LA CELLULE UNITE STRUCTURALE ET FONCTIONNELLE DU VIVANT

Transcription

1 LA CELLULE UNITE STRUCTURALE ET FONCTIONNELLE DU VIVANT

2 INTRODUCTION : LA THEORIE CELLULAIRE

3 Cellule?? Prison??? 1 ère observation de cellule par Robert Hooke en 1665 Suite à invention du microscope

4 Théorie cellulaire Tous les êtres vivants sont faits de cellules (au moins une cellule). La cellule est l'unité structurale de la vie Les cellules ne peuvent provenir que de la division de cellules préexistantes (1839, Schwann, 1855 Virchow)

5 Chaque cellule est un être vivant complet. Une cellule peut : - absorber et transformer de la nourriture - Respirer - Rejeter des déchets - Sécréter des substances qu elle fabrique - Se réparer si elle est endommagée Chaque cellule est vivante et les parties de la cellule sont des composés inertes : la vie provient de l assemblage des ces molécules dans la cellule.

6 Et d où vient la première? D où vient la première cellule?????? = Problème des origines de la vie La Terre et le système solaire ont environ 5 milliards d années Les plus vieilles traces de vie datent de 3,5 à 3,8 milliards d années Comment s est formée la première cellule? À quoi ressemblait-elle? On ne le sait pas trop... LUCA = Last Universal Common Ancestor

7 Conséquence théorie cellulaire Unité du vivant Homéostasie Il n'y a pas de limite entre la vie et la mort

8 Type de cellule Cellules procaryotes (= cellules eubactériennes) 1 à 3 µm en général pas d'organites présents (sauf ribosomes) matériel génétique non enfermé dans un noyau délimité tous unicellulaires

9 Cellules eucaryotes (= toutes les autres cellules) 10 à 100 µm en général Nombreux organites internes possédants des membranes. Matériel génétique délimité par une membrane = noyau

10 La cellule => les cellules

11

12

13

14 LA MEMBRANE PLASMIQUE

15 Fonction des membranes - Délimiter la cellule - Compartimentation (séparation des fonctions cellulaires) - Barrière à perméabilité sélective - Échanges entre le cytosol et le liquide interstitiel - Réponse aux signaux extérieurs - Unions des cellules entre elles (via jonctions)

16

17

18 Épaisseur : 7 à 8 nm Deux feuillets visibles au microscope électronique

19

20

21

22

23 Lipides Composition chimique de la membrane Phospholipides (et glycolipides) Cholestérol (15% à 50% des lipides) Glucides Protéines

24 Phospholipides (deux couches) Cholestérol (15% à 50 % du total des lipides) Cholestérol : rôle dans le maintien de la fluidité de la membrane

25 Fluidité de la membrane

26 Les insaturés diminuent l épaisseur de la membrane

27

28 Variation composition membrane au sein de la cellule Chaque membrane de la cellule possède une composition différente

29 Variation composition membrane entre cellule

30 Modèle de la mosaïque fluide

31 Diffusion latérale des PL : fluidité membranaire

32 Asymétrie membranaire

33 Flip-flop

34 Perméabilité sélective Imperméable : Aux grosses molécules et à la plupart des molécules polaires Aux ions (K +, Cl -, Na + ) Perméable : Aux molécules très petites (H 2 O, CO 2, O 2 ) Aux molécules liposolubles (hydrophobes, non polaires)

35 Cette perméabilité sélective permet de maintenir une relative constance du milieu intracellulaire (homéostasie)

36 Diffusion latérale des protéines

37 Méthode de photoblanchiment Technique de photoblanchiment : permet de mesurer la vitesse de diffusion latérale des protéines membranaires

38 Technique de cryofracture

39 Glucides membranaires Chaînes de glucides souvent attachées aux lipides (glycolipides) ou aux protéines (glycoprotéines)

40 Ex : système ABO

41 Protéines membranaires

42

43 Transport membranaire Par transport passif (sans dépense d énergie) Par diffusion simple Par diffusion facilitée Canaux uniport Par transport actif (avec dépense d énergie) Pompe En utilisant gradient Symport antiport

44 Perméabilité variable dans le temps

45 ACTIF PASSIF PASSIF ACTIF ACTIF

46 Transport passif Ex : transporteur du glucose (GLUT)

47 changement de conformation de la protéine

48 Vitesse de transport du glucose dépend des caractéristiques du transporteur : Km Vmax

49 Transport passif Ex : Canal Na+

50 Transport actif ex : symport Na+/glucose (SGLT)

51 SGLT permet transport glucose contre son gradient

52 Pompe ATP-dépendante

53 Pompe Na/K ATPase

54 Fonctionnement Na/K ATPase

55

56 Endocytose et exocytose

57 Pinocytose? Phagocytose? Pinocytose = endocytose d une petite gouttelette du milieu extérieur : non spécifique Phagocytose = endocytose d une grosse particule

58 Endocytose par récepteur interposé Les molécules de soluté se fixent à des récepteurs spécifiques (des protéines de la membrane). Ce mécanisme permet à la cellule d accumuler rapidement des substances extracellulaires peu concentrées.

59 Adhérence de la cellule : jonctions Les cellules adhèrent les unes aux autres par l'intermédiaire de protéines de la membrane. Cellules peuvent aussi adhérer à la matrice extracellulaire

60 Jonctions cellulaires

61 Jonction adhérente (adherens junction)

62 desmosome

63 Jonction serrée (tight junction)

64 Jonction lacunaire (gap junction)

65

66 LE NOYAU

67 Enveloppe nucléaire est en continuité avec le RER

68

69 Complexe de pore nucléaire

70

71

72 MITOCHONDRIES

73 - Organite semi-autonome - Spécifique des eucaryotes aérobies - 2 membranes - Génome d origine maternelle - Utilise énergie du catabolisme pour produire de l ATP - Maturation des protéines importés - Dégradation des protéines mitochondriales - Rôle clef dans l apoptose

74 Rôles des mitochondries : - Synthèse de l ATP - Précurseur de certains Aa - Thermogenèse (thermogénine) - Régulation du calcium cytosolique - Concentration de certaines substances (Ferritine, lipides, ) - Apoptose par ouverture des pores des mitochondries

75 Membrane externe très perméable : porines Matrice renferme ADN, Arnt, ARNr, ARNm (synthèse d une 12aine de protéines)

76

77

78

79 LES LYSOSOMES ET LES PEROXYSOMES

80 Lysosomes -présents dans le cytosol de toutes les cellules eucaryotes animales, à l'exception des hématies («globules rouges»).

81 -effectue la digestion intra-cellulaire (ou extracellulaire via exocytose dans le cas des chondroblastes, ostéoclastes et macrophages) grâce à trois types d'enzymes : des lipases, des protéases et des osidases. -membrane lysosomale contient des protéines de transport, des pompes à protons et des canaux ioniques spécifique aux ions chlorures Cl -. -ph compris entre 3,5 et 5, indispensable au fonctionnement des hydrolases acides qu'ils contiennent

82 Différents lysosomes en fonction du matériel digéré : Trois voies sont ainsi considérées : -Des produits d'endocytose, contenus dans des endosomes fusionnent avec les vésicules de lysosome, chargées d'hydrolases, pour former les endolysosomes. - organites cellulaires détruits qui s'entourent d'une membrane provenant du RE => forme un autophagosome, qui, par fusion avec un endolysosome ou un lysosome aboutirait à la formation d'un autophagolysosome => mécanisme d'autophagie cellulaire. - cellules phagocytaires, phagosomes (vésicules contenant des déchets ou une bactérie) sont transformés en phagolysosome par association avec un lysosome ou un endolysosome.

83 Peroxysomes Organite à simple membrane Contient une matrice dense = nucléus cristalin protéique Propriété de fabriquer et de détruire le peroxyde d hydrogène (H2O2)

84 Peroxyde d hydrogène provient de l oxydation de molécule organique sous l effet d une oxydase RH2 + O2 => R + H2O2 Catalase permet de détruire H2O2 en oxydant d autres molécules (peroxydation) => rôle important dans le foie et rein (fonction de détoxification) S'il existe un excès d'h 2 O 2 la catalase le transforme directement en eau : 2 H 2 O 2 2 H 2 O + O 2. C'est une réaction de sauvegarde car H 2 O 2 en quantité trop abondante est nocif pour la cellule. Autres rôles : -Dégradation des nucléotides -Beta oxydation des acides gras (idem mitochondrie), seule voie chez plante et levure -Réoxydation du NADH,H+