Chapitre 1 : Introduction à la biologie cellulaire Cours Mardi 27 août
Introduction Environ 80h de cours et TD => c est beaucoup! 24 QCM sur 64 au concours (l année dernière) QCM de cours (la biocell c est tout par cœur sans les couleurs!) QCM d exercices (la biocell ça se comprend et on peut vraiment gagner des points en réfléchissant et en lisant bien les consignes) Les TD sont importants pour bien comprendre le cours et on développe aussi certaines techniques non décrites en cours => il faut y aller ++
Pendant le stage Au programme 4 chapitres (trois seront abordés en cours au tout début, le quatrième est le dernier chapitre de biocell mais il est très important car il permet de mieux comprendre l histo) Intro Le noyau Le cytosquelette Jonctions cellules-cellules et cellules-matrice
GÉNÉRALITÉS
Un peu d histoire 1665: Robert Hooke observe pour la première fois une cellule XIXe siècle: la théorie cellulaire est développée par Schwann et Schleiden
Définition (par cœur!) La cellule est la plus petite unité capable de manifester de manière autonome les propriétés du vivant. Toute cellule provient d une autre cellule. Elle croit, se multiplie et meurt. Elle utilise l énergie du milieux extérieur et est capable de la transformer.
Propriété Le monde vivant est doté d une capacité d autoréplication et d auto-assemblage. C est la propriété princeps du vivant. C est en quelque sorte «grâce que la vie est apparue. à» cette propriété Des molécules se sont assemblées entres elles pour former des matrices qui se sont ensuite autorépliquées, formant ainsi des systèmes de plus en plus complexes.
Un virus est-il une cellule? NON!!!! Un virus a besoin d un organisme vivant (un hôte) pour se développer
2 grandes classes de cellules Les procaryotes Les eucaryotes Pas de noyau Version primitive Un noyau Version plus élaborée Les bactéries Cellules végétales, animales
Dans le corps humain on a Cent mille milliard de cellules! (10 14 ) 10 15 bactéries Donc plus de bactéries que de cellules!
Organisation générale
OUTILS D ÉTUDE
Microscopie photonique Résolution maximale : environ 200 nm (c est mille fois plus que l œil) Ce qu on peut observer: cellules animales, bactéries, noyau cellulaire, éventuellement mitochondrie Cellule animale : 10 à 30 μm (même s il y a des exceptions) Bactérie: 1 à 5 μm Donc si on observe un ribosome ou un virus ce N EST PAS de la microscopie photonique (sauf si ces éléments ont été préalablement marqués ou colorés)
Microscopie photonique à fluorescence On marque des éléments d une cellule à l aide de fluorochromes. Ces fluorochromes émettent une lumière définie quand ils sont excités par certaines longueurs d onde. On peut donc repérer sélectivement certains éléments dans une cellulaire grâce à cette technique. Lumière d excitation DAPI Fluoréscéïne Rhodamine UV Bleu Vert Emission Bleu Vert Rouge
Microscopie photonique à fluorescence Ca donne en général des jolies images!
Microscope confocal à balayage laser C est une technique qui permet de faire des plans de coupe d une cellule.
Microscopie électronique Résolution : de l ordre de l Angström Ce qu on peut observer: organites cellulaires, virus voire même atome! Les cellules sont fixées => elles ne sont plus vivantes (donc pas de vidéos pour observer des déplacements!) Pas de couleurs! Le microscope électronique marche grâce à un flux d électrons (tout en noir et blanc)
Microscope électronique à transmission Image en 2D On voit en général facilement les organites intracellulaires On peut observer le noyau (avec le nucléole..)
Microscope électronique à balayage Image en 3D
Techniques de marquage Immunofluorescence Injection dans la cellule d anticorps qui vont se fixer sur l élément que l on cherche à observer (par exemple des filaments du cytosquelette). On injecte ensuite un autre anticorps (2) dirigé contre l anticorps 1. L anticorps 2 est marqué à l aide d un fluorochrome. Le but de cette technique avec deux anticorps différents est d amplifier le signal.
Techniques de marquage Immunofluorescence Les deux anticorps sont produits par des espèces différentes Anticorps 1 (produit par espèce 1) => élément à visualiser Anticorps 2 (produit par espèce 2) => anticorps 1 Les cellules ne sont pas vivantes!! (pour introduire les anticorps, on a du perméabiliser la membrane) On utilise un microscope photonique (on cherche à voir en couleurs!)
Techniques de marquage Immunohistochimie Cette technique englobe l immunofluorescence mais on peut aussi l utiliser avec d autres marqueurs que des molécules fluorescentes. Par exemple, on peut utiliser des anticorps couplés à des billes d or et donc observer une image en microscopie électronique. Bille d or en MET
Accès à la dynamique cellulaire On cherche à observer une évolution (par exemple la localisation d une protéine en fonction du temps) Il faut donc que la cellule soit vivante! On va insérer dans la cellule un plasmide. ADN circulaire contenant le gène codant pour la protéine que l on veut observer couplé à un gène codant pour une protéine naturellement fluorescente (dans ce cas) La cellule va incorporer le plasmide dans son ADN et va transcrire puis traduire la protéine qui sera fluorescente.
Accès à la dynamique cellulaire Pour introduire le plasmide, il existe trois méthodes. Dans tous les cas, on ne perméabilise pas (on ne casse pas) la membrane cellulaire. La cellule reste donc vivante (en pratique, il faut faire beaucoup de fois la manipulation car la membrane cellulaire est fragile et beaucoup de cellules ne survivent pas).
Accès à la dynamique cellulaire On observe ensuite l évolution de la fluorescence en vidéo-microscopie. Ça tourne!
Révisions A quels types de microscopie correspondent ces photos? MET
Révisions A quels types de microscopie correspondent ces photos? Que représente le marquage bleu? Donner les noms des différents fluorochromes utilisés. Microscope photonique à fluorescence Vert: fluorescéine Rouge: rhodamine Bleu: DAPI => noyau (le DAPI est un marqueur classique de l ADN)
Révisions A quels types de microscopie correspondent ces photos? Que représente cette image? MET Mitochondrie
Révisions A quels types de microscopie correspondent ces photos? Microscopie photonique
Séance d exercices Exercices sur le chapitre 1 à préparer pour le jeudi 29 août