrouvera dans le cytoplasme. Le devenir de ces granules et donc des protéines qu ils renferment diffère selon le type de ces dernières : si elles doivent être excrétées alors les granules de sécrétion gagnent le pôle apical de la cellule et libèrent les protéines dans le milieu extracellulaire par exocytose «continue» ou «régulée». Pour les protéines constitutives, les granules de sécrétion vont cheminer vers les autres organites ou vers la membrane plasmique où les protéines seront incorporées.

4 3) Mitochondries Bâtonnets de 5 à 10 µm de longs pour 0,5 à 1 µm de large 2 membranes biologiques : externe (lisse), interne présentant de nombreux replis se projetant vers l intérieur de la mitochondrie (crêtes mitochondriales). Ces 2 membranes délimitent 2 compartiments : L espace inter membranaire La matrice interne [ L ADN mitochondrial est seulement donné par la mère, donc une Mitochondriopathie est forcément transmise par la mère. ] Respiration cellulaire : contient l ADN codant pour enzymes régulant la conso en O2. Centre du métabolisme oxydatif de la cellule Convertit le produit du catabolisme : GLP en Énergie emmagasinée sous forme d ATP par phosphorylation oxydative (phosphorylation de l ADP) ATP = source d Énergie des activités cellulaires. (GLP = Glucides-Lipides-Protéines) 4) Lysosomes Très hétérogènes : en forme en taille (0,2 à 0,8 µm) en contenu (homogène / granulaire / cristalloïde / lamellaire) Présents en nombre variable : quelques 10 1 à plusieurs 10 2 Identifiés par histoenzymologie / immunohistologie Rôle dans la Digestion cellulaire renferment des enzymes digestives (hydrolases acides) éliminent les déchets constituants naturels de la cellule (Autophagie) corps étrangers à la cellule (Hétérophagie) Plusieurs Types Morphologiques : Lysosomes Iaires = sacs d enzymes (petits et homogènes) Lysosomes IIaires = lysosome primaire + vésicules d'hétérophagie ou d autophagie en cours de digestion lysosome IIIaires = corps résiduels (résidus non digérés, neutralisés et stockés) créer de la lipofuschine au sein des Ȼ Stockage : le liquide de lavage alvéolaire est brun chez un fumeur car les macrophages alvéolaires sont «goudronnés», leurs lysosomes étant gorgés de résidus ; Certains agents viraux peuvent être stockés comme la varicelle, ce qui, bien plus tard, donne des zonas.

5 5) Peroxysomes Sphériques (0,2 à 0,5 µm) avec région centrale plus dense («nucleus cristallin protéique») Identifiés par immunohistologie et histoenzymologie Rôle dans la «détoxification cellulaire» Renferment 3 enzymes oxydatives D-Amino-Acide-Oxydase Urate-Oxydase Catalase Les Oxydases enlèvent H2 à Substrats Organiques pour les détoxifier (RH2 + O2 R + H2O2) Les Catalases utilisent H2O2 pour détoxifier d autres substrats (R H2 + H2O2 R + 2 H2O2) Et éliminent l excès d H2O2 produit par les mitochondries sous forme eau + oxygène (2H2O2 2H2O + O2) Par Dégradation du Peroxyde d Hydrogène (H2O2) produit par les Mitochondries des Acides Gras Saturés produits par les Lysosomes Par Synthèse : d Acides Gras Polyinsaturés. B. Cytosquelette 1) Trois Types Différents Microfilaments Actine de 7nm de diamètre Actine G (Globulaire) = dispersée dans le cytoplasme (pool de réserve) Actine F (Filamenteuse) = 2 brins enroulées en hélice (forme active : polymérisation des G) Rôle dans tous les mouvements : contractions musculaires migration cellulaire transport de vésicules phagocytose (voile cytoplasmique) cohésion cellulaire cytodiérèse (en fin de mitose) (tout autre mouvement)

6 Filaments Intermédiaires (10 nm de ø) Protéines Variées et Spécifiques (peut servir à identifier les types de cellules) Kératines (épithéliales) Vimentine (mésenchymateuses = tissus conjonctifs) Desmine (musculaires) Neurofilaments (neurones) GFAP (astrocytes = système nerveux) Rôle dans : La constitution du «squelette» cellulaire Maintien l Architecture / la Cohésion Cellulaire L ancrage des Protéines contractiles Microtubules (24 nm de ø avec lumière de 10 nm) Dimères de tubuline α et β polymérisation en Protofilament association latérales de Protofilaments donne microtubules L élongation des microtubules se fait par polymérisation de nouveaux dimères sur une extrémité. Rôle dans : Le Transport de Vésicules Membranaire : de sécrétion (transport axonal) d'endocytose, phagocytose, autophagie (lysosomiales) de «transport» depuis REG golgiennes Mouvements / Déplacements des Organites (ex : lors de la Cytodiérèse) Structure des Cils et Flagelles Mise en place des Fuseaux mitotiques et migration des chromosomes (mitose)

7 Aspect particulier des Microtubules : Cils et Flagelles Expansion membranaire cellulaire Assemblage de microtubules : 1 doublet central 9 doublets périphériques Reliés entre eux par : Nexine Dynéine (protéine) Reliés au doublet central par : Bras rayonnants Cils : font bouger le milieu autour de la cellule Flagelles : auto-déplacement C. Centrosome / Centrioles Centrosome = Centre Cellulaire A proximité du Noyau = 2 centrioles + matériel péricentriolaire Centrioles : 2 Bâtonnets courts Perpendiculaires l un à l autre Assemblage de Microtubules 9 triplets périphériques reliés au centre par des protéines Matériel péricentriolaire : tubuline alpha (α), beta (β), gamma (γ),... Centrosome : Centre Organisateur des Microtubules Interphase : Polymérisation des Microtubules Mitose : Centrioles les 2 pôles du fuseau mitotique (Les centrioles se dupliquent pendant la phase S et c est une paire de centrioles qui migre à chaque pôle, mettant ainsi en place le fuseau mitotique) D. Inclusions Cytoplasmiques Corpuscules : NON entourés par une membrane Formés de Molécules = Sources d énergie de réserve (matière première) glycogène (polymère du glucose) lipides (dissous par fixation vacuoles claires, laissées vides) Sous-Produits inertes du métabolisme pigments (lipofuschine Lysosomes III)

8 V. Le Noyau Eléments Constitutifs : Enveloppe Nucléaire avec pores Chromatine Nucléole Rôles : Renferme le matériel héréditaire (ADN) Transcription ADN en ARNm Suivie par synthèse des protéines dans le cytoplasme Traduction ARNm en Protéine