Biologie fondamentale - O.Pierre-Louis, 2015 [Mode de compatibilité]
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BIOLOGIE FONDAMENTALE Le MONDE du VIVANT 1ère année école d’infirmières Septembre 2015 Dr PIERREPIERRE-LOUIS Olivier Pôle de Cancérologie Hématologie Urologie Pathologie CHU de Fort de France olivierolivier-nicolas.pierrenicolas.pierre-louis@[email protected] LA BIOLOGIE, SCIENCE DU VIVANT Eucaryotes pluricellulaires Mus musculus Procaryotes unicellulaires Escherichia coli Autres… Rotavirus La cellule au centre du vivant LA THÉORIE CELLULAIRE Les cellules sont capables de : - Se diviser - De fabriquer ses constituants à partir de substances présentes dans son environnement - Suivre un programme de différenciation spatio-temporel précis - Évoluer par la sélection naturelle ADN ARN Protéines CELLULES SOUCHES Œuf fertilisé Embryon Cellule pluripotente isolée Cellules sanguines Différenciation dirigée Muscle Blastocyte Cellules souches non différenciées en culture Cellules nerveuses BIOLOGIE FONDAMENTALE Compartimentation cellulaire 1ère année école d’infirmières Septembre 2015 Dr PIERREPIERRE-LOUIS Olivier Pôle de Cancérologie Hématologie Urologie Pathologie CHU de Fort de France olivierolivier-nicolas.pierrenicolas.pierre-louis@[email protected] Comment définir la cellule ? Du latin cellula (petite chambre), la cellule est l’unité structurale, fonctionnelle et reproductrice constituant tout ou partie d’un être vivant. La compartimentation cellulaire Un exemple de coopérations cellulaires Cas des cellules souches embryonnaires Prolifération vs différenciation cellulaire Cellules normales vs cancéreuses ? Fluidité membranaire, charge de surface, adhérence, antigénicité, inhibition de contact … Le microscope photonique Taille de l’image / Taille de l’objet = Grossissement Taille de l’image OBJET Le microscope électronique A transmission A balayage Les cellules eucaryotes sont compartimentées et polarisées La membrane plasmique La cellule est un compartiment délimité du milieu extérieur par une membrane plasmique (MP). Elle contient en son sein de nombreux éléments chimiques. La MP est capable de filtrer sélectivement les échanges. Le noyau Microscopie électronique à transmission Le cytosquelette La signalisation cellulaire Chaque cellule est une entité vivante qui, dans le cas d’organismes multicellulaires, fonctionne de manière autonome, mais coordonnée avec les autres. Synapse neuro-neuronale BIOLOGIE FONDAMENTALE Membrane plasmique 1ère année école d’infirmières Septembre 2015 Dr PIERREPIERRE-LOUIS Olivier Pôle de Cancérologie Hématologie Urologie Pathologie CHU de Fort de France olivierolivier-nicolas.pierrenicolas.pierre-louis@[email protected] Les membranes cellulaire et la bicouche phospholipidique Mouvements possibles d’un phospholipide dans une membrane Les membranes biologiques sont constituées de lipides et de protéines La surface d’une membrane ressemble à une MOSAIQUE FLUIDITE MEMBRANAIRE Mouvement des protéines membranaires au sein de la bicouche phospholipidique. Le modèle de la mosaïque fluide Glycoprotéine Phospholipide Glycophospholipide Protéines intégrées ou intrinsèques Protéine extrinsèque Cholestérol Milieu intracellulaire Milieu extracellulaire La diffusion simple Diffusion facilitée Transport actif Jonctions communicantes Desmosome Antigénicité Exemple : bipolarité morphologique et fonctionnelle de l’ostéoclaste BIOLOGIE FONDAMENTALE Trafic vésiculaire 1ère année école d’infirmières Septembre 2015 Dr PIERREPIERRE-LOUIS Olivier Pôle de Cancérologie Hématologie Urologie Pathologie CHU de Fort de France olivierolivier-nicolas.pierrenicolas.pierre-louis@[email protected] Les cellules sont polarisées Polarisation Polarisation Polarisation Polarisation morphologique fonctionnelle bio/chimique physique Le domaine transmembranaire des protéines est souvent constitué d’hélices α-hydrophobes Voie de l’endocytose et de la biosynthèse/sécrétion ENDOCYTOSE BIOSYNTHESE SECRETION RECAPTURE LE TRAFIC MEMBRANAIRE TRANSPORT DE PROTEINES BOURGEONNEMENNT FUSION VESICULE DE TRANSPORT COMPARTIMENT DONNEUR COMPARTIMENT ACCEPTEUR Compartiments intracellulaires des cellules eucaryotes impliqués dans les voies de la biosynthèse-sécrétion et de l’endocytose. Transport vésiculaire La théorie SNAREs BIOLOGIE FONDAMENTALE Les mitochondries 1ère année école d’infirmières Septembre 2015 Dr PIERREPIERRE-LOUIS Olivier Pôle de Cancérologie Hématologie Urologie Pathologie CHU de Fort de France olivierolivier-nicolas.pierrenicolas.pierre-louis@[email protected] BIOLOGIE FONDAMENTALE Le cytosquelette 1ère année école d’infirmières Septembre 2015 Dr PIERREPIERRE-LOUIS Olivier Pôle de Cancérologie Hématologie Urologie Pathologie CHU de Fort de France olivierolivier-nicolas.pierrenicolas.pierre-louis@[email protected] Le cytosquelette En bleu : les noyaux En vert : les microtubules En rouge : filaments actine Les molécules constitutives du cytosquelette Les molécules constitutives du cytosquelette La dynamique du microtubule Moteurs moléculaires BIOLOGIE FONDAMENTALE Vie cellulaire et fonctionnement des cellules excitables 1ère année école d’infirmières Septembre 2015 Dr PIERREPIERRE-LOUIS Olivier Pôle de Cancérologie Hématologie Urologie Pathologie CHU de Fort de France olivierolivier-nicolas.pierrenicolas.pierre-louis@[email protected] Cellule de Schwann et gaine de myéline LES CELLULES GLIALES LES ASTROCYTES LES NEURONES Les différents types de neurones Unipolaire Bipolaire Multipolaire Le neurone Cytoplasme Noyau Nœud de Ranvier Dendrite Gaine de myéline (cellules de Schwann) Axone Synapse Le péricaryon Synapses dendritiques sur le péricaryon Sommation spatiale et temporelle La membrane plasmique neuronale La bicouche phospholipidique Le noyau Le réticulum endoplasmique rugueux Rôle des ribosomes dans le REG L’appareil de golgi Le cytosquelette Implication des microtubules dans le transport axoplasmique Les mitochondries et la respiration cellulaire Succession d’événements conduisant à la contraction musculaire 4 3 6 5 7 8 7’ La triade Microscopie électronique (coupe longitudinale) Z : Strie Z RS : Réticulum sarcoplasmique T : Tubule T Hypothèse des SNARES BIOLOGIE FONDAMENTALE Cycle cellulaire et régulations 1ère année école d’infirmières Septembre 2015 Dr PIERREPIERRE-LOUIS Olivier Pôle de Cancérologie Hématologie Urologie Pathologie CHU de Fort de France olivierolivier-nicolas.pierrenicolas.pierre-louis@[email protected] Les différentes phases du cycle cellulaire Go G2 : repos / quiescence Interphase -G1 (Gap) Durée variable (Phase de croissance) - S (Synthèse ADN) - G2 (Phase de croissance) Phase M (Mitose) S INTERPHASE M Start G1 G0 Processus dynamique Hautement régulé Variation du contenu ADN, au cours du cycle cellulaire Quantité ADN G2 M = mitose S G1 G1 Temps Interphase Principales caractéristiques des différentes phases du cycle cellulaire Phases Réplication Transcription Traduction Réparation G1 NON OUI OUI OUI S OUI OUI OUI NON G2 NON OUI OUI OUI M NON NON +/- NON NON Interphase DNA (Bleu) Microtubules (Vert) Kinétochores (Rouge) Prophase DNA (Bleu) Microtubules (Vert) Kinétochores (Rouge) Condensation des chromosomes (chromatides sœurs) Disparition des nucléoles Disparition de la membrane nucléaire Les centrioles migrent au pôles de la cellule Formation du fuseau de microtubules Prométaphase DNA (Bleu) Microtubules (Vert) Kinétochores (Rouge) Rupture de la membrane nucléaire en vésicules Les chromosomes très condensés se lient aux kinétochores et sont animés de mouvements désordonnés Métaphase DNA (Bleu) Microtubules (Vert) Kinétochores (Rouge) Déplacement des chromosomes Regroupement sur le plan équatorial Anaphase DNA (Bleu) Microtubules (Vert) Kinétochores (Rouge) Scission des centromères Raccourcissement des microtubules Séparation des chromatides sœurs Les chromatides migrent au pôles Allongement du fuseau et de la cellule Télophase DNA (Bleu) Microtubules (Vert) Kinétochores (Rouge) L’enveloppe nucléaire se reconstitue Décondensation des chromosomes Disparition des microtubules kinétochoriens Cytokinèse Décondensation des chromosomes Reconstitution des nucléoles Formation d’un anneau contractile Kinétochores Centrosome Kinétochores (Ac) Microtubule Kinetochore Cohésine Chromatide Centrioles Aster Microtubules Ac anti tubuline Chromosomes (ADN/DAPI) Rôle des cohésines Centrosome Microtubule Kinetochore Cohésine Chromatide Centrioles Aster Transition G1/S Transition G2/M Réparation de l’ADN BIOLOGIE FONDAMENTALE Communication cellulaire 1ère année école d’infirmières Septembre 2015 Dr PIERREPIERRE-LOUIS Olivier Pôle de Cancérologie Hématologie Urologie Pathologie CHU de Fort de France olivierolivier-nicolas.pierrenicolas.pierre-louis@[email protected] CELLULE CANCEREUSE
