La Cellule P.1 Date : 14/10/04 M. Bugnazet 1. Généralités : La Vie c est : - Organisation (cellules, organes ) - Reproduction - Information - Génétiques (transfert de génération en génération) Système Neuroendocrinien - Environnementale (toucher, voir ) - Coordination Interne Pour étudier la physiologie on utilisera la Théorie Générale des Systèmes (Ludwig Von Bertalanffy) Tout est système et tout système est un ensemble en interaction. Le tout est plus que la somme des parties. Le plus petit élément qui correspond aux caractéristique de la vie, c est la cellule. On considère que la cellule est l unité fondamentale de la vie parce qu elle est la plus petite unité métabolique autonome de l organisme. La cellule peut, grâce à ses composantes structurel et métabolique, maintenir son intégrité, mais encore se développer et se diviser pourvu qu elle soit dans un milieu compatible avec ses exigences essentielles. La cellule répond aux caractéristiques fondamentale de la Vie (cf. au dessus) 2. L Organisation de la Cellule : La Cellule ressemble à une goutte d eau, recouvert d une membrane Cellophane. A l intérieur il y a des petits grains. A) La Membrane Cellulaire : Elle est formée de 3 couches et d un revêtement fibreux appelé CELL COAT. Elle est composée de Lipides, de protéines et de glucides (Cf. schéma 1). Grâce à des pores et à divers mécanismes, elle est le siège des échanges entre la cellule et le milieu extérieur. B) Le Cytoplasme : Il correspond à ce qui se trouve à l intérieur de la cellule, il comprend les Hyaloplasme et les Organites cellulaire. 1) Le Hyaloplasme : C est une substance Hyaline transparente de viscosité variable selon les cellules dans laquelle flotte les Organites. 2) Les Organites Cellulaire : Structure minuscule possédant des fonctions précises :
La Cellule P.2 a) Les Mitochondries : Formation allongés possédant une membrane interne qui forme de nombreux replies, les crêtes mitocondriales. La membrane interne des mitochondrie possède plusieurs enzymes et substance impliqués dans la production d enzyme cellulaire (Cf. schéma 2) b) L Appareil de Golgi : Structure formé de membranes très développé dans les cellules sécrétrices, il joue un rôle dans les dernières phases de la production et de l emballage des produits de sécrétion avant leurs libération dans la cellule. (Cf. schéma 3) Les Bourgeonnements périphériques de la membranes de golgi donnent naissance à des vésicules qui se détachent. (Golgi participe également à la protection des lysosomes.) c) Les Lysosomes : Petite élément contenant des enzymes et impliqué dans la dégradation des substances alimentaire de la cellule. (Cf. schéma 4) Il peut être utilisé à titre défensif ou par le spermatozoïde pour pénétrer dans l ovule. d) Le Réticulum Endoplasmique : Il correspond à un système de membrane déterminant un réseau de cavité ou de citerne. Il est impliqué dans la concentration et le transfert des substances synthétisés. (Cf. schéma 5) On le divise en 2 types : - Le Réticulum Endoplasmique granulaire couvert d un très grand nombres de ribosomes. - Le Réticulum Endoplasmique Agranulaire (pas de ribosome.)
La Cellule P.3 e) Les Ribosomes : Granulation la plus souvent en contact avec la membrane du Réticule Endoplasmique. Ils assurent la synthèse des protéines cellulaires. f) Les Centrioles : Formé de tubes réunis, l ensemble ayant la forme d un cylindre, ils sont le centre qui dirige la division cellulaire. g) Les Vacudes : Petite cavité servant à stocker des réserves ou des déchets. h) Le Noyau: Elément située au centre de la cellule, il est limiter par la membrane nucléaire et contient un milieu liquide le Nucléoplasme, celui-ci comprend de la Chromatine A.D.N. et des Nucléoles A.R.N. Le noyau permet la reproduction cellulaire et la synthèse des protéines de la cellule. 3. La vie de la Cellule : A) Nutrition : La cellule ne peut vivre qu en échangeant avec le milieu une quantité considérable d éléments. Les matériaux indispensables à son activité lui parvienne de divers manières : 1) Transport passif : mouvement passif dépendant des phénomènes d osmose et de diffusion (cf. photocopie) - Les matériaux peuvent traverser la membrane cellulaire en empruntant les pores. - Certaines substances (liposolubles) sont capable de se dissoudre dans les lipides de la membrane et de pénétrer ainsi dans la cellule. 2) Transport actif : est caractérisé par un transport qui requière de l énergie et qui permet des mouvements net de particules indépendamment des forces passives déjà évoquées. Ce type de transport est assurer par les protéines membranaires. Théorie du canal protéique
La Cellule P.4 Théorie de la bascule protéique 3) Endocythose : Mécanisme permettant à la cellule d incorporer des particules plus volumineuses : a) Phagocythose : Invagination de la membrane plasmique qui entraîne la particule vers l intérieur de la cellule. Ce phénomène concerne essentiellement les macrophages absorbant des bactéries ou des débris biologiques. b) Pinocytose : Les Vacioles formées sont ici très nombreuses et de très petites taille. La Pinocytose correspond à l absorption de molécules alimentaire. La division des éléments complexes en éléments simple est le Catabolisme. La construction d éléments complexes nouveau à partir d éléments simple est l Anabolisme. L ensemble Catabolisme et Anabolisme constitue le Métabolisme. (cf. schéma 7) B) Respiration : La membrane interne des Mitochondries est le siège des réactions correspondant à la respiration cellulaire. Les phénomènes d oxydoréduction permette de libérer de l énergie par oxydation du glucose et des acides gras avec rejet de gaz carbonique.
La Cellule P.5 L ensemble de ses phénomènes correspondent aux cycles Krebs. L énergie ainsi formé par la mitochondrie sera stocker sous forme d A.T.P (Adénosine tri phosphate) et pourra servir à la cellule dans le cadre de ses divers activités. C) Synthèse Cellulaire : En utilisant l énergie fournie par l A.T.P les cellules vont synthétiser les éléments nécessaires à leurs vie : - Biosynthèse. A partir des molécules de glucose vont avoir lieu les biosynthèses des glucides et des graisses. La plus importante et la plus complexe des biosynthèse est celle des protéines (éléments structurels qui prennent part à l édification cellulaire.) La synthèse des protéine dépend des acides nucléiques qui contiennent les plans de fabrications des protéines. Les acides nucléiques sont constitués d unités élémentaire appelé Nucléotides. Chaque Nucléotides est forme par 3 éléments : - 1 molécule d acide phosphorique - 1 molécule de sucre (Ribose ou Désoxyribose) - 1 molécule de base. Il existe 4 bases possible : - Ademine Acide phosphorique - Guanine - Cytosine Un sucre - Thymine (cf. schéma 8) Une base qui change (A, G, C, T) - L A.D.N (Acide Désoxyribonucléique) est le support de l information génétique. Sa structure est particulière. La molécule d A.D.N. est constitué par 2 chaînes de Nucléotides qui se font face par leurs bases. Ce long filament double est tordu pour prendre l allure d un hélice ou d une spirale. Les 4 lettres A-G-C-T constitué l alphabet des code génétiques. La succession de 3 bases ou triplet peut être considéré comme formé de plusieurs millions lettres disposés dans un ordre précis (AGC-CTG- ) Un gêne est une parti de cette molécule d A.D.N. qui porte l information indispensable à la synthèse d une protéine. Les gênes, portes codés, tous les renseignements nécessaire au développement, à la croissance et aux activités diverses de l être vivant.
La Cellule P.6 - l A.R.N (Acide Ribonucléique) il diffère de l A.D.N. par les points suivants : - Le sucre est le Ribose - l A.R.N est constitué d une seul chaîne - Une base est différente : l Uracile remplace la Thymine. On a 3 types d A.R.N : - l A.R.N Messager : qui va transmettre l information génétique de l A.D.N. jusqu au ribosome. - L A.R.N Ribosomate ; dans le ribosome - L A.R.N Transfert : qui apporte les Acides Aminés nécessaire à l édification de la molécule de protéines. (cf. schéma 9) A.D.N A.R.N M Transcription Noyau (copie de l A.D.N. par moulage) A.R.N T Traduction A.R.N M Protéines L information qui sera exprimé dans la structure protéique passe de l A.D.N. à l A.R.N Messager (Transcription) puis de l A.R.N Messager à la structure protéique par l union d un membre spécifique d acide aminé dans une séquence prédéterminé (Traduction) D) Reproduction : 1) Définition : La vie d un organisme humain débute par la fécondation d un ovule, adulte cet organisme compte des milliard de cellules, ce passage se fait grâce à des divisions cellulaires.
La Cellule P.7 Au moment de la division cellulaire, la chromatine s individualise en filament que l on appel les chromosomes. Les chromosomes vont par pairs, le nombre de paires de chromosomes est immuable pour une espèce données et caractérise cet espèce (l homme possède 23 paires de chromosomes). L assortiment chromosomique d un cellule s appelle le caryotype. La division cellulaire est appelés Mytose, elle correspond à la duplication du bagage génétique et à son transfert intégral sous forme de chromosomes dans les cellules filles. 2) Déroulement : La mythose se décompose en 5 phases (IPMAT) : (cf. photocopie Mitose) - Interphase : Période de vie cellulaire Réplication de l A.D.N. : - Prophase : Migration des centrioles vers les pôles de la cellule Individualisation des chromosomes à l intérieur du noyau - Métaphase : Formation d un fuseau entre les deux pôles de la cellule Disposition des chromosomes sur l équateur de ce fuseau - Anaphase : Division longitudinal de tous les chromosomes en des moitiés identiques Migration de chaque moitié sur un pole de la cellule - Télophase : Formation de deux noyaux fils Fondation des cellules filles