Généralités sur la Cellule : Aspects Morphologiques

Généralités sur la Cellule : Aspects Morphologiques
I.
La Cellule
La cellule est l’unité fondamentale de la vie.
C’est la plus petite quantité de matière vivante capable de subsister et de se reproduire à l’état
autonome.
Un Homme comporte 60’000 milliards de cellules
II.
Organisation Morphologique de la Cellule
Cellule = Membrane Plasmique + Protoplasme (→ cytosol + noyau)
III. La Membrane Plasmique
Sépare la cellule de son Environnement.
Mesure 7 à 8 nm d’épaisseur.
En ME (seulement) : aspect trilamellaire, tripartite → voir biocell
A. Organisation Moléculaire Commune à Toutes les
Membranes Biologiques
Aspect Tripartite : Deux feuillets sombres de 2,5 à 3,5 nm
Composées de lipides, protéines et glucides.
Double couche de phospholipides (têtes hydrophiles vers l'extérieur et chaines hydrophobes
face à face, au milieu) → Chaque couche est un feuillet de la membrane.
Protéines globulaires enchâssées à différentes profondeurs (transmembranaires, internes ou
externes)
Glucides = Poly-/Oligo-saccharides associés à : des lipides
→ Glycolipides
des Protéines → Glycoprotéines
B. Fonctions de la Membrane = Régulation des Échanges
avec le Milieu Extérieur
Régulation des Échanges avec l’Extérieur :
 Diffusion des gaz
 Barrière sélective aux molécules de Grande Taille
 Canaux Transmembranaires
Rôle de Cohésion entre Cellules et avec MEC
Mobilité et Plasticité Cellulaire :
Nécessaire par ex pour que les hématies passent dans les capillaires
Les gaz ne traversent pas le plasma, car les membranes de l’hématie et du conduit se touchent
Réception d'Informations :
 Récepteurs (Hormones, Messagers, …)
 Reconnaissance Intercellulaire
La Membrane est donc ACTIVE.
Centriole
App Golgi
Mitochondrie
Lysosome
REL
REG
IV. Le Cytoplasme
Se trouvent en suspension dans la substance fondamentale du cytoplasme :
A. Les Organites du Cytoplasme
Limités par une membrane de type biologique, ils sont : le REG et REL, l’Appareil de Golgi,
les Mitochondries, les Lysosomes et les Peroxysomes.
.
1) Le Réticulum Endoplasmique
Système très étendu de tubules et de saccules (cavités aplaties) bordé par une membrane bio.
Tous les tubules et saccules sont en continuité et ramifiés entre eux, formant un Réseau.
(et avec l'espace périnucléaire → entre enveloppe externe et enveloppe interne du Noyau)
[Si dit « membrane nucléaire » c’est FAUX car pas de « membrane » pour le noyau]
Deux niveaux de Différenciation :
 Réticulum Endoplasmiques Granulaire (REG)
Granulations = Ribosomes de 25 à 30 nm sur la face externe de la membrane.
Groupes de 8 à 10, de 25 à 30 nm régulièrement espacés le long d'une molécule d'ARNm
Au niveau du REG, les tubules sont dilatées en citernes / saccules aplatis
C’est le site de la (primo-)synthèse protéique, via des unités de traduction.
Une unité de traduction est composée d’ARNm et de ribosomes, auxquels s’associe le
polypeptide en synthèse.
ARNm et ribosomes se collent à la surface de la membrane tandis que le polypeptide va vers
l’intérieur (la « lumière ») du REG. Les protéines synthétisées s’accumulent dans la lumière
du REG. Puis enfermées dans une vésicule (bourgeonnement de la membrane du REG) et
libérées dans le cytoplasme au sein de vésicules de transport gagnant l’Appareil de Golgi.
.
 Réticulum Endoplasmique Lisse (REL)
Réseau de tubules à mailles serrées, sans saccules et sans ribosomes.
(Peuvent parfois être dilatés en citernes → Ȼ Muscu Striées)
Rôle variable selon cellules :
→ Surrénales, ovaires et testicules : synthèse d’hormones stéroïdes
→ Foie : détoxication, dégradation des Hydroxy-Médicaments (OH-M)
→ Muscle (Réticulum sarcoplasmique) : stockage Ca2+ et libération pour la contraction.
2) Appareil de Golgi
Organite majeur : joue un rôle dans la « sécrétion »
Situé à proximité du noyau et formé d’une ou plusieurs piles de citernes non communicantes.
(non continuité avec RE ni avec espace périnucléaire)
Délimité par une membrane lisse formée de nombreuses petites vésicules près des
extrémités des citernes internes.
Rôle dans la Sécrétion : les vésicules de transport issues du RE fusionnent avec les membranes
des citernes de l’Appareil de Golgi. La protéine (c'est-à-dire le produit de sécrétion) va être
mobilisée d’une citerne à l’autre par une vésicule se formant par bourgeonnement d’une
extrémité d’une citerne qui va fusionner avec la citerne suivante.
Lors du transit dans l’appareil de Golgi, le produit sécrétion est « transformé » (glycosylé,
phosphorylé, sulfaté…). Il est ensuite concentré puis libéré dans un granule de sécrétion qui se
retrouvera dans le cytoplasme.
Le devenir de ces granules et donc des protéines qu’ils renferment diffère selon le type de ces
dernières : si
 elles doivent être excrétées alors les granules de sécrétion gagnent le pôle apical de la
cellule et libèrent les protéines dans le milieu extracellulaire par exocytose « continue »
ou « régulée ».
 Pour les protéines constitutives, les granules de sécrétion vont cheminer vers les autres
organites ou vers la membrane plasmique où les protéines seront incorporées.
3) Mitochondries
Bâtonnets de 5 à 10 µm de longs pour 0,5 à 1 µm de large
2 membranes biologiques : externe (lisse), interne présentant de
nombreux replis se projetant vers l’intérieur de la mitochondrie
(crêtes mitochondriales).
Ces 2 membranes délimitent 2 compartiments :
 L’espace inter membranaire
 La matrice interne
[ L’ADN mitochondrial est seulement donné par la mère, donc une Mitochondriopathie est
forcément transmise par la mère. ]
Respiration cellulaire : contient l’ADN codant pour enzymes régulant la conso en O2.
→ Centre du métabolisme oxydatif de la cellule
Convertit le produit du catabolisme : GLP en Énergie emmagasinée sous forme d’ATP par
phosphorylation oxydative (phosphorylation de l’ADP)
ATP = source d’Énergie des activités cellulaires.
(GLP = Glucides-Lipides-Protéines)
4) Lysosomes
Très hétérogènes :
 en forme
 en taille (0,2 à 0,8 µm)
 en contenu (homogène / granulaire / cristalloïde / lamellaire)
Présents en nombre variable : quelques 101 à plusieurs 102
Identifiés par histoenzymologie / immunohistologie
Rôle dans la Digestion cellulaire
→ renferment des enzymes digestives (hydrolases acides)
→ éliminent les déchets
 constituants naturels de la cellule (Autophagie)
 corps étrangers à la cellule (Hétérophagie)
Plusieurs Types Morphologiques :
 Lysosomes Iaires = sacs d’enzymes (petits et homogènes)
 Lysosomes IIaires = lysosome primaire + vésicules d'hétérophagie ou d’autophagie
→ en cours de digestion
 lysosome IIIaires = corps résiduels (résidus non digérés, neutralisés et stockés)
→ créer de la lipofuschine au sein des Ȼ
Stockage : le liquide de lavage alvéolaire est brun chez un fumeur car les macrophages
alvéolaires sont « goudronnés », leurs lysosomes étant gorgés de résidus ; Certains agents
viraux peuvent être stockés comme la varicelle, ce qui, bien plus tard, donne des zonas.
5) Peroxysomes
Sphériques (0,2 à 0,5 µm) avec région centrale plus dense (« nucleus cristallin protéique »)
Identifiés par immunohistologie et histoenzymologie
Rôle dans la « détoxification cellulaire »
 Renferment 3 enzymes oxydatives
D-Amino-Acide-Oxydase
Urate-Oxydase
Catalase
Les Oxydases enlèvent H2 à Substrats Organiques pour les détoxifier
(RH2 + O2 → R + H2O2)
Les Catalases utilisent H2O2 pour détoxifier d’autres substrats
(R’H2 + H2O2 → R’ + 2 H2O2)
Et éliminent l’excès d’H2O2 produit par les mitochondries sous forme eau + oxygène
(2H2O2 → 2H2O + O2)
 Par Dégradation
du Peroxyde d’Hydrogène (H2O2) produit par les Mitochondries
des Acides Gras Saturés produits par les Lysosomes
 Par Synthèse :
d’Acides Gras Polyinsaturés.
B. Cytosquelette
1) Trois Types Différents
Microfilaments
Actine de 7nm de diamètre
 Actine G (Globulaire) = dispersée dans le cytoplasme (pool de réserve)
 Actine F (Filamenteuse) = 2 brins enroulées en hélice (forme active : polymérisation
des G)
Rôle dans tous les mouvements :
 contractions musculaires
 migration cellulaire
 transport de vésicules
 phagocytose (voile cytoplasmique)
 cohésion cellulaire
 cytodiérèse (en fin de mitose)
 … (tout autre mouvement)
Filaments Intermédiaires (10 nm de ø)
Protéines Variées et Spécifiques (peut servir à identifier les types de cellules)
 Kératines (épithéliales)
 Vimentine (mésenchymateuses = tissus conjonctifs)
 Desmine (musculaires)
 Neurofilaments (neurones)
 GFAP (astrocytes = système nerveux)
 …
Rôle dans :
 La constitution du « squelette » cellulaire
 Maintien l’Architecture / la Cohésion Cellulaire
 L’ancrage des Protéines contractiles
 …
Microtubules (24 nm de ø avec lumière de 10 nm)
Dimères de tubuline α et β
→ polymérisation en Protofilament
→ association latérales de Protofilaments donne microtubules
L’élongation des microtubules se fait par polymérisation de nouveaux dimères sur une
extrémité.
Rôle dans :
 Le Transport de Vésicules Membranaire :
 de sécrétion (transport axonal)
 d'endocytose, phagocytose, autophagie (lysosomiales)
 de « transport » depuis REG
 golgiennes
 …
 Mouvements / Déplacements des Organites (ex : lors de la Cytodiérèse)
 Structure des Cils et Flagelles
 Mise en place des Fuseaux mitotiques et migration des chromosomes (mitose)
Aspect particulier des Microtubules : Cils et Flagelles
Expansion membranaire cellulaire
Assemblage de microtubules :
 1 doublet central
 9 doublets périphériques
→ Reliés entre eux par :
Nexine
Dynéine (protéine)
→ Reliés au doublet central par :
Bras rayonnants
Cils : font bouger le milieu autour de la cellule
Flagelles : auto-déplacement
C. Centrosome / Centrioles
Centrosome = Centre Cellulaire
→ A proximité du Noyau
→ = 2 centrioles + matériel péricentriolaire
Centrioles :
 2 Bâtonnets courts
 Perpendiculaires l’un à l’autre
 Assemblage de Microtubules
 9 triplets périphériques reliés au centre par des protéines
Matériel péricentriolaire :
 tubuline alpha (α), beta (β), gamma (γ), ...
Centrosome :
 Centre Organisateur des Microtubules
 Interphase : Polymérisation des Microtubules
 Mitose : Centrioles → les 2 pôles du fuseau mitotique
(Les centrioles se dupliquent pendant la phase S et c’est une paire de centrioles qui migre à
chaque pôle, mettant ainsi en place le fuseau mitotique)
D. Inclusions Cytoplasmiques
Corpuscules :
 NON entourés par une membrane
 Formés de Molécules =
→ Sources d’énergie de réserve (matière première)
glycogène (polymère du glucose)
lipides (dissous par fixation → vacuoles claires, laissées vides)
→ Sous-Produits inertes du métabolisme
pigments (lipofuschine ← Lysosomes III)
V.
Le Noyau
Eléments Constitutifs :
 Enveloppe Nucléaire avec pores
 Chromatine
 Nucléole
Rôles :
 Renferme le matériel héréditaire (ADN)
→ Transcription ADN en ARNm
Suivie par synthèse des protéines dans le cytoplasme
→ Traduction ARNm en Protéine