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SEMESTRE 1 UE 2.1.S1 – Biologie fondamentale 3/ Compartiments d’une cellule eucaryote I. Morphologie de la cellule La cellule: la plus petite unité capable de vivre de façon autonome Eucaryote: de grande taille, noyau bordé d'une membrane Procaryote: êtres unicellulaires, dépourvus de noyau et d'organites bordés d'une membrane Chez l'Homme 50 000 milliards de cellules issues d'une cellule oeuf division (mitose ou méiose) rôle des protéines fabrication contrôlée par l'ADN La membrane plasmique Double couche lipidique dans laquelle sont enchassées les protéines Fonction des membranes compartimentation interaction avec le milieu extérieur barrière à perméabilité sélective transport des solutés réponse aux signaux extérieurs interaction entre les cellules 3 feuillets: 2 feuillets externes et 1 feuillet central Espace extracellulaire Matrice extracellulaire Maintien des cellules Détermine la forme et les activités de la cellule Membrane basale: fibronectine, collagène IV, laminine Récepteurs: intégrines Ancrage des cellules: hémidesmosomes Systèmes membranaires du cytoplasme Compartiments distincts formant des organites Tous ces organites contiennent des protéines particulières et ont des fonctions bien distinctes Compartiments dynamiques, constamment en mouvement Réticulum endoplasmique Il est formé de cavités délimitées par une membrane Lorsque cette membrane porte sur sa face externe des ribosomes le réticulum est rugueux ou granuleux (REG). C'est le lieu de la traduction, étape de la synthèse des protéines. Lorsque la membrane est dépourvue de ribosomes le réticulum est lisse (REL). On y trouve des cellules sécrétrices des stéroïdes: cholestérol, oestrogènes, progestérone, testostérone, corticostéroïdes... Appareil de Golgi Il est constitué par les dictyosomes qui sont des empilements de saccules aplatis. Il se forme à partir du RE par fusion de vésicules de transport sur la face cis (face d'entrée). Ces vésicules transportent des protéines et des lipides. Sur la face trans (face de sortie) se forment des vésicules par bourgeonnement. Ainsi des substances sont transportées sans avoir à traverser des membranes. Glycosylation Réaction enzymatique liant un glucide à une chaîne peptidique ou une protéine Concerne essentiellement les protéines membranaires ainsi que les protéines sécrétées Grande importance dans la signalisation et la reconnaissance cellulaire La synthèse protéique Se déroule en 2 étapes situées dans 2 compartiments différents de la cellule: la transcription dans le noyau et la traduction dans le cytoplasme au niveau des ribosomes Transcription: les gènes restant dans le noyau, la transcription permet la fabrication d'une copie d'un gène qui sort du noyau par les pores nucléaires pour se retrouver dans le cytoplasme. Cette copie est sous forme d'ARN messager (ARNm). Traduction: cette étape permet de passer de l'ARNm à la chaine polypeptidique Le cytosquelette Constitué de microtubules, de microfilaments d'actine et de filaments intermédiaires. Il joue un rôle dans l'organisation du contenu de la cellule, sa forme, sa polarité et ses mouvements. Microtubules Rôle très important dans la division cellulaire (mitose) dans les courants cytoplasmiques Tube: paroi constituée de plusieurs protofilaments constitués de dimères de tubuline Assemblage extrêmement labile les extrémités des microtubules polymérisent et dépolymérisent en permanence les 2 extrémités des microtubules ont des propriétés différentes (polarité du microtubule) Centrioles Rôle dans la division cellulaire: à l'origine du fuseau mitotique (ségrégation des chromosomes) Les mitochondries Constituées d'une membrane externe et d'une membrane interne qui délimitent 2 compartiments: la chambre externe et la chambre interne ou matrice La membrane interne forme des replis appelés crêtes où se trouve la chaîne respiratoire, lieu de synthèse de l'ATP La matrice est le lieu où se déroule le cycle de Krebs/ Elle possède son propre génome. La mitochondrie est l'organite qui fournit de l'énergie à la cellule en milieu aérobie II. Le cycle cellulaire G1: la cellule grandit et réalise son métabolisme naturel. Les organites se dupliquent. Phase S: réplication de l'ADN, duplication des chromosomes, synthèse des histones G2: la cellule grandit et se prépare à la mitose La mitose Prophase 2 chromatides réunies par un centromère le cytosquelette se désagrège formation d'un fuseau mitotique fragmentation du Golgi et du RE dispersion de l'enveloppe nucléaire Prométaphase attachement des microtubules aux chromosomes les chromosomes sont conduits à l'équateur du fuseau Métaphase alignement des chromosomes (plaque métaphasique) attachement aux 2 pôles par les microtubules Anaphase division des centromères: les chromatides se séparent les chromosomes migrent vers les pôles opposés du fuseau les pôles du fuseau s'écartent Télophase rassemblement des chromosomes aux 2 pôles du fuseau reformation de la membrane nucléaire, Golgi et RE cellules filles obtenues par cytokinèse Cycle cellulaire 3 grandes catégories de cellules cellules extrêmement spécialisées ne se divisant pas (cellules nerveuses/neurones, cellules musculaires du myocarde) cellules qui normalement ne se divisent pas sauf en cas de stimulus particulier (foie, lymphocytes) cellules ayant normalement un niveau élevé d'activité mitotique (cellules épithéliales, cellules souches hématopoïétiques, gonies) La méiose Etape dans la formation des spermatozoïdes ou spermatogénèse qui a lieu dans les testicules et dans la formation des ovules ou ovogénèse qui se déroule dans les ovaires Des accidents pendant cette méiose peuvent être à l'origine d'anomalies chromosomiques La méiose est constituée de deux divisions: La division réductionnelle: permet le passage de cellules à 2n chromosomes à 2 chromatides à des cellules à n chromosomes à 2 chromatides: prophase I, métaphase I, anaphase I, télophase I La division équationnelle: permet d'obtenir des cellules à n chromosomes à une chromatide. Elle est similaire à une mitose mais de cellules n'ayant que n chromosomes: prophase II, métaphase II, anaphase II, télophase II Division cellulaire normale et tumorale Division cellulaire normale: lors d'une division cellulaire anormale: apoptose, mort cellulaire programmée Division cellulaire tumorale: dysfonction de l'apoptose, division non contrôlée Apoptose: suicide cellulaire physiologique génétiquement programmé nécessaire à la survie des organismes pluricellulaires en équilibre constant avec la prolifération cellulaire contrairement à la nécrose, ne provoque pas d'inflammation
