Introduction à la Biologie Cellulaire

Documents pareils
Cellules procaryotes Service histologie Pr.k.mebarek

Dr E. CHEVRET UE Aperçu général sur l architecture et les fonctions cellulaires

Chapitre 7 : Structure de la cellule Le noyau cellulaire

LA MITOSE CUEEP - USTL DÉPARTEMENT SCIENCES BAHIJA DELATTRE

ULBI 101 Biologie Cellulaire L1. Le Système Membranaire Interne

CHAPITRE 3 LA SYNTHESE DES PROTEINES

Information génétique

Les OGM. 5 décembre Nicole Mounier

AMAMI Anaïs 3 C LORDEL Maryne. Les dons de cellules & de tissus.

STRUCTURE ET FONCTION DES PLURICELLULAIRES

Plateforme Transgenèse/Zootechnie/Exploration Fonctionnelle IBiSA. «Anexplo» Service Transgenèse. Catalogue des prestations

Section «Maturité fédérale» EXAMENS D'ADMISSION Session de février 2014 RÉCAPITULATIFS DES MATIÈRES EXAMINÉES. Formation visée

grande simple microscope microscope inventé années biologie = cellule) et (logos de plus en Anglais. Utilise un La microscopie, 1665,

TP N 3 La composition chimique du vivant

Biomarqueurs en Cancérologie

EXERCICES : MECANISMES DE L IMMUNITE : pages

Les lois de bioéthique : cinq ans après

ÉCOLES NORMALES SUPÉRIEURES ÉCOLE NATIONALE DES PONTS ET CHAUSSÉES CONCOURS D ADMISSION SESSION 2013 FILIÈRE BCPST COMPOSITION DE BIOLOGIE

Compléments - Chapitre 5 Spectroscopie

De la physico-chimie à la radiobiologie: nouveaux acquis (I)

DIAPOSITIVE 1 Cette présentation a trait à la réglementation sur les thérapies cellulaires.

Séquence 1. Reproduction conforme de la cellule et réplication de l ADN Variabilité génétique et mutation de l ADN

Annales de Biologie Cellulaire QCM (niveau SVT 1 er année)

Vieillissement moléculaire et cellulaire

- pellicule de fruits qui a un rôle de prévention contre l'évaporation, le développement de moisissures et l'infection par des parasites

Liste des matières enseignées

Microscopie Confocale. Principes de base & Applications en Biologie Cellulaire

Rôle des acides biliaires dans la régulation de l homéostasie du glucose : implication de FXR dans la cellule bêta-pancréatique

University of Tokyo Graduate School of Agricultural and Life Sciences et. Kanagawa Academy of Science and Technology

Le grand écart de la recherche fondamentale vers l application biomédicale

Transport des gaz dans le sang

Transport des gaz dans le sang

Epreuve de biologie... 2 Annexe : Liste des sujets de la session

Les lières. MSc in Electronics and Information Technology Engineering. Ingénieur civil. en informatique. MSc in Architectural Engineering

Médecine Pharmacie Dentaire Sage-femme ANNÉE UNIVERSIT AIRE

BREVET D ÉTUDES PROFESSIONNELLES AGRICOLES SUJET

Séquence 2. L expression du patrimoine génétique. Sommaire

TD de Biochimie 4 : Coloration.

Chapitre II La régulation de la glycémie

2 C est quoi la chimie?

Résonance Magnétique Nucléaire : RMN

Le rôle de l endocytose dans les processus pathologiques

Le nouveau programme en quelques mots :

Master de Bioinformatique et Biologie des Systèmes Toulouse Responsable : Pr. Gwennaele Fichant

Luca : à la recherche du plus proche ancêtre commun universel Patrick Forterre, Simonetta Gribaldo, Céline Brochier

Biochimie I. Extraction et quantification de l hexokinase dans Saccharomyces cerevisiae 1. Assistants : Tatjana Schwabe Marcy Taylor Gisèle Dewhurst

Physiopathologie : de la Molécule à l'homme

Guide PACES - 23/06/2010

Banque Agro-Veto Session 2014 Rapport sur les concours A filière BCPST

Semestre 2 Spécialité «Analyse in silico des complexes macromolécules biologiques-médicaments»

Structure quantique cohérente et incohérente de l eau liquide

Essais cliniques de phase 0 : état de la littérature

Spécialisation 3A AgroSup Dijon IAA Microbiologie Industrielle et Biotechnologie (MIB)

des banques pour la recherche

L univers vivant De la cellule à l être humain

MAB Solut. vos projets. MABLife Génopole Campus 1 5 rue Henri Desbruères Evry Cedex. intervient à chaque étape de

University of AbouBakr Belkaid Tlemcen Program Title Type Level Program Web site Perturbations moyennisations et application aux biomathématiques

Commentaires sur les épreuves de Sciences de la Vie et de la Terre

Conférence technique internationale de la FAO

Séquence 4. La nature du vivant. Sommaire. 1. L unité structurale et chimique du vivant. 2. L ADN, support de l information génétique

Vue d ensemble de la vie microbienne

INSUFFISANCE HÉPATIQUE

Comprendre l Univers grâce aux messages de la lumière

La reconnaissance moléculaire: la base du design rationnel Modélisation moléculaire: Introduction Hiver 2006

MYRIAD. l ADN isolé n est à présent plus brevetable!

ATELIER SANTE PREVENTION N 2 : L ALIMENTATION

La recherche sur les cellules souches et sur l embryon

PHYSIQUE Discipline fondamentale

Base de données bibliographiques Pubmed-Medline

Les débuts de la génétique

Toxicité à long-terme d un herbicide Roundup et d un maïs modifié génétiquement pour tolérer le Roundup

Application à l astrophysique ACTIVITE

Travaux dirigés de Microbiologie Master I Sciences des Génomes et des Organismes Janvier 2015

DON DE SANG. Label Don de Soi

Thérapies ciblées en Onco-Hématologie

Chapitre 2 - Complexité des relations entre génotype et phénotype

IMMUNOLOGIE. La spécificité des immunoglobulines et des récepteurs T. Informations scientifiques

Domaine : Sciences, Technologies et Santé Mention : Nutrition, Sciences des aliments, Agroalimentaire

Univers Vivant Révision. Notions STE

Sujets présentés par le Professeur Olivier CUSSENOT

AIDE-MÉMOIRE LA THERMOCHIMIE TABLE DES MATIERES

AGREGATION DE BIOCHIMIE GENIE BIOLOGIQUE

Chapitre 11: Réactions nucléaires, radioactivité et fission

MASTER (LMD) PARCOURS MICROORGANISMES, HÔTES, ENVIRONNEMENTS (MHE)

Innovations thérapeutiques en transplantation

I. La levure Saccharomyces cerevisiae: mode de vie

Croissance et vieillissement cellulaires Docteur COSSON Pierre Nb réponses = 81 sur 87. Résultats des questions prédéfinies

Fès. Licences Fondamentales. Filière SMC : Sciences de la Matière Chimie Coordonnateur : Pr. Mohammed KHALDI

Le but de la radioprotection est d empêcher ou de réduire les LES PRINCIPES DE LA RADIOPROTECTION

INTRODUCTION À L'ENZYMOLOGIE

THEME 2. LE SPORT CHAP 1. MESURER LA MATIERE: LA MOLE

L immunoenzymologie. Technique puissante couramment utilisée e en recherche et en diagnostic cificité des anticorps pour leurs nes

Hépatite chronique B Moyens thérapeutiques

Les tests de génétique moléculaire pour l accès aux thérapies ciblées en France en 2011

Détection de Chlorophylle Réalisation d'un fluorimètre

Transformations nucléaires

Les cytokines et leurs récepteurs. Laurence Guglielmi

MABioVis. Bio-informatique et la

Médecine Pharmacie Dentaire Sage-femme Kinésithérapie ANNÉE UNIVERSIT AIRE

Transcription:

Introduction à la Biologie Cellulaire I) Introduction La biologie cellulaire repose sur l observation du vivant, dont découlent deux postulats fondamentaux : 1 er postulat : La cellule représente l unité fonctionnelle et structurale de base de tous les êtres vivants (chaque être vivant est constitué par des cellules). 2 ème postulat : Toute cellule provient d une cellule préexistante. II) Théorie cellulaire a) Composition chimique d une cellule Les cellules sont composées à 70% d eau, le reste (30%) est constitué de molécules inertes (ions) et de macromolécules (phospholipides, ADN, ARN, protéines et polysaccharides). Il convient de distinguer l inerte du vivant (ce à quoi on s intéresse). Les trois choses qui les différencient sont : Ø La sélectivité : dans le vivant, on aura différents constituants mais dans des proportions particulières et surtout régulées (atomes : C,H,O,N). Dans l inerte la matière (différents atomes) est répartie aléatoirement. Ø La catalyse : molécule n intervenant pas dans une réaction chimique mais qui l accélère. Dans le vivant, il existe des catalyseurs permettant certaines réactions qui seraient impossible sans. Ø Réseau d interactions moléculaires : permet une capacité d adaptation au système vivant. Il est en permanente interaction avec l environnement. 1

Le corps humain possède 10 14 cellules et 10 15 bactéries (soit 10 fois plus). III) Organisation de la cellule a) Procaryote/Eucaryote è Cellule procaryote : dépourvues d enveloppe nucléaire ; entraînant une traduction cotranscriptionelle (traduction en même temps que la transcription). Cellule sans organite et avec un ADN libre circulaire. Cellule de petite taille. è Cellule eucaryote : grande taille, noyau délimité par une enveloppe (double membrane). Présence d organites, eux-mêmes délimités par des enveloppes. La traduction et la transcription sont scindées. Y Bactérie : cellules procaryote, Y Animal : composé de cellules eucaryotes, Y Levure : être unicellulaire eucaryote. b) Organisation d une cellule eucaryote La cellule eucaryote se compose de : Ø Un noyau : lieu de conservation de l ADN entouré d une double membrane discontinue. Ø Du cytosol : liquide dans lequel baignent les organites, sièges de nombreuses réactions. Ø Une membrane plasmique : bi-couche de phospholipides (cf biochimie). On distingue dans le système endomembranaire : Ø Enveloppe nucléaire, Ø Réticulum Endoplasmique (RE) : lieu de la traduction, peut-être de deux types soit granuleux (synthèse de protéines) soit lisse (synthèse de lipides), Ø Appareil de Golgi : un seul par cellule. Formé par les dictyosomes. Il assure la distribution des protéines du système endomembranaire dans la cellule. Ø Endosome : permet la capture de molécules à l extérieur de la cellule et leur captation pour la nourrir, 2

Ø Lysosome : lieu où la cellule procède aux dégradations des macromolécules venant de l extérieur pour former de plus petits éléments plus facilement éliminables Il existe aussi les peroxysomes et les mitochondries qui ne font pas partie du système endomembranaire : lieu de détoxification de la cellule. c) Evolution cellulaire Les organismes cellulaires peuvent être classés en 3 groupes avec un ancêtre hypothétique commun nommé LUCA. Y Eubactérie = procaryote, Y Archaebactéries : cellules extrêmophiles de types procaryote mais se rapprochant de la cellule eucaryote, Y Eucaryote. Les cellules eucaryotes existeraient selon la Théorie de l endosymbionte : 3) Apparition d une membrane nucléaire donc d une segmentation du génome permettant le découplage de la transcription et de la traduction. Attention : LUCA (Last Universal Common Ancestor) reste une théorie, nous n en sommes donc pas certains. d) Evolution moléculaire Au début on suppose qu il n y avait pas d ADN mais uniquement des ARN. Puis sont apparus les ribozymes (= ARN catalyseurs). Ensuite les protéines sont apparues grâce à la traduction. Pour finir, grâce à des enzymes spéciales (transcriptase inverse), l ADN est apparu. Il est maintenant la forme de stockage du matériel génétique (plus stable que l ARN). 1) Une archaebactérie phagocyte une eubactérie, 2) Envahissement de l ADN génomique de l archaebactérie par le génome de l eubactérie, 3

On distingue plusieurs phases, extrêmement contrôlées : } Phase S : ou réplication, durant cette phase la cellule va synthétiser du matériel génétique pour la phase de division. IV) Cycle cellulaire a) Multiplication cellulaire Toutes les cellules ne se divisent pas, cela reste néanmoins une étape cruciale dans la vie de la cellule. La multiplication cellulaire est la clé de la constitution des tissus et donc de l organisme vivant. Pour les cellules du stroma, le mécanisme de division se nomme mitose, alors que pour les cellules du germen c est la méiose. (Cf cours de BDR) } Phase M : ou mitose, phase de division où la cellule va donner deux cellules filles. Au cours de cette phase le noyau disparaît et on observe deux phénomènes différents : Ø Caryocinèse : séparation du matériel génétique (= nucléaire). Ø Cytocinèse : lors de la télophase, séparation du cytoplasme (de la membrane plasmique). } Les phases G1 et G2 : sont des phases de checkpoint. Il existe des contrôles afin d autoriser la cellule à poursuivre le cycle ou non. Elles sont de durées variables en fonction du type de cellule et du type de cycle cellulaire. 4

Différenciation : changement de programme cellulaire qui pousse la cellule à modifier ses structures afin d accomplir un rôle nouveau. Motilité : cellule se déplace grâce à son cytosquelette (différent de mobilité qui signifie qu on peut la déplacer). Quiescence : les signaux cellulaires imposent la mise au repos de la cellule, qui reprendra ses fonctions lorsque les signaux lui seront favorables. Phase réversible. Important : La transcription ne se produit que lors de l interphase alors que la traduction se produit majoritairement durant l interphase, mais peut se produire lors de toutes les phases. Nb : L interphase se compose des phases G1-S-G2 (dans cet ordre). b) Programmation cellulaire Sénescence : vieillissement cellulaire. La cellule est vivante et métaboliquement active. Elle ne se divisera cependant plus. Phase irréversible. Mort cellulaire : de deux types : Ø Nécrose : mort anarchique de la cellule. Ø Apoptose : suicide programmé, régulé. Il faut savoir que les cellules sont en interaction complète avec leur milieu et que leur destin dépend des différents signaux cellulaires La cellule compte plusieurs destins : Divison : reproduire des cellules à l identique. 5

V) Cellule souche et Homéostasie a) Cellule souche Les cellules souches possèdent 4 caractéristiques fondamentales : non différenciées, capables de se diviser, capables d auto renouvellement, capables de se différencier à la demande. Il existe différents types de cellule souche : (cf cours d histologie) Ø Totipotente : cellule capable de donner un organisme entier (cellule œuf), Ø Pluripotente : capable de donner quasiment tous les types cellulaires mais pas un organisme entier (ex : cellules souches embryonnaires), Ø Multipotente : capable de se différencier en un large spectre de cellules (dans un même tissu). Ø Unipotente : ne donne qu un seul type cellulaire. b) Les Cellules Souches Embryonnaires (CSE) Définition : ce sont des cellules isolées à partir de la masse interne d un embryon au stade blastocyste. Ce sont des cellules souches pluripotentes. L avantage des CSE est que, grâce à elle, nous pourrions réimplanter des cellules souches afin de remplacer un tissu lésé voire détruit, grâce à un transfert nucléaire : 1) On prend un ovocyte énucléé. 2) On prend le noyau d une cellule somatique du patient. On retrouve des cellules multipotentes et unipotentes à l âge adulte. 6

3) On transfert le noyau de la cellule somatique dans le cytoplasme de l ovocyte. 4) On cultive sur boîte de Pétri et on obtient une lignée de cellules souches ayant le même code génétique que le patient (pas de problématique de rejet). Il existe cependant des obstacles éthiques (embryon=humain?) mais aussi techniques (stabilité et cancérisation). Suite aux travaux du professeur Yamanaka, il est apparu de nouvelles cellules souches (cellules pluripotentes induites = ips) qui régleraient le problèmes éthique car il n y a plus besoin d embryon. Technique : en prenant des cellules totalement différenciées comme des fibroblastes et en y ajoutant 4 gènes acteurs de la pluripotence, les cellules redeviennent indifférenciées et acquièrent les propriétés de pluripotence. Cette découverte laisse présager de bons résultats en médecine régénérative. c) Notion d homéostasie Définition : ce terme désigne la capacité d un organisme vivant à revenir à un état originel (avec ses valeurs de référence) à la suite d une perturbation. Ex : la glycémie. Chaque grandeur physiologique contrôlée et sera surveillée et ramenée à la normale lors d une perturbation. Une anomalie liée à l homéostasie peut être très néfaste ; comme par exemple la régulation du nombre de cellule dans le corps qui lorsqu elle est altérée peut amener à un processus tumoral ou au contraire à une accumulation de cellules qui ne sont plus assez détruites (certaines leucémies). 7