CM1

- Introduction à la biologie cellulaire A. La cellule : unité et diversité :
-> Objectif historique de la biologie cellulaire : décrire avec précision :
—> Les structures caractéristiques des cellules et les fonctions associées
—> Leurs modifications au cours de leur vie
—> La diversité des cellules dans le monde du vivant (ex: bactéries, cellules d’un
organisme...).
—> Leur organisation en tissus = histologies
-> Quelques définitions :
—> La Biologie Cellulaire : une science jeune (150 ans)
—> Première définition de la Biologie par Lamarck (Jean-Baptiste Monet Chevalier de
Lamarck (1744-1829) ) : "Tout ce qui est généralement commun aux végétaux et aux
animaux, comme toutes les facultés qui sont propres à chacun de ces êtres sans exception,
doit constituer l'unique et vaste objet d'une science particulière, qui n'est pas encore
fondée, qui n'a même pas de nom, et à laquelle je donnerai le nom de biologie."
==> La biologie se propose d’étudier ce qui est vivant. Mais comment définir le vivant ?
-> Conception ancienne du vivant : vitalisme
-> Vie = assemblage matière + principe vital (énergie vitale, vis vitalis, fluide vital, souffle
vital, etc.) = lois physico-chimiques
-> Conception moderne : matérialisme
-> Vie = structures matérielles obéissant aux mêmes lois de la nature que la matière inerte
+ structures pouvant s’auto-réparer et se reproduire en puisant des matériaux et de
l’énergie dans leur environnement
==> On en arrive donc a une définition du vivant. Un être vivant est donc défini par :
-> sa complexité moléculaire mais aussi par sa capacité : Quelques définitions
-> capacité d’accroissement et de renouvellement de sa substance ( de sa matière de ses
composants ) grâce à son métabolisme.
-> sa capacité à réagir à divers stimuli (réactivité de la molécule à l’organisme).
-> sa capacité à se reproduire avec une possibilité d’évolution. ( c’est très facilement
observable chez les bactéries )
-> la cellule est la base fondamentale de la vie.
Coordination de l’ensemble des systèmes pour
former un être viable.
-> Théorie cellulaire :
Tous les tissus végétaux ou animaux sont constitués de petites unités : les cellules.
Les 3 énoncés de la théorie cellulaire (1839) :
1- Les cellules sont les unités fondamentales ( dans le sens fondation structure ) de tout
être vivant
2- Les cellules sont les unités fonctionnelles de tout être vivant
3- Toutes les cellules proviennent de cellules vivantes préexistantes ( il n’y a pas de
génération spontanée )
———> La cellule = unité de vie
-> Unicellulaire : Certains êtres vivants ne sont faits que d'une seule cellule.
Ex. l'amibe
-> Pluricellulaire : Un être humain contient de l’ordre de100 000 milliards de cellules
(1014)
==> Principe de la vie de la cellule : il en existe 2 :
- programmation génétique interne : a partir de l’ADN on peut fabriquer de l’ARNm
par la transcription. L’ARNm porte de l’information codante et va permettre la
production de protéine grâce au mécanisme de traduction. La correspondance ADN ->
Protéine est possible grâce au code génétique. On a également le mécanisme de
réplication ( product° ADN grâce a ADN ) et le mécanisme de dégradation.
- les échanges avec l’environnement : la cellule est capable de puiser des éléments qui
sont a l’extérieur mais aussi de regarder des déchets ( ce qui sert a rien ou ce qu’elle
considère comme toxique ). Ces échanges vont permettre de faire fonctionner la
cellule, maintenir l’homéostasie, la division etc... tout cela est donc possible que en
présence d’échange avec le milieu extra-cellulaire ( sans ça la cellule meurt ).
—> Caractéristiques des cellules
1. Unité et diversité des cellules :
-> Les cellules de tous les êtres vivants sont très semblables les unes aux autres ( autant
entre les cellules d’un même organisme et entre organismes différents ).
-> Il n'y a que très peu de différences entre les cellules d'une espèce à l'autre.
-> Mais il y a une grande diversité
2. Homéostasie cellulaire :
Les cellules ne peuvent survivre que :
-> si le milieu dans lequel elles baignent demeure stable. Elles ne tolèrent que très peu
de changement (sauf rares exceptions).
-> si leur milieu intérieur demeure stable / leur homéostasie
==> homéostasie = Propriété des êtres vivants à maintenir leur milieu interne STABLE
( mais ce n’est pas figé il est en équilibre dynamique pour réagir aux modifications de
leur environnement )
3. Métabolisme :
C’est l’ensemble des activités chimiques de la cellule permettant de maintenir et de
construire les structures cellulaires.
-> Anabolisme : Réactions chimiques nécessitant de l’énergie pour combiner les
molécules simples en molécules plus complexes = ensemble des réactions de synthèse
de la cellule avec l’aide d’énergie.
-> Catabolisme : Réactions chimiques relâchant de l’énergie entreposée dans les
molécules complexes en les scindant en molécules plus petites = ensemble dés réaction
de déflagration + libération d’énergie.
—> La biologie cellulaire est une Science expérimentale : Démarche expérimentale
1. on pose un problème = une question (?)
2. on élabore une (ou des) hypothèse(s) = réponse(s) potentielle(s) à la question
3. on réalise des expériences pour tester chaque hypothèse
4. à partir des résultats expérimentaux, on valide ou non (=conclusion) l’hypothèse et si
possible on propose un modèle.
==> Voir exemple 1 et 2 diapo <==
—> Organisation du vivant
Grandes discontinuités au sein du monde vivant <—> Deux grands groupes
«Pro»:sans
fondamentalement différents :
«Eu»:avec
-> les cellules procaryotes (= bactéries)
-> les cellules eucaryotes (= toutes les autres cellules) ils possèdent un noyau contenant
des organistes et sont plus gros que les procaryotes.
—> Organisation du vivant : Procaryote, Eucaryote.
A. Les cellules procaryotes (sans noyau) :
-> Taille : 1 à 3 µm en général
-> Pas d'organites présents (organite : compartiment intracellulaire délimité par une
membrane)
-> Matériel génétique dans le cytoplasme (non enfermé dans un noyau)
B. Les cellules eucaryotes (noyau vrai) :
-> Taille : en général 10 à 20µm ( pour la cellule végétale ) et de30 à 100µm ( pour la
cellule animale )
-> Contient de nombreux organites présents
-> Matériel génétique enfermé dans un noyau
-> 1. membrane plasmique : entoure et délimite la cellule, elle a un rôle de protection et d’échange
avec l’environnement.
-> 2. noyau : contient l’information génétique sous forme d’ADN, Il protège le matériel génétique et
c’est le milieu de la réplication et de la transcription. Il est délimité par une enveloppe nucléaire.
-> 3. enveloppe nucléaire : constituée d’une double membrane ( Membrane externe et membrane
interne. ), elle est percée de pores nucléaires.
-> 4. pore nucléaire : qui permettent le trafic nucléocytoplasmique, non fermé, non imperméable
-> 5. Chromatine : ADN + protéines, il en existe 2 (que l’on peut différencier seulement au MET) :
l’euchromatine (c ‘est la chromatine qui est active, qui apparait claire et qui est diffuse. Apparait
clair au MET car libre) et l’hétérochromatine (considérée comme étant inactive, qui apparait
sombre et qui est compacte. Apparait noir au MET car compacte).
-> 6. nucléole : région nucléaire sombre localisée dans le noyau où a lieu la synthèse ribosomique
(ARNr ribosomique). Il y a 1 ou plusieurs nucléoles par noyau. Attention le ribosome n’est pas un
organiste car il na pas de membrane
-> 7. ribosomes attachés au RER : complexe supramoléculaire : ARNr + de nombreuses protéines.
Ils ont pour fonction la synthèse des protéines. On en trouve sous forme LIBRE dans le
cytoplasme (polyribosome) ou attachés aux membranes RER.
-> 8. RER : Réticulum Endoblastique Rugueux. Réseau très complexe de membranes délimitant un
compartiment intracellulaire (lumière) sur lesquelles sont accrochés les ribosomes. Il est impliqué
dans la synthèse des protéines, empruntant la voie de sécrétion
-> 9. REL : très proche du RER mais sans ribosome à sa surface, il a pour fonction la synthèse des
lipides.
-> 10. Mitochondrie : Organite délimitée par une double membrane, impliquée dans la respiration
cellulaire énergétique, et dans la régulation de la mort cellulaire programmée (appelée apoptose).
-> 11. Appareil de Golgi : constitué de saccules aplatis et empilés, et il a un rôle dans la modification
des protéines (appelé la MATURATION).
-> 12. vésicules de sécrétion / exocytoses : permettent la libération/la sécrétion par la cellule de
molécules intracellulaires (hormones, synapse avec les neurotransmetteurs)
-> 13. Peroxysome : (some = particules, corps. C’est un autre type de vésicule) On y trouve du
peroxyde d’hydrogène (eau oxygénée). C’est le lieu de la détoxification cellulaire.
-> 14. Lysosomes : permet la dégradation de tous les constituants cellulaires, à travers des enzymes.
-> 15. Vésicule d’endocytose : ces vésicules permettent l’internalisation de molécules
extracellulaires.
-> 16. cytosol : partie « liquide », soluble. noyau) Cyto = cellule (cytoplasme : cytosol + organites
(sauf noyau )
-> Il y a trois types de cytosquelettes différents :
- rôle dans l’architecture de la charpente de la cellule
- rôle dans la relation cellule/cellule
- rôle dans la division cellulaire (mitose)
- rôle dans la relation de la cellule avec son environnement
-> 1. La paroi cellulaire : caractéristique de la cellule végétale, elle se situe au-delà de la
membrane plasmique et donne sa rigidité à la cellule.
-> 2. Plasmodesmes : système de communication particulier probablement du à la
presence (ou l’épaisseur) de la paroi.
-> 3. Chloroplastes : organises spécialisés et spécifiques des végétaux contenant de la
chlorophylle. Ils permettent la photosynthèse qui utilise l’énergie lumineuse pour
fabriquer de la matière organique.
-> 4. Vacuole centrale : caractéristiques des cellules végétales, elles jouent un rôle dans
l’homéostasie et l’équilibre hydrique (en eau) de l’aplomb.
Organisation des cellules eucaryotes <—> unicellulaires et pluricellulaires.
- Unicellulaires : Les Protozoaires ont souvent des cils ou des flagelles qui leur
permettent de ce déplacer.
—> Exemple : Didinium (cilié, 150 µm )
- Pluricellulaires : Métaphyte (individus végétal formé de plrs c), Métazoaire (ex :
humain, animaux )
-> Diversité cellulaire :
- Organisme humain
- 100 000 milliards de cellules - 200 types de cellules
-> Diversité :
- formes ; tailles ; fonctions
—> Exemple :
Erythrocytes : globules rouges
Cellules musculaires lisses : connecté au système nerveux, mouvements involontaires.
Cellules musculaires striées : muscles squelettiques, mouvements volontaires.
Adipocytes : cellules graisseuses.