Correction

UNIVERSITE PIERRE & MARIE CURIE
ASSOCIATION DU
TUTORAT DE PSA
SAMEDI 6 NOVEMBRE 2010
UE 2 : La cellule et les tissus
BIOLOGIE CELLULAIRE - HISTOLOGIE BIOLOGIE DE LA REPRODUCTION
Correction
Ne peut être vendu ou utilisé dans un but commercial sous peine de poursuite.
Biocell
Histo
BDR
1) AB
12) BC
22) ACE
33) CD
2) C
13) CDE
23) E
34) B
3) B
14) AD
24) ACD
35) E
4) CD
15) AC
25) BCDE
36) CE
5) AD
16) D
26) ACD
37) D
6) BCD
17) CDE
27) ABE
38) BE
7) BC
18) CDE
28) DE
39) C
8) CDE
19) AD
29) ABCD
40) ABCE
9) BE
20) BCE
30) ACD
41) AC
10) E
21) CD
31) BCD
42) BE
11) ABC
32) AC
1
BIOLOGIE CELLULAIRE
1) AB
A.
B.
C.
D.
E.
VRAI.
VRAI. 0.2 nm environ pour le ME et 0.2mm pour l’œil.
FAUX il est utilisé en microscopie photonique
FAUX. Pas la filamine mais la rhodamine
FAUX.
2) C
A. FAUX. Elle a été prise au MEB
B. FAUX. Les cellules sont d’abord congelées brutalement, puis cassées puis vaporisées, cf
poly d’ed { la fin
C. VRAI. Cf par exemple p59 du poly d’ed l’image faite au MET après cryofracture
D. FAUX. Elle correspond à la face côté cellulaire
E. FAUX. La réponse C est vraie
3) B
A. FAUX. Les colorants ne sont pas fluorescents or la cytométrie trie les cellules en
fonctions de leur fluorescences. On aurait pu utiliser la cytométrie si les échantillons
avaient été fluorescents.
B. VRAI. Même sans colorants, la résolution du ME est assez bonne pour visualiser les
ribosomes
C. FAUX. La microscopie confocale fonctionne uniquement avec des fluorochromes or ici on
a précisé qu’on n’en utilisait pas.
D. FAUX. Sans colorant on ne pourra pas voir les ribosomes
E. FAUX
4) CD
A. FAUX : on utilise un fluorochrome en immunofluorescence, qui ne peut pas être vu au MP
à fond clair. On utilisera un MP à fluorescence.
B. FAUX : microscope optique = microscope photonique donc on utilise des photons !
C. VRAI : l'Ac primaire reconnaît l'Ag. L'Ac secondaire, marqué par un fluorochrome,
reconnaît l'Ac primaire. Cette technique indirecte permet d'amplifier le marquage.
D. VRAI.
E. FAUX.
5) AD
A.
B.
C.
D.
E.
VRAI.
FAUX : pas de découplant dans le blocage de la polymérisation des MT.
FAUX : c'est la polymérisation des MT qui est bloquée et non la dépolymérisation.
VRAI.
FAUX : on a montré l'action d'une drogue sur les MT, mais rien ne nous indique leur rôle
dans la cellule.
6) BCD
A. FAUX : cytochalasine = blocage de la polymérisation de MF d'actine.
B. VRAI : colchicine = blocage polymérisation des MT.
C. VRAI : nocodazole = blocage polymérisation des MT.
D. VRAI : vinblastine = blocage polymérisation des MT.
E. FAUX : phalloïdine = blocage dépolymérisation des MF d'actine.
2
7) BC
1 : pôle apical / 2 : pôle basal / 3 : cytoplasme apical / 4 : cytoplasme basal / 5 : membrane
plasmique / 6 : noyau / 7 : RER / 8 : grains de sécrétion.
8) CDE
A. FAUX : les grains de sécrétion ont une distribution anarchique dans toute la cellule.
B. FAUX : c'est le pôle apical.
C. VRAI.
D. VRAI : en injectant la protéine X (=drogue bloquant la polymérisation des MT), les MT ne
se forment plus, et les grains de sécrétion ne sont plus distribués au pôle apical.
E. VRAI : les MT ont un rôle de transport des grains de sécrétion vers le pôle apical.
9) B
A. FAUX. Ce sont des jonctions cellules-cellules
B. VRAI. Dans l’ordre (de apical vers basal) : jonctions serrées, adhérentes, IGcam,
desmosomes, connexines.
C. FAUX. Ce sont des tétraspanines, elles possèdent 4 segments transmembranaires.
D. FAUX. Qui dit pas de caténines dit pas de « liens » entre cadhérines et filaments d’actine.
Qui dit pas de liens dit pas d’attache solide des cadhérines a la cellule. Donc pas d’attache
solide inter cellulaires. Donc pas de formation de tube neural, qui implique une forte
tension entre les cellules.
E. FAUX. On parle des jonctions serrées dans cette question.
10) E
A. FAUX. L’actine intervient dans les jonctions puisqu’elle est liée { la fibronectine
B. FAUX. Ils interviennent aussi.
C. FAUX. Le collagène intervient dans les jonctions cellule matrice puisqu’il se lie a la
fibronectine qui se lie elle-même a la cellule.
D. FAUX. la fibronectine intervient dans l’adhérence. Rappel : la fibronectine est une sorte
de protéine multiprise qui possède des sites de liaison pour les intégrines cellulaires,
l’héparine, le collagène.
E. VRAI
11) ABC
A. VRAI. L’effet du peptide est bien fonction de sa concentration : le taux de survie
diminue lorsque la concentration en peptide Abeta augmente. Son effet est
semblable sur les 3 types de cellules cultivées parce que le graphique n’est pas assez
précis et que l’on doit toujours tenir compte des imprécisions des mesures.
B. VRAI.
C. VRAI. Il s’agit pour ces deux questions d’un exercice de lecture graphique d’une facilité
déconcertante mais bel et bien tombable au concours (cf. annales). Un graphique
extrêmement peu précis conjugué à des erreurs de mesures arrondit les résultats à
environ 50. Ne surtout pas chipoter dans ce genre de cas
D. FAUX. Cette phrase ne veut pas dire grand-chose… Le taux de survie des cellules
varient avec la concentration en peptide Abeta donc il n’est pas nécessairement de 50%.
Pour une concentration de 10 µM, en effet, il est égal à 50% ; mais pour 5 ou 15 µM ? En
conclusion il est incorrect de dire que le taux de survie est égal à une valeur sans préciser
la concentration en Abeta
3
E. FAUX. Certes Abeta induit la mort cellulaire ; mais par apoptose on n’en sait absolument
rien. On doit le vérifier et l’expérience 2 est construite dans ce but
12) BC
A. FAUX. Encore un nouvel exercice de lecture graphique, toujours aussi limpide que le
premier : dans les conditions de contrôles les taux sont de 1,5 et 1,25 ; sous l’action de
Abeta 3 et 2,5 environ. Donc globalement les taux ont été multipliés par 2…
B. VRAI. DEVD est une séquence spécifique reconnue par la caspase 3 qui clive les
protéines, ici au niveau DEVD-AFC.
C. VRAI. Caspase effectrice est dans cette expérience la caspase 3
D. FAUX. ICAD est inactif
E. FAUX. Absolument rien, de ces deux expériences, permet de suggérer que l’action est
spécifique au peptide Abeta. Seul ce peptide a été testé mais il est probable qu’un autre
peptide puisse avoir la même action, tout aussi délétère sur les cellules neuronales.
13) CDE
A. FAUX. L’intérêt de la thymidine tritiée est le marquage nucléaire et plus exactement du
marquage de l’ADN. En effet, la thymidine est un nucléoside spécifique de l’ADN et s’y
incorpore
B. FAUX. C’était la petite difficulté du QCM… Un période courte d’incubation est
effectivement une période de pulse. Mais dans cette expérience la période d’incubation
en milieu radioactif est-elle de courte durée ? L’expérience est réalisée grâce { la
thymidine tritiée : celle-ci s’incorpore à l’ADN des cellules, mais seulement et
exclusivement dans les cellules en cours de réplication. Donc si le séjour est de
courte durée, seul un nombre restreint de cellules en réplication auraient été marquées ;
alors que le séjour de très longue durée permet de marquer bien davantage de cellule
donc un suivi bien plus clair.
C. VRAI. Une fois incorporée, la thymidine est toujours associée { l’ADN
D. VRAI. La radioactivité globale reste globalement inchangée car pas de perte cellulaire
mentionnée
E. VRAI. Elément = ADN radio marqué. Et ce rapport (ADN radio marqué)/ (ADN total)
diminue car à chaque réplication, le brin synthétisé n’est pas radio marqué…
14) AD
A. VRAI. Plus la durée du cycle cellulaire sera rapide, plus la baisse de la radioactivité
moyenne sera importante. Pour être grossier : plus il y a de réplication/mitose plus
vite diminuera la radioactivité moyenne
B. FAUX. La radioactivité moyenne diminue car le nombre de cellules augmente
C. FAUX. Augmenté d’un facteur 4
D. VRAI. A t=0H, au stade 1 cellule : 504 mn, donc au stade 2 cellules, après un premier
cycle, on s’attend { une valeur théorique égale { 504/2=252 mn (cette valeur n’apparaît
pas dans le tableau)… au stade 4 cellules, après un deuxième cycle, la valeur théorique
attendue est de 252/2=504/4=126 mn soit environ égal à 128 mn sur le tableau qui
correspond au temps t=24H. Donc si en 24H deux cycles cellulaires ont eu lieu, on peut
approximer et estimer la durée d’un cycle cellulaire { 24/2=12H. Il est vrai, pour le PAES
pointilleux, qu’il n’est pas forcé que la durée des deux premiers cycles soit égale…
Cependant, pour des cellules somatiques indifférenciées qui ont donc un cycle
cellulaire très rapide (comme dans l’expérience), la durée des premiers cycles est
relativement constante donc l’estimation est justifiée !
E. FAUX. Lire D
4
15) AC
La dernière cellule marquée est celle qui sortait de phase S au moment du marquage, dans le
milieu radioactif. Elle a donc mis 8H pour parcourir G2+M+G1 puis elle est radio marquée en S.
La durée du cycle cellulaire étant de 12H on en déduit que la phase S dure 12-8=4H (réponse A)
La durée de chaque phase d’un cycle est approximativement égale à la fraction de
cellules se trouvant dans cette phase à tout instant :
 La durée de M : (1/10) * 12H = 72 min pour la phase M
o Anaphase = (5%)*72=3,6 min
o Métaphase = (15%) * 72=10,8 min
o Télophase= (20%) * 72=14,4 min
o Prophase = (60%) * 72 min = 43,2 min
A. VRAI
B. FAUX
C. VRAI
D. FAUX
E. FAUX
16) D
G1+G2=720 (le cycle entier)- 240 (phase S) – 72 (phase M) = 408 min
D’après le tableau G1 dure environ 5h, G2+M= 3H soit 180 min donc G2 dure 180- 72 = 108 min
A. FAUX. On lit environ 7H-2H=5H
B. FAUX. C’est G2+M qui dure 180 min
C. FAUX on est en G2 et en plus la phase S ne dure que 240 min
D. VRAI
E. FAUX. Cellules somatiques donc jamais de méiose !
17) CDE
A. FAUX – La phosphorylation de Rb entraine son inactivation permettant la libération de
E2F. (diapo 23 et 46)
B. FAUX – La cycline D est dégradée après ubiquitination par le SCF. (diapo 46)
C. VRAI – Cdk2-cycline E phosphoryle également Rb (hyperphosphorylation) permettant la
libération de E2F qui est un facteur de transcription notamment du gène de la cycline A.
(diapo 46)
D. VRAI (dipo 47)
E. VRAI (diapo 47)
18) ACDE
A. VRAI
B. FAUX – P15 et P21 s’accumulent en absence de facteurs mitogènes. (diapo 26)
C. VRAI – Phrase du cours (diapo 49)
D. VRAI (diapo 29)
E. VRAI – Tout ce qui favorise l’entrée dans le cycle cellulaire est proto-oncogène, tout ce
qui l’inhibe est dit suppresseur de tumeur (diapo 50).
19) AD
A. VRAI (diapo 34)
B. FAUX – Les télomères ne sont pas répliqués entièrement par l’ADN polymérase. C’est le
principe du raccourcissement des chromosomes lors des mitoses successives. (diapo 36)
C. FAUX – La p53 activée conduit { l’arrêt du cycle et { la mort cellulaire. De plus les cellules
somatiques n’expriment pas (sauf cellules cancéreuses) la télomérase (diapo 39).
D. VRAI (diapo 40)
E. FAUX – Les cellules germinales expriment la télomérase en temps normal, c’est n’est
donc pas ici un marqueur tumoral (diapo 40)
5
20) BCE
A. FAUX - daf-2 fait partie d’une voie de signalisation qui comprend en aval le gène daf16/foxo-3 et n’a rien { voir avec la peroxyredoxin (diapo 47)
B. VRAI (diapo 47)
C. VRAI (diapo 49)
D. FAUX – Les deux gènes clairement associés { la longévité chez l’humain sont APOE et
foxo-3 (si Mariani le dit c’est que ça doit être vrai sachant qu’il est un peu expert dans le
domaine :
http://www.upmc.fr/fr/recherche/pole_4/jean_mariani_un_chercheur_anti_age.html)
diapo 53
E. VRAI (diapo52)
21) CD
A. FAUX – Les sirtuines sont localisées au niveau des télomères (diapo 59)
B. FAUX – Oxydation de l’ADN, des lipides et des protéines (diapo 63).
C. VRAI (diapo 62)
D. VRAI (diapo 69) – Exemples de la Progéria et de la maladie de Werner (diapo 67)
E. FAUX – Ce n’est pas aussi simple ! L’effet de la restriction calorique n’a pas été prouvé
chez l’homme (diapo 57 et 60).
Un grand merci aux tuteurs qui ont rédigé ce sujet (Astrid, Audrey, Benjamin, Diana,
Guillaume, Houmam, Laurence, Roseline et Paul) et à ceux qui l’ont relu (Arnaud,
Edouard, Jaehyo, Karine, Marie, Nicolas, Quentin, Stéphanie et Yumna), sans oublier
votre RM Carole.
Merci également à Germain Trugnan qui a accepté de relire le sujet !
6
HISTOLOGIE
22) ACE
B. Faux : ce n’est le cas que des cellules souches totipotentes
D. Faux : certaines cellules différenciées en sont capables, par exemple les cellules
musculaires lisses, les ostéoblastes... (cf poly page 23)
23) E
B. Faux, ce sont les cellules de la couche granuleuse.
C. Faux, prismatique simple.
D. Faux, présence d'intégrines mais pas d'hémidesmosomes.
24) ACD
B. Faux, glandes exocrines.
E. Faux, pas de vésicules de sécrétion !
25) BCDE
A. Faux : Tissu conjonctif dense (p58).
B. Vrai (p47). C. Vrai (p47). D. Vrai (p50).
E. Vrai (p59).
26) ACD
B. Faux, la flèche A correspond à des microfibrilles de collagène en coupe transversale.
C. Vrai. Il s'agit d'un fibroblaste qui en effet synthétise et sécrète du collagène I.
E. Faux, la substance fondamentale correspond à de la MEC amorphe en MO.
27) ABE
C. Faux, il s’agit d’un adipocyte blanc.
D. Faux, il est composé à 95% de triglycérides. Mais il contient en effet des pigments
caroténoïdes.
28) DE
A. Faux, 1 à 10% du volume du cartilage.
B. Faux, inclusions de glycogène et de lipides.
C. Faux, les chondrocytes sont inclus dans des chondroplastes.
29) ABCD
E. Faux : La croissance se fait en longueur et non en épaisseur.
30) ACD
B. Faux : les neurones possèdent un unique axone, et habituellement plusieurs dendrites
E. Faux : ils sont absents de l'axone et de son cône d'implantation. Les synthèses
protéiques n'ont donc lieu qu'au niveau du corps, et sont transportés le long de l'axone par
des microtubules
31) BCD
A. Faux (p98). B. Vrai (p90). C. Vrai (p102).
E. Faux (voir les schémas p91et p94).
D. Vrai (p90).
32) AC
A. Vrai (p106).
B. Faux : les ganglions nerveux sont des amas de corps cellulaires neuronaux sans tissu
conjonctif autour mais entourés par des cellules capsulaires. (p106)
C. Vrai (p107).
D. Faux : il y en a dans les ganglions sympathiques et parasympathiques. (p107)
E. Faux : c’est l’inverse (p108).
7
BIOLOGIE DE LA REPRODUCTION
33) CD
A. Faux. L’ovocyte est d’abord captée par le pavillon puis passe par l’ampoule (où il peut
y être fécondé) ; il traverse ensuite l’isthme et enfin la partie interstitielle (qui est
comprise { l’intérieur du muscle utérin).
B. Faux. Cette muqueuse intravaginale, ou exocol, est recouverte d’un épithélium
malpighien non kératinisé.
C. Vrai. Cette phase correspond au développement folliculaire ou phase œstrogénique.
D. Vrai. L’ovaire est constitué d’une partie périphérique ou zone corticale, comprenant la
partie fonctionnelle de l’ovaire avec les follicules en croissance, et d’une partie centrale ou
zone médullaire, elle-même composée d’une zone hilaire plus dense, d’aspect fibreux, et
d’une zone parenchymateuse extrêmement vascularisée.
E. Faux. Le chorion du vagin est un tissu conjonctif lâche très riche en fibres élastiques,
lymphocytes polynucléaires et neutrophiles. Il est dépourvu de glandes mais il est très
vascularisé.
34) B
A. Faux : Il est bloqué en métaphase de deuxième division de méiose
B. Vrai
C. Faux : c’est l’ovogenèse qui comporte ces 3 phases, la folliculogenèse comporte 5
phases : quiescence, entrée en croissance, recrutement, sélection, dominance
D. Faux : Le follicule sécrète les oestrogènes
E. Faux : le recrutement se déroule en fin de phase lutéale
35) E
A. Faux, Il fait suite { la queue de l’épididyme
B . Faux, Muqueuse avec des plis longitudinaux
C. Faux, de nature exocrine seulement
D. Faux, phosphatase acide !!
E. Vrai
36) CE
A. Faux ; la testostérone agit, entre autres, sur le développement et la transformation du
canal de Wolf en tractus génital masculin.
B. Faux ; les testicules sont revêtus par une capsule conjonctive épaisse et résistante de
couleur blanche : l’albuginée.
C. Vrai ; cf poly.
D. Faux ; plexus spermatique antérieur et plexus pampiniforme sont synonymes.
E. Vrai ; elles constituent la couche la plus extérieure de la gaine péritubulaire et sont au
contact des vaisseaux sanguins et lymphatiques du tissu interstitiel.
8
37) D
A. Faux : il s’agit du bord postéro-supérieur
B. Faux : l’épithélium séminal contient aussi des cellules de soutient, les cellules de
Sertoli
C. Faux : elle apparaît hétérogène, c’est en microscopie photonique qu’elle apparait
homogène
D. Vrai : l’ABP a pour rôle de transporter les androgènes vers la lumière des tubes
séminifères
E. Faux : les cellules de Leydig contiennent des inclusions lipidiques, pigmentaires ou
protidiques
38) BE
A. Faux : C’est durant la spermiogénèse qu’il n’y a aucune division ; les spermatogonies
(dans la mitose) et les spermatocytes I (lors de la méïose) sont capables de se diviser.
B. Vrai
C. Faux : C’est la pièce intermédiaire qui renferme des mitochondries, la pièce principale
renferme l’axonème, des fibres denses et une gaine fibreuse.
D. Faux : Au contraire c’est le plus rapide de tous les stades de la spermatogénèse (1
jour).
E. Vrai (cf poly).
39) C
A. Faux : c’est au cours de la spermatogenèse. La spermiogenèse est le processus de
différenciation cellulaire que subissent les spermatides pour donner les
spermatozoïdes.
B. Faux : ces deux renflements sont les colonnes longitudinales. Les colonnes
segmentées entourent le centriole proximal au niveau de la pièce connective.
C. Vrai
D. Faux : l’hypogonadisme hypogonadotrope est d’origine centrale, il est bien marqué
par une diminution de testostérone mais ne peut pas être du à une mutation du
récepteur { la LH car dans ce cas il s’agit d’un hypogonadisme hypergonadotrope.
E. Faux : le spermocytogramme ne permet pas de mesurer la concentration des
spermatozoïdes mais est utilisé pour étudier leur morphologie. Il faut ici réaliser un
spermogramme.
40) ABCE
A.
B.
C.
D.
Vrai.
Vrai.
Vrai.
Faux ; les cellules de Sertoli phagocytent les corps résiduels formés au cours de la
maturation des futurs gamètes mâles.
E. Vrai.
9
41) AC
A. Vrai, le premier lieu de stockage étant les cryptes des glandes endocervicales.
B. Faux, c’est un démasquage des récepteurs spermatiques permettant la fixation { la
zone pellucide.
C. Vrai.
D. Faux, pas la galactosyltransférase qui participe à la reconnaissance et la fixation
primaire du spermatozoïde.
E. Faux, dans les dernières heures qui précèdent l’ovulation.
42) BE
A. Faux, ph basique
B. Vrai
C. Faux : test de Hühner positif lorsqu’il y a plus de 10 spz à mobilité progressive par
champs observé au grossissement x40
D. Faux, c’est linverse : ZP3 est constitué d’une chaîne polypeptidique sur laquelle sont
attachés de petites chaînes oligosaccharidiques
E. Vrai
10
Mitochondrie et énergie cellulaire (fiche de Jérémy)
Fonctions et
organisation
Caractéristiques
Structure
∎ Origine :
- bactéries englouties par des cellules nucléées ancestrales (il y a 2 Ma)
- organite semi-autonome car une partie des protéines mitochondriales fabriquées
{ partir de l’ADN mitochondrial
∎ Taille, forme et nombre :
- cylindre allongé et rigide de la taille d’une bactérie (1 μm)
- nombre important autour des sites demandeurs d’énergie
-> dans muscle cardiaque : entre des myofibrilles adjacentes
-> dans spermatozoïde : enroulées autour du flagelle
- distribution des mitochondries déterminée par les microtubules
- variation du nombre, de la taille et de la forme selon la demande en énergie, les
conditions physiologiques et environnementales
∎ Fonctions :
- rôle central énergétique de la cellule eucaryote
- rôle dans l’apoptose (par la libération de Cyt c dans le cytosol)
- rôle dans la thermogenèse
∎ Membrane externe :
- surface lisse assez perméable
- porine = VDAC (voltage dependant anion channel)
-> passage de molécules ≤ 6 kDa (ions, petites protéines…)
∎ Espace intermembranaire :
- chimiquement équivalent au cytosol
- rôle important dans la chaîne respiratoire mitochondriale
∎ Membrane interne :
- formée de replis (crêtes) -> augmentation de l’aire de la membrane interne
- phospholipides particuliers doubles : cardiolipine (à 4 acides gras)
-> imperméable aux ions et aux nucléotides
- protéines transporteuses : perméabilité aux petites m métabolisées ou
nécessaires aux enzymes mitochondriales
- complexes protéiques inclus dans la membrane interne essentiels au processus
de la phosphorylation oxydative
∎ Matrice :
- voie de la β-oxydation des acides gras dans matrice
- cycle de Krebs dans matrice
- ADN mitochondrial et ribosomes dans matrice
11
Production
d’énergie
Caractéristiques
- oxydation des carburants cellulaires pour fournir de l’énergie
- énergie utilisée pour la synthèse d’ATP mais aussi dissipation en chaleur
Mécanismes de
formation de
l’ATP
∎ Couplage chimique direct : la glycolyse
Principe du
couplage chimioosmotique
Complexes
de la chaine
respiratoire
Mise en évidence
- PEP + ADP  pyruvate + ATP (pyruvate kinase)
- formation de 2 ATP par Glucose (en anaérobiose)
∎ Couplage chimio-osmotique indirect :
- cycle de Krebs + phosphorylation oxydative
- formation de 38 ATP par Glucose (en aérobiose)
∎ Dans cytosol :
- dégradation du glucose en pyruvate (glycolyse)
- dégradation des acides aminés en pyruvate
∎ Dans matrice mitochondriale :
1) entrée du pyruvate et des acides gras dans la matrice
2) dégradation en acétyl-CoA (par activation et β-oxydation des AG)
3) cycle de Krebs : acétyl-CoA métabolisé en CO2 et H2O et réduction du NAD+ et du
FAD en NADH,H+ et FADH2
4) phosphorylation oxydative : oxydation du NADH,H+ et du FADH2 et réduction
des navettes de transporteur d’H+
5) transport des électrons le long de la chaîne respiratoire engendrant un gradient
de protons à travers la membrane interne mitochondriale
6) gradient de protons utilisé pour produire de l’ATP par l’ATP synthase
∎ Isolement de la membrane interne :
1) isolement des mitochondries des autres organites
2) mise en présence d’un tampon de faible osmolarité
3) éclatement de la membrane externe par gonflement de la mitochondrie
4) centrifugation pour séparer la membrane externe du reste de la mitochondrie
(membrane interne + matrice)
5) rupture de la membrane interne par des détergents
6) centrifugation pour séparer la membrane interne de la matrice
7) solubilisation de la membrane interne isolée
8) identification des complexes par chromatographie
12
Complexes
transporteurs
d’électrons
∎ Complexe I :
- NADH,H+ -> NAD+ + 2H+ + 2e- / CoQ + 2H+ + 2 e- -> CoQH2
- enzyme = NADH,H+ déshydrogénase
- pompage d’H+ de la matrice vers l’espace intermembranaire
- CoQ (ubiquinone) mobile dans la membrane interne
- NAD = coenzyme libre
- inhibition par l’amytal roténone
∎ Complexe II :
 cycle de Krebs
- succinate -> furamate + 2H+ + 2e- / FAD + 2H+ + 2e- -> FADH2
- succinate déshydrogénase = localisée face interne de la membrane interne
- FAD = coenzyme lié à la membrane interne
- inhibition par le malonate (inhibition de la succinate déshydrogénase)
 complexe II
- FADH2 -> FAD + 2H+ + 2e- / CoQ + 2H+ + 2e- -> CoQH2
- enzyme = FADH2 déshydrogénase
- pas de pompe d’H+ de la matrice vers l’espace intermembranaire
∎ Complexe III :
- CoQH2 -> CoQ + 2H+ + 2e- (CoQ oxydase)
- 2 Cytc Fe3+ + 2e- -> 2 Cytc Fe2+ (Cytc réductase)
- enzymes = CoQ Cytc oxydoréductase
- pompage d’H+ de la matrice vers l’espace intermembranaire
- Cytc mobile à la surface de la membrane interne (côté intermembranaire)
- ascorbate = donneur d’électrons directement au cyt c
- inhibition par l’antimycine A
∎ Complexe IV :
- 2 Cytc Fe2+ -> 2 Cytc Fe3+ + 2e- / 2 Cyta Fe3+ + 2e- -> 2 Cyta Fe2+
- 2 Cyta Fe2+ + ½ O2 + 2H+ -> 2 Cyta Fe3+ + H2O
- enzymes = Cytc oxydase ; Cyta oxydoréductase
- pompage d’H+ de la matrice vers l’espace intermembranaire
- inhibition par le cyanure (CN-) ou le monoxyde de carbone (CO)
-> Cytc oxydase inhibée par le CN- et apport d’O2 dans la c bloqué par CO
∎ Complexe V (ATP synthase) :
- utilisation du gradient d’H+ pour fabriquer de l’ATP
- inhibition par l’oligomycine
13
L’ATP
synthase
Structure
Fonctionnement
Bilan énergétique
Mise en
évidence du
rôle des
complexes
Mise en évidence
du gradient d’H+
Mise en évidence
du rôle du
gradient d’H+
Mise en évidence
du rôle de l’ATP
synthase
∎ Sous-unité Fo :
- canal { proton inhibé par l’oligomycine
- 12 chaînes c formant une couronne incrustée dans la membrane interne
- 1 chaîne a transmembranaire située en face des sous-unités c
- 2 chaînes b transmembranaires protubérantes vers la matrice
∎ Sous-unité F1 :
- partie catalytique de l’ATP synthase
- 3 sites catalytiques fixes (3 dimères αβ)
- 1 tige centrale mobile (dimère γε) s’intercalant entre chaînes c et dimères αβ
- 1 adaptateur δ pour fixer les 2 chaînes b aux sites catalytiques αβ
1) entrée d’H+ entre les chaînes c et a dans la matrice
2) rotation de la couronne de chaînes c dans le sens trigonométrique
3) rotation de la tige centrale dans le sens inverse des aiguilles d’une montre
4) changement de conformation des sites catalytiques αβ
5) synthèse de 3 ATP { partir d’ADP + Pi par tour complet de l’ATP synthase
∎ Dénivellation énergétique :
- production d’ATP possible lorsque ΔE°’ > 0,18 V ou ΔG°’ > 30,5 kJ/mol
- ΔE°’ (I) = 0,37 V-> pompage d’H+ possible
- ΔE°’ (II) < 0,18 V -> pas de pompage d’H+
- ΔE°’ (III) = 0,23 V -> pompage d’H+ possible
- ΔE°’ (IV) = 0,59 V -> pompage d’H+ possible
∎ Bilan énergétique théorique :
- 3 ATP par paire d’électrons du NADH,H+
- 2 ATP par paire d’électrons du FADH2
∎ Acidification du milieu après pulse d’O2 :
1) incubation des mitochondries isolées dans un tampon sans O2
-> pas de modification du pH extra-mitochondrial
2) ajout d’O2 en présence de substrats de la chaîne respiratoire
-> diminution du pH extra-mitochondrial
∎ Sans gradient électrochimique :
1) incubation des mitochondries isolées en présence de valinomycine et de K+ à
pH alcalin (pH = 9)
2) entrée des K+ dans la matrice et sortie des H+
3) destruction du gradient de charge (car entrée des K+)
4) plus de production d’ATP
∎ Avec gradient électrochimique :
1) incubation des mitochondries isolées en présence de valinomycine et sans K+ à
pH neutre (pH = 7)
2) sortie des K+ et des H+
3) création d’un gradient d’H+ et d’un gradient électrochimique
4) production d’ATP possible sans faire fonctionner la chaîne d’oxydo-réduction
∎ Bilan = force proto-motrice { l’origine du fonctionnement de l’ATP synthase
∎ Expérience in vitro :
1) traitement d’une suspension de mitochondries par ultrasons
2) formation de vésicules membranaires inside-out
3) augmentation de la force ionique pour détacher F1 (protéines périphériques)
4) en l’absence de F1 : réduction de l’O2 possible, pas de production d’ATP
5) en présence de F1 : réduction de l’O2 et production d’ATP possibles
14
Poisons de la
chaîne
respiratoire
Inhibiteurs
Découplants
Origine des
substrats
Pour l’ADP et
l’ATP
Pour le Pi
Pour le NADH
cytosolique
Pour les gaz
∎ Effet des inhibiteurs :
- inhibition de la globalité de la chaîne respiratoire
- diminution de la consommation d’O2
- pas de production d’ATP
∎ Différents inhibiteurs :
- complexe I : amytal et roténone
- complexe II : malonate
- complexe II : antimycine A
- complexe III : cyanure et monoxyde de carbone
- complexe V : oligomycine
- ATP translocase : atractyloside
- chaîne respiratoire : valinomycine -> membrane interne perméable aux K+,
détruisant le gradient de H+ et donc arrêt de la chaîne respiratoire
∎ Effet des découplants :
- accélération du fonctionnement de la chaîne respiratoire
- augmentation de la consommation d’O2
- pas de production d’ATP
∎ Le dinitrophénol (DNP) :
- molécule hydrophobe pouvant fixer un H+ et traverser la membrane interne
- annulation du gradient d’H+ en permettant le passage des H+ de l’espace
intermembranaire vers la matrice
- emballement de la chaîne respiratoire
∎ L’arséniate :
- anion polaire ressemblant à un phosphate
- synthèse d’ADP-arséniate par l’ATP synthase
- ADP-arséniate rapidement hydrolysé car très instable
- emballement de l’ATP-synthase et donc de la chaîne respiratoire
∎ ATP translocase :
- transport actif secondairement
- sortie d’ATP4- et entrée d’ADP3- diminution du gradient de charge de la membrane interne
- sortie d’un H+ (grâce aux navettes) pour rééquilibrer les charges
- inhibition par l’atractyloside
∎ Phosphate translocase :
- symport actif secondairement
- entrée de Pi et d’H+
- diminution du gradient d’H+
∎ Par des navettes :
- par la navette glycérol phosphate
- par la navette malate aspartate
∎ Bilan énergétique :
- pour la navette glycérol-phosphate  production de 2 ATP au lieu de 3 ATP
- pour la navette malate aspartate  production de 3 ATP
∎ Par diffusion simple :
- passage libre des molécules gazeuses (O2 et CO2) à travers la membrane interne
mitochondriale
15
Utilisation de
Utilisation
l’énergie libérée
de la force
protomotrice
Système
génétique
Caractéristiques
Transmission non
mendélien de
l’ADN
∎ Production d’ATP :
- force proto-motrice utilisée par l’ATP synthase pour produire de l’ATP
∎ Transport des substrats :
- force proto-motrice utilisée en partie pour le transport des substrats
∎ Production de chaleur :
- thermogénine présente dans le tissu adipeux brun chez les nouveaux nés des
mammifères ou chez les animaux en hibernation
- thermogénine = UCP1 (uncoupling protein 1) = protéine découplante localisée
dans la membrane interne mitochondriale
- annulation du gradient d’H+ par la thermogénine permettant de produire de la
chaleur
- ADN circulaire de 16 000 paires de base (0,001 % de l’ADN nucléaire)
- 37 gènes codant pour des protéines, des ARNt et des ribosomes
- protéines mitochondriales provenant en partie de l’ADN mitochondrial, mais
aussi de l’ADN nucléaire
- multiplication des mitochondries indépendamment du cycle cellulaire en
fonction de la demande en énergie de la cellule
∎ Caractéristiques :
1) lors de la fécondation, dégradation des structures non nucléaires du spz
2) mitochondries maternelles surtout transmises aux cellules filles
3) transmission monoparentale (maternelle) de l’ADN mitochondrial
∎ Hétéroplasmie mitochondriale :
- coexistence en proportion variable d’ADN mitochondrial normal et muté
- descendants avec une atteinte non symptomatique, modérée ou sévère suivant le
nombre de mitochondries mutées transmises par la mère
∎ Pathologies d’origine mitochondriales :
- atteinte musculaire
- atteinte cardiaque
- atteinte neuro-sensorielle/neurologique
- atteinte rénale, hormonale…
16
LA FÉCONDATION :
- La durée de vie du spermatozoïde (spz) est de 3 à 5 jours dès lors qu’il a pénétré la
glaire cervicale.
- Cycle de 28 jours – Ovulation au 14ème jour – Période de fécondabilité ne dépasse pas 5
jours (11ème au 15ème jour).
- Il n’y a jamais plus de quelques centaines de spzs dans la trompe.
- Seuls les spzs capacités pénètrent le cumulus oophorus et la corona radiata en
conservant leur acrosome intact.
- La zone pellucide de l’ovocyte ne reconnaît et ne fixe que les spzs capacités et de la
même espèce.
- La galtase est ancrée à la membrane plasmique péri-acrosomique et elle se fixe à une
chaîne polysaccharidique de la ZP3.
- La réaction acrosomique (RA) est déclenchée par l’activation d’un récepteur
spermatique (Sp95) au contact des motifs peptidiques de la ZP3.
- L’inducteur physiologique de la RA est la ZP3 par ses motifs peptidiques.
- Tout ce qui conduit à une augmentation du [Ca2+] libre dans le spz capacité induit la
RA.
- -N-acétylglucosaminidase : clive Spz-ZP2/ZP3.
- Acrosine : clive ZP2/ZP3-ZP1.
- Seuls les spzs réagis peuvent fusionner.
- PH-20 = CAM + Hyaluronidase ALORS QUE PH-30 = Fertiline
- Sites de fusion : segment équatorial + cape post-acrosomique
- 2 niveaux de spécificité : Zone pellucide + Ooleme.
- Fusion entraîne l’intégration de la membrane post-acrosomique { l’ooleme et
l’incorporation sans fusion de la membrane acrosomique interne, du noyau,de la pièce
intermédiaire et du flagelle dans le cytoplasme ovocytaire.
- L’oscillateur calcique ovocytaire est mis en place dans les dernières heures qui
précèdent l’ovulation et qui conditionnent le développement normal de l’embryon.
17
PREMIÈRE SEMAINE DU DÉVELOPPEMENT :
- La réplication de l’ADN a lieu dans chaque pronucléus indépendamment.
- Il n’y a pas de fusion des pronucléi chez les mammifères.
- Syngamie : placement des chromosomes (chrms) paternels et maternels sur la plaque
équatoriale.
- L’empreinte parentale ne change pas la structure de la molécule d’ADN. Elle est
dont d’origine épigénétique et non génétique.
- Syndrome de Beckwith-Wiedman : atteinte du centre d’empreintes du chrms 11 =>
hyperexpression de l’IGF2 => hypercroissance.
- Segmentation : J1 à J4
 Clivage : J1 à J3
 Morula : J4
- Blastocyste (à partir de 32 cellules) : J5 à J6 (200-300 cellules dont 1/3 = masse
cellulaire interne).
- La différentiation complète du trophectoderme est sous la dépendance de la
E-cadherine zygotique.
- Cinétique des divisions :
 Premier jour : 1 par jour chez l’Humain
 Après fécondation : 2h => GP2
5-7h => Pronuclei (PN)
17h => apposition PN 20h => syngamie
25-27h => stade 2 cellules J2 => stade 4 etc.
- Transition materno-zygotique humaine : stade 4-8 cellules (glucose devient
métabolisme clef).
- Synthèses d’ARNm +++ : stade 5-10 cellules.
- Synthèses protéiques +++ : blastocyste.
- Anomalies du clivage :
 Fragmentation : baisse de la viabilité si elle est supérieure à 20% du volume.
 Arrêt du développement embryonnaire : 40 à 50% des zygotes.
 Anomalies chromosomiques : 39% des embryons normaux aux niveaux
morphologique et cinétique (80% si fragmentation).
 50% des œufs fécondés sont viables IN VIVO.
 ASPT => 15% ; A. chrms => 60% des ASPT.
 3% des enfants avec anomalies dont 0,6% chrms,
- Début jonctions : stade 8 cellules.
- Compaction : initiation => E-cadherine / maintien => connexine 43
- À partir de la ségrégation de 2 types cellulaires dans la morula, les blastomères perdent
définitivement leur totipotence.
- 3 jours après l’ovulation -> 8 heures -> cavité utérine au stade 8 cellules/morula.
- Éclosion : J6-J7.
- Compaction : E-cadherine maternelle.
- Différenciation trophectoderme : E-cadherine zygotique.
18
DEUXIÈME SEMAINE DU DÉVELOPPEMENT :
- Fenêtre d’implantation (FI): phase lutéale / 3-4 jours / entre 20e et 23e jour du cycle.
- Orientation du blastocyste : J7
- Pinopodes : protrusions apicales bulbeuses des cellules épithéliales de l’endomètre.
Marqueurs de la réceptivité endométriale.
- Apposition instable
 Adhésion stable
Cytokines de l’adhésion :
Endomètre
(max à FI)
Blastocyste
LIF
Récepteur (+LIF)
HB-EGF
(max ph. lut)
Récepteur
(max ph. lut)
CSF1
EGF-R (MCI + trophecto polaire)
IL1  et 
Récepteur (trophecto polaire)
- Le syncytiotrophoblaste entoure complètement l’œuf { J9.
- Invadopodes : prolongements émis par les cellules trophoblastiques.
=> MB => chorion
- À la fin de J9, le blastocyste est complètement inséré dans le chorion.
- Glycodéline = PP14
- L’embryon réalise une greffe semi-allogénique.
- À partir de J13, le trophoblaste s’organise en villosités.
- Invasion : intégrines SPÉCIFIQUES sur invadopodes => laminine MB.
- Les antagonistes des MPP sont sécrétés par les cellules du trophoblaste et du
stroma.
- Dosage de l’HCG dans les urines ou sang maternel = signe de l’implantation. Elle est
sécrétée directement dans le sang maternel 7 à 8 jours après l’ovulation.
- Au-delà de 8 semaines, le placenta prend le relais de l’HCG.
- Grossesses Extra-Utérines : 2% des grossesses / 95% tubaires / 55% ampullaires.
- Hémopéritoine : épanchement de sang dans le cul-de-sac de Douglas.
- Implantation : partie haute de la face postérieure de l’utérus.
- Placenta Praevia : implantation près de l’orifice interne du sol.
- Placenta Accreta : invasion trop profonde dans le myomètre.
- La mifapristone (RU486) réalise une IVG avec 95% de succès si elle est utilisée avant
49 jours d’amhénorée.
- Embryon didermique :
 Différenciation MCI + CA : J8
 VV1 + MEE : J9-J12 (+lacunes)
 Développement MEE + CCoe : J12-J13
- Le système de circulation utéro-placentaire commence à se développer au cours de la
2ème semaine.
- L’endomètre est complètement réparé { J13.
19