Généralités sur la cellule
I. La notion de cellule 1. La cellule procaryote 2. La cellule eucaryote II. Les différents éléments de la structure cellulaire III. La membrane plasmique 1. Composition Les lipides membranaires les protéines membranaires 2. Les jonctions membranaires serrés d ancrage communicantes 3. Le transport membranaire transport passif transport actif IV. Le cytoplasme 1. La mitochondrie 2. Les ribosomes
VI. La synthèse des protéines 1. La transcription 2. La traduction IV. Le cytoplasme 1. La mitochondrie 2. Les ribosomes 3. Le réticulum endoplasmique 4. L appareil de Golgi 5. Les lysosomes 6. Les peroxysomes 7. Le cytosquelette IFSI UE2.1 La Cellule année 2010-2011 V. Le noyau 1. L enveloppe nucléaire 2. Les nucléoles 3. La chromatine 4. De la chromatine aux chromosomes
La notion de cellule Cellule : unité structurale et fonctionnelle du monde vivant
Tout être vivant Soit cellule isolée Soit association de cellules unicellulaire pluricellulaire
Le cellule Capable de subvenir à ses besoins Capable de se diviser A sa propre vie -> propre homéostasie Doit répondre aux besoins de l organisme Doit pouvoir communiquer
Organisation cellulaire -> avantage thermodynamique Compartiment extracellulaire Membrane plasmique Compartiment intracellulaire membranes internes noyau cytoplasme
I. La notion de cellule 1. La cellule procaryote 2. La cellule eucaryote II. Les différents éléments de la structure cellulaire III. La membrane plasmique 1. Composition Les lipides membranaires les protéines membranaires 2. Les jonctions membranaires serrés d ancrage communicantes 3. Le transport membranaire transport passif transport actif IV. Le cytoplasme 1. La mitochondrie 2. Les ribosomes
La cellule procaryote dépourvue de noyau limitée par une membrane plasmique être unicellulaire le plus étudié : bactérie Escherichia coli
La cellule eucaryotye Cellule à véritable noyau Comporte des membranes internes ou endomembranes -> compartiments traitement des protéines des acides nucléiques clos exemple : mitochondrie cytosolique Compartiment de traitement des protéines cytosol mitochondrie Compartiment des acides nucléiques
I. La notion de cellule 1. La cellule procaryote 2. La cellule eucaryote II. Les différents éléments de la structure cellulaire III. La membrane plasmique 1. Composition Les lipides membranaires les protéines membranaires 2. Les jonctions membranaires serrés d ancrage communicantes 3. Le transport membranaire transport passif transport actif IV. Le cytoplasme 1. La mitochondrie 2. Les ribosomes
Différents éléments de la structure cellulaire membrane plasmique cytoplasme noyau noyau cytoplasme membrane plasmique Une cellule eucaryote Schéma : Biologie cellulaire, Y. Bassaglia Eds Maloine
Observation des cellules Utilisation de la microscopie Coloration des cellules Culture des cellules Observation au microscope Culture cellulaire Coloration de structures cellulaires suspension adhérente
I. La notion de cellule 1. La cellule procaryote 2. La cellule eucaryote II. Les différents éléments de la structure cellulaire III. La membrane plasmique 1. Composition Les lipides membranaires les protéines membranaires 2. Les jonctions membranaires serrés d ancrage communicantes 3. Le transport membranaire transport passif transport actif IV. Le cytoplasme 1. La mitochondrie 2. Les ribosomes
La membrane plasmique compartiment extracellulaire membrane plasmique compartiment intracellulaire Schéma : Biologie cellulaire, Y. Bassaglia Eds Maloine Une cellule eucaryote
I. La notion de cellule 1. La cellule procaryote 2. La cellule eucaryote II. Les différents éléments de la structure cellulaire III. La membrane plasmique 1. Composition Les lipides membranaires les protéines membranaires 2. Les jonctions membranaires serrés d ancrage communicantes 3. Le transport membranaire transport passif transport actif IV. Le cytoplasme 1. La mitochondrie 2. Les ribosomes
La membrane plasmique composition Lipides Phopholipides Cholestérol Glycolipides Protéines
Structure d une molécule de phospholipide Chaines d acides gras D après anatomie et physiologie humaine, E. Marieb and K. Hoehn Eds Pearson Tête polaire hydrophile Jambes apolaires hydrophobes milieu aqueux milieu aqueux Bicouche de phospholipides
Les lipides membranaires Phospholipides Glycolipides 5% lipides membranaires Situés face externe de la bicouche Cholestérol 20% lipides membranaires Région polaire groupement hydroxyle Région non polaire Augmente la fluidité membranaire Radeaux lipidiques Assemblage dynamique de phospholipides saturés associés à des sphingolipides et du cholestérol Transmission de signaux cellulaires
I. La notion de cellule 1. La cellule procaryote 2. La cellule eucaryote II. Les différents éléments de la structure cellulaire III. La membrane plasmique 1. Composition Les lipides membranaires les protéines membranaires 2. Les jonctions membranaires serrés d ancrage communicantes 3. Le transport membranaire transport passif transport actif IV. Le cytoplasme 1. La mitochondrie 2. Les ribosomes
Les protéines membranaires Assurent fonctions spécialisées de la membrane Protéine périphérique Glycoprotéine glycocalyx Protéine intégrée enchâssée D après manuel d anatomie et de physiologie humaine Tortora and Derrikson Eds Boeck cytosquelette Protéines intégrées transmembranaires Canaux protéine Pores périphérique Transporteurs récepteurs Chaine polypeptidique
I. La notion de cellule 1. La cellule procaryote 2. La cellule eucaryote II. Les différents éléments de la structure cellulaire III. La membrane plasmique 1. Composition Les lipides membranaires les protéines membranaires 2. Les jonctions membranaires serrés d ancrage communicantes 3. Le transport membranaire transport passif transport actif IV. Le cytoplasme 1. La mitochondrie 2. Les ribosomes
Les jonctions membranaires Structures mise en place par les cellules Permettent communications mécaniques, chimiques Jonction serrée Jonction communicante Jonction d ancrage D après manuel d anatomie et de physiologie humaine Tortora and Derrikson Eds Boeck
Jonctions d ancrage Entre deux cellules implique le cytosquelette d actine Entre cellule et matrice implique microfilaments d actine Mettent en jeu le cytosquelette D après manuel d anatomie et de physiologie humaine Tortora and Derrikson Eds Boeck desmosomes et hémidesmosomes
Jonction communicante Espace intercellulaire connexines Canal formé par des connexons D après manuel d anatomie et de physiologie humaine Tortora and Derrikson Eds Boeck
I. La notion de cellule 1. La cellule procaryote 2. La cellule eucaryote II. Les différents éléments de la structure cellulaire III. La membrane plasmique 1. Composition Les lipides membranaires les protéines membranaires 2. Les jonctions membranaires serrés d ancrage communicantes 3. Le transport membranaire transport passif transport actif IV. Le cytoplasme 1. La mitochondrie 2. Les ribosomes
Le transport membranaire Laisse passer des substances comme les nutriments Passif Diffusion et filtration Actif utilise de l énergie métabolique : ATP
La diffusion Passage des molécules et des ions d un lieu où ils sont très concentrés vers un lieu où ils sont peu concentrés => gradient de concentration molécule liposoluble, petite, aidée par une molécule porteuse Diffusion simple Diffusion facilité Osmose D après manuel d anatomie et de physiologie humaine Tortora and Derrikson Eds Boeck
Diffusion simple Substances non polaire et liposolubles D après manuel d anatomie et de physiologie humaine Tortora and Derrikson Eds Boeck O 2, CO 2 Diffusion facilité glucose, acides aminés, ions utilise transporteurs ou des canaux protéiques L osmose déplacement de l eau à travers la bicouche et part des canaux : aquaporines pression osmotique, pression hydrostatique
L osmose (suite) Tonicité d une solution mesure de la capacité à changer le volume des cellules en modifiant leur teneur en eau eau solution isotonique eau solution hypotonique solution hypertonique lyse cellulaire eau
I. La notion de cellule 1. La cellule procaryote 2. La cellule eucaryote II. Les différents éléments de la structure cellulaire III. La membrane plasmique 1. Composition Les lipides membranaires les protéines membranaires 2. Les jonctions membranaires serrés d ancrage communicantes 3. Le transport membranaire transport passif transport actif IV. Le cytoplasme 1. La mitochondrie 2. Les ribosomes
Transport actif Contre un gradient de concentration Consomme de l énergie : hydrolyse ATP Transport actif Gradient de concentration Pompe Na + K + ATPase
Transport vésiculaire Vésicules Formation : membrane cellulaire Transport : d une structure cellulaire à une autre entre les milieux extra et intracellulaires Apport d énergie Endocytose pinocytose, phagocytose Exocytose vésicules Schéma : Biologie cellulaire, Y. Bassaglia Eds Maloine
Phagocytose Phagosome fusionné à un lysosome dégradation Reconnaissance via un récepteur milieu intracellulaire pseudopodes milieu extracellulaire Grosse particule Virus, bactérie, cellule D après Biologie cellulaire, Y. Bassaglia Eds Maloine
Pinocytose milieu intracellulaire Fusion avec un lysosome Enzymes lysosomiales Invagination membrane plasmique D après Biologie cellulaire, Y. Bassaglia Eds Maloine milieu extracellulaire Exocytose Libération de substances dans le milieu extracellulaire
I. La notion de cellule 1. La cellule procaryote 2. La cellule eucaryote II. Les différents éléments de la structure cellulaire III. La membrane plasmique 1. Composition Les lipides membranaires les protéines membranaires 2. Les jonctions membranaires serrés d ancrage communicantes 3. Le transport membranaire transport passif transport actif IV. Le cytoplasme 1. La mitochondrie 2. Les ribosomes
Le cytoplasme cytoplasme cytosol + organites Schéma : Biologie cellulaire, Y. Bassaglia Eds Maloine
I. La notion de cellule 1. La cellule procaryote 2. La cellule eucaryote II. Les différents éléments de la structure cellulaire III. La membrane plasmique 1. Composition Les lipides membranaires les protéines membranaires 2. Les jonctions membranaires serrés d ancrage communicantes 3. Le transport membranaire transport passif transport actif IV. Le cytoplasme 1. La mitochondrie 2. Les ribosomes
La mitochondrie cytoplasme cytosol + organites mitochondrie Schéma : Biologie cellulaire, Y. Bassaglia Eds Maloine
La mitochondrie (suite) Utilise énergie du catabolisme des glucides, des protéines et des lipides Produit par l intermédiaire de la chaine respiratoire et de l ATP synthase : molécule de stockage de l énergie : ATP Participe maturation des protéines importés, dégradation des protéines mitochondriales Protéases Rôle dans l apoptose
La mitochondrie (suite) forme et taille variables en fonction du type cellulaire
La mitochondrie (suite) Matrice Membrane externe porine Espace intermembranaire Membrane interne cardiolipines diphosphatidylgelycérol Crète mitochondriale ADN mitochondrial La mitochondrie
I. La notion de cellule 1. La cellule procaryote 2. La cellule eucaryote II. Les différents éléments de la structure cellulaire III. La membrane plasmique 1. Composition Les lipides membranaires les protéines membranaires 2. Les jonctions membranaires serrés d ancrage communicantes 3. Le transport membranaire transport passif transport actif IV. Le cytoplasme 1. La mitochondrie 2. Les ribosomes
Les ribosomes Complexes d acides nucléiques et de protéines Libres Fixés au réticulum endoplasmique Assure la traduction de l ARNm Grande sous-unité 49 protéines + ARNr 5S, 28S, 5,8S Petite sous-unité 33 protéines + ARNr 18S Grande sous-unité Petite sous-unité Ribosome fonctionnel
VI. La synthèse des protéines 1. La transcription 2. La traduction IV. Le cytoplasme 1. La mitochondrie 2. Les ribosomes 3. Le réticulum endoplasmique 4. L appareil de Golgi 5. Les lysosomes 6. Les peroxysomes 7. Le cytosquelette IFSI UE2.1 La Cellule année 2010-2011 V. Le noyau 1. L enveloppe nucléaire 2. Les nucléoles 3. La chromatine 4. De la chromatine aux chromosomes
Le réticulum endoplasmique REGranuleux RELisse Schéma : Biologie cellulaire, Y. Bassaglia Eds Maloine
VI. La synthèse des protéines 1. La transcription 2. La traduction IV. Le cytoplasme 1. La mitochondrie 2. Les ribosomes 3. Le réticulum endoplasmique 4. L appareil de Golgi 5. Les lysosomes 6. Les peroxysomes 7. Le cytosquelette IFSI UE2.1 La Cellule année 2010-2011 V. Le noyau 1. L enveloppe nucléaire 2. Les nucléoles 3. La chromatine 4. De la chromatine aux chromosomes
L appareil de Golgi Saccules Face réceptrice Face cis Face trans appareil de Golgi saccules aplatis dictyosomes Schéma : Biologie cellulaire, Y. Bassaglia Eds Maloine
VI. La synthèse des protéines 1. La transcription 2. La traduction IV. Le cytoplasme La mitochondrie Les ribosomes Le réticulum endoplasmique L appareil de Golgi Les lysosomes Les peroxysomes Le cytosquelette IFSI UE2.1 La Cellule année 2010-2011 V. Le noyau L enveloppe nucléaire Les nucléoles La chromatine De la chromatine aux chromosomes
Les lysosomes Vésicules membraneuses issues de l appareil de Golgi Contiennent des hydrolases Hétérophagie Autophagie lysosomes Schéma : Biologie cellulaire, Y. Bassaglia Eds Maloine
VI. La synthèse des protéines 1. La transcription 2. La traduction IV. Le cytoplasme 1. La mitochondrie 2. Les ribosomes 3. Le réticulum endoplasmique 4. L appareil de Golgi 5. Les lysosomes 6. Les peroxysomes 7. Le cytosquelette IFSI UE2.1 La Cellule année 2010-2011 V. Le noyau 1. L enveloppe nucléaire 2. Les nucléoles 3. La chromatine 4. De la chromatine aux chromosomes
Les peroxysomes Petites vésicules limitées par une membrane Produisent du peroxyde d hydrogène H2O2 Se forment par autoréplication Dans leur matrice : oxydases, catalase Dégradation hépatique de l alcool Dégradation des acides gras, des protéines, des acides aminés Synthétisent les acides biliaires
VI. La synthèse des protéines 1. La transcription 2. La traduction IV. Le cytoplasme 1. La mitochondrie 2. Les ribosomes 3. Le réticulum endoplasmique 4. L appareil de Golgi 5. Les lysosomes 6. Les peroxysomes 7. Le cytosquelette IFSI UE2.1 La Cellule année 2010-2011 V. Le noyau 1. L enveloppe nucléaire 2. Les nucléoles 3. La chromatine 4. De la chromatine aux chromosomes
Le cytosquelette Ensemble de polymères filamenteux qui structure le cytoplasme Responsable forme de la cellule mouvement cellulaire transport cellulaire Constitué microfilaments, microtubules, filaments intermédiaires
Microfilaments IFSI UE2.1 La Cellule année 2010-2011 microvillosités Filaments les plus fins du cytosquelette d actine Microvillosités Filaments intermédiaires Filaments de taille moyenne Monomère : vimentine, kératine, neurofilaments kératine cellule épithéliale Microtubules Filaments les plus épais Polymères de tubuline Cils, flagelle cils dimère tubuline α/ β flagelle protofilament microtubule
Microtubules Axonème Axonème Coupe transversale Corpuscule basal Corpuscule basal Coupe transversale Structure des cils et flagelles
Centrosome microtubule centriole + Schéma : Biologie cellulaire, Y. Bassaglia Eds Maloine matériel péri-centriolaire centrosome
VI. La synthèse des protéines 1. La transcription 2. La traduction IV. Le cytoplasme 1. La mitochondrie 2. Les ribosomes 3. Le réticulum endoplasmique 4. L appareil de Golgi 5. Les lysosomes 6. Les peroxysomes 7. Le cytosquelette IFSI UE2.1 La Cellule année 2010-2011 V. Le noyau 1. L enveloppe nucléaire 2. Les nucléoles 3. La chromatine 4. De la chromatine aux chromosomes
Le noyau Les cellules peuvent présenter un noyaux unique Les cellules peuvent avoir plusieurs noyaux -> multinuclées : Cellules musculaires striées Les cellules peuvent être dépourvues de noyau -> anuclées : Erythrocytes
Le noyau (suite) Enveloppe nucléaire Membrane externe Membrane interne Lamina nucléaire nucléoplasme Pore nucléaire Nucléole NOR Lamina nucléaire Chromatine Schéma : Biologie cellulaire, Y. Bassaglia Eds Maloine REG
VI. La synthèse des protéines 1. La transcription 2. La traduction IV. Le cytoplasme 1. La mitochondrie 2. Les ribosomes 3. Le réticulum endoplasmique 4. L appareil de Golgi 5. Les lysosomes 6. Les peroxysomes 7. Le cytosquelette IFSI UE2.1 La Cellule année 2010-2011 V. Le noyau 1. L enveloppe nucléaire 2. Les nucléoles 3. La chromatine 4. De la chromatine aux chromosomes
La chromatine chromatine hétérochromatine euchromatine nucléole Schéma : Biologie cellulaire, Y. Bassaglia Eds Maloine
VI. La synthèse des protéines 1. La transcription 2. La traduction IV. Le cytoplasme 1. La mitochondrie 2. Les ribosomes 3. Le réticulum endoplasmique 4. L appareil de Golgi 5. Les lysosomes 6. Les peroxysomes 7. Le cytosquelette IFSI UE2.1 La Cellule année 2010-2011 V. Le noyau 1. L enveloppe nucléaire 2. Les nucléoles 3. La chromatine 4. De la chromatine aux chromosomes
La chromatine aux chromosomes Génome humain 3x10 9 paires de nucléotides Molécules ADN Environ 2 m Repliements noyau Quelque µm
La chromatine aux chromosomes (suite) nucléosome Schéma d après Génétique moléculaire et évolutive, Harry Eds : Maloine ADN ADN Groupe d histones Nucléosome Nucléofilament nucléofilament Solénoïde 30 nm chromosome
VI. La synthèse des protéines 1. La transcription 2. La traduction IV. Le cytoplasme 1. La mitochondrie 2. Les ribosomes 3. Le réticulum endoplasmique 4. L appareil de Golgi 5. Les lysosomes 6. Les peroxysomes 7. Le cytosquelette IFSI UE2.1 La Cellule année 2010-2011 V. Le noyau 1. L enveloppe nucléaire 2. Les nucléoles 3. La chromatine 4. De la chromatine aux chromosomes
La synthèse protéique Transcription Traduction Rappel sur la molécule d ADN Bases nucléotide complémentarité de séquences est due aux bases azotées Adénine Thymine Guanine Cytosine
VI. La synthèse des protéines 1. La transcription 2. La traduction IV. Le cytoplasme 1. La mitochondrie 2. Les ribosomes 3. Le réticulum endoplasmique 4. L appareil de Golgi 5. Les lysosomes 6. Les peroxysomes 7. Le cytosquelette IFSI UE2.1 La Cellule année 2010-2011 V. Le noyau 1. L enveloppe nucléaire 2. Les nucléoles 3. La chromatine 4. De la chromatine aux chromosomes
La transcription S effectue dans le noyau En trois étapes initiation facteur de transcription, promoteur, ARN polymérase élongation ouverture de la double hélice, introns, exons, épissage, stabilisation et ajout de séquences d adressage à l ARNm terminaison D après anatomie et physiologie humaine, E. Marieb and K. Hoehn Eds Pearson Bases de l ARN Adénine, Cytosine, Guanine, Uracile
VI. La synthèse des protéines 1. La transcription 2. La traduction IV. Le cytoplasme 1. La mitochondrie 2. Les ribosomes 3. Le réticulum endoplasmique 4. L appareil de Golgi 5. Les lysosomes 6. Les peroxysomes 7. Le cytosquelette IFSI UE2.1 La Cellule année 2010-2011 V. Le noyau 1. L enveloppe nucléaire 2. Les nucléoles 3. La chromatine 4. De la chromatine aux chromosomes
La traduction ARNt 3 bases pour définir les 20 acides aminées 3 nucléotides = codons ARNt D après anatomie et physiologie humaine, E. Marieb and K. Hoehn Eds Pearson
UAA, UAG, UGA Codon stop Tryptophane Méthionine Code génétique dégénéré AUG codon start Cadre de lecture Anatomie et physiologie humaine, E. Marieb and K. Hoehn Eds Pearson
La traduction (suite) Ribosome Grande sous-unité Petite sous-unité D après anatomie et physiologie humaine, E. Marieb and K. Hoehn Eds Pearson