Module 1 : la cellule eucaryote Flashcards
- Connaître la membrane cellulaire et ses principaux rôles
Les caractéristiques de structure et de fonction de la cellule (5 caractéristiques)
- Présence d’une membrane
- Elle doit pouvoir assurer des échanges entre les milieux grâce à la présence de transporteurs sélectifs
- Elle a besoin d’énergie
- Elle a besoin de reproduction
- Les cellules ont besoin de coopérer entre elles et d’effectuer des échanges d’info et de substance
Les champignons, végétaux et animaux sont des cellules
Eucaryotes
Les cellules bactériennes sont des cellules
Procaryotes
Les cellules eucaryotes sont composées de (3 éléments)
D’une membrane, d’un cytosol et d’un noyau
Les éléments qui constituent la membrane cellulaire (3 éléments)
Les molécules lipidiques, les molécules protidiques et les glucides complexes
Les éléments qui constituent les molécules lipidiques (3 éléments)
Une double couche de phospholipides, des molécules de sphingolipides, des molécules de cholestérol
L’organisation de la double couche de phospholipides
Molécules organisées autour d’un pôle hydrophile, disposé face aux liquides, et de parties hydrophobes qui se font face, évitant ainsi le contact avec le milieu aqueux
Pôle hydrophobe
“Qui n’aime pas l’eau”
Pôle hydrophile
“Qui aime l’eau”
Le rôle des molécules de sphingolipides
Rôle important dans la transmission du signal et dans la reconnaissance des cellules
L’impact des insaturations sur les acides gras
Les insaturations écartent les acides gras les un des autres, augmentant ainsi la fluidité membranaire
L’influence du cholestérol sur la membrane
Influence sur la fluidité de la membrane : plus elle est riche en cholestérol et moins elle est fluide
Ratio des molécules de nature lipidique dans la membrane cellulaire
Environ 50 %
Caractéristique de la membrane plasmique
Elle est semi perméable et donc sélective
On parle de protéines extrinsèques (ou périphériques) si les molécules protidiques se situe
En surface de la membrane (à l’intérieur ou à l’extérieur)
On parle de protéines intrinsèques, intégrées ou transmembranaires si les molécules protidiques
Traverse la membrane de part en part. Elle vient au contact des deux versants membranaires
Certaines protéines transmembranaires forment des canaux ou pores qui
Permettent le passage de petites molécules hydrosolubles ou d’ions
Fonctions des molécules protidiques (2 fonctions)
Fonction de transport et de fixation intercellulaire
Nom des protéines qui portent des glucides à leur surface
Les glycoprotéines
Nom de la région riche en glucides
Le glycocalyx
Caractéristiques du glycocalyx (2 caractéristiques)
Il est différent pour chaque cellule et permet la reconnaissance entre les cellules
Explication du modèle de mosaïque fluide
Les molécules de la membrane se déplacent en fonction des éventuelles modifications de leur configuration spatiale
Les fonctions de la membrane cellulaire
- Assurer la séparation des milieux intra et extra cellulaire
- Permettre les échanges entre ces deux milieux
- Permettre l’adhésion intercellulaire
- Assurer le transfert d’info et la reconnaissance cellulaire
Le nom de la molécule est donné par
Le groupement phosphate des phospholipides couplé à un alcool organique
Le cholestérol est une molécule (1 mot)
Bipolaire
Le cholestérol est une molécule bipolaire qui permet de
Stabiliser la membrane en s’intercalant entre les acides gras
Les échanges au sein de la membrane sont assurés par
Des mécanismes de transport transmembranaire
Les deux types de transports qui assurent les échanges au sein de la membrane sont
Les transports actifs et les transports passifs
Définition de l’iso osmolarité
La teneur en eau d’un milieu intracellulaire est identique à celle du milieu extracellulaire qui est aussi identique à celle de la partie liquide du sang
L’osmose se met en place quand
La concentration d’eau n’est pas la même des deux côtés d’une membrane
Définition de l’osmolarité
C’est la concentration totale de toutes les particules de soluté
Les échanges d’eau entre les compartiments dépendent
Du type de perméabilité de la membrane qui les sépare et de leur concentration
L’eau transite du milieu le …. concentré vers le …. concentré
Moins/Plus
Milieu extracellulaire moins concentré que l’intérieur de la cellule (Nom et action)
Hypotonique/ L’eau entre dans la cellule (Turgescence)
Milieu extracellulaire plus concentré que l’intérieur de la cellule (Nom et action)
Hypertonique/ L’eau sort de la cellule (plasmolyse)
Milieu extracellulaire de même concentration que l’intérieur de la cellule (Nom et action)
Isotonique/ Les mouvements d’eau entrant et sortant se compensent
L’osmolarité dépend
De la concentration totale du soluté
L’osmolarité correspond
Au nombre d’osmoles par litres (en kg) de solution
La tonicité de l’osmolarité est déterminée par
L’effet qu’elle produit sur le volume de la cellule (concentration du soluté ET perméabilité membranaire au soluté)
Sens du gradient de concentration
Du milieu le plus concentré vers celui le moins concentré
Sens des échanges de substances dissoutes
Selon le gradient de concentration
La raison pour laquelle la diffusion doit être sélective
Pour permettre le maintient des constantes du milieu intracellulaire
La diffusion peut être
Simple ou facilitée
Explication de la diffusion simple
La substance traverse librement la membrane grâce à la différence de concentration. C’est le cas des gazs respiratoires et des molécules de petite taille liposolubles
Explication de la diffusion facilitée
Elle nécessite la présence de protéine canalaires ou protéines de transport. C’est le cas notamment du glucose dont les transporteurs sont les GluT.
Nom et rôle des transporteurs canalaires de l’eau
Les aquaporines/ Elles permettent les mouvements d’eau sans entraînement ionique
Les molécules de taille importante peuvent traverser la membrane grâce à
Des perméases
Caractéristiques des protéines canaux (2 caractéristiques)
Elles ne changent pas de forme au cours du transport et sont très spécifiques car elles laissent passer qu’un seul type de molécule (ou d’ion)
Le mode de transport par les protéines canaux est
Très rapide et régulé car les protéines canaux peuvent se fermer
Caractéristique des perméases
Elles changent de forme pour permettre le déplacement des molécules d’un coté à l’autre de la membrane
Le mode de transport par les perméases est
Spécifique et moins rapide que par les protéines canaux
Le transport actif nécessite
Des protéines de transport, qui ont la particularité d’avoir une fonction enzymatique qui leur permet d’hydrolyser l’ATP pour fournir l’énergie nécessaire au transport
Le principal transport actif est
La “pompe” Na+/K+
La “pompe” Na+/K+ permet
De maintenir une plus forte concentration de potassium intercellulaire dans le milieu extracellulaire et établit un gradient de concentration inverse pour le sodium
Le gradient de concentration de la “pompe” Na+/K+ est essentiel dans
Le maintient de l’osmolarité cellulaire, mais aussi dans le mécanisme de contraction musculaire ou de la transmission de l’influx nerveux
Définition des cellules excitables
Cellules capable de modifier leur polarité de membrane sous l’influence de différentes stimulations
La “pompe” Na+/K+ fait toujours sortir
3 Na+ et fait rentrer 2K+
La différence de charge de la “pompe” Na+/K+ est importante dans
La mise en place du potentiel de repo des membranes excitables
Un autre exemple de transport actif
Les transporteurs de glucose couplé au sodium (SGLT1)
Les protéines de transport peuvent permettre le passage
d’une seule molécule dans un seul sens (uniport), de deux molécules dans le même sens (symport) ou de deux molécules en sens inverse (antiport)
Explication du transport actif secondaire
Le sodium Le sodium est expulsé de la cellule par la pompe Na+/K+. Lorsque ce sodium regagne l’intérieur de la cellule avec
l’aide d’un transporteur protéique, celui-ci entraîne (= cotransport) simultanément d’autres substances
Les différents types d’échange (3 types)
Transport passif, transport actif, endocytose et exocytose
Les vésicules peuvent s’ouvrir vers
l’extérieur ou vers l’intérieur
Les vésicules qui s’ouvrent vers l’extérieur sont des vésicules
D’exocytose
Les vésicules qui s’ouvrent vers l’intérieur sont des vésicules
D’endocytose
Les vésicules qui s’ouvrent vers l’extérieur permettent
La libération de molécules de production cellulaire destinées à l’exportation
Les vésicules qui s’ouvrent vers l’intérieur permettent
L’accès à la cellule de substances extérieures
Les deux grands types d’endocytose
Pinocytose et phagocytose
Acteurs du phénomène de pinocytose
Substances liquides ou molécules ionisées
Acteurs du phénomène de phagocytose
Particules solides ou de grosse taille
Les cellules peuvent être solidarisées entre elles par
Des jonctions intercellulaires
Les 3 types de jonctions intercellulaires
Les desmosomes (ou jonctions adhérentes), les jonctions sérés (ou tight junction), les jonctions communicantes (ou gap junction)
Les desmosomes permettent
La solidarisation mécanique intercellulaire et l’ancrage à la lame basale
Les jonctions serrés limitent, voir empêchent
Le passage de toute substance entre les cellules
Les jonctions communicantes permettent
Le transfert de substances entre les cellules
Fonction des protéines de surface membranaire orienté vers l’intérieur de la cellule
Fonction enzymatique comme les protéases
Fonction des protéines de surface membranaire situé sur le versant externe de la cellule
Fonction de récepteur, permettant le couplage à des molécules étrangères à la cellule, porteuse d’un message informationnel
Le couplage avec le récepteur enclenchent généralement
Une modification de la configuration spatiale et perturbe ainsi l’agencement de la membrane
La perturbation de la membrane entraîne des modification de fonction comme
L’activation de transporteurs, l’ouverture de canaux ou l’activation d’enzymes
Les protéines de surface membranaire couplées à des glucides constituent
Le système de reconnaissance cellulaire
Le cytoplasme correspond au
Matériel biologique contenu entre la membrane cellulaire et la membrane nucléaire
Le cytoplasme est composé
Du cytosol et d’organites cytoplasmiques
Le cytosol est composé
D’eau à 85% et de substances dissoutes/ hydrophiles: ions, gaz, molécules organiques hydrosolubles, macromolécules hydrophiles, polysaccharides, glycoprotéines, ARN
Le pourcentage du cytosol dans le volume cellulaire
Un peu plus de 50%
Le transfert d’eau s’effectue depuis
Le milieu le moins concentré vers le plus concentré
La composition ionique du cytosol est différente de celle du liquide extra-cellulaire de part
Le caractère sélectif des mécanismes de transport de la membrane cellulaire
Principal ion extra cellulaire
Sodium
Principal ion intra cellulaire
Potassium
Les molécules protéiques qui traversent le cytosol assurent
Le maintien de sa forme et facilitent le transport intracellulaire
Les molécules protéiques qui traversent le cytosol s’appellent aussi
Cytosquelette
Le potentiel électrique de membrane est rendu possible et est maintenu par
L’action des transporteurs actifs (“pompes”) NA/K
Le pH du cytosol
Est compris entre 7 et 7,4
Les principales fonctions du cytosol
- Assure que le milieu soit adapté au déroulement des réactions biochimiques cellulaires
- Permet la mise en réserve de certaines molécules
- Assure la transmission des messages
- Transport des molécules
- Permet la séparation des cellules
Les organites cytoplasmiques sont
Des structures fonctionnelles cellulaires baignant dans le cytosol
Les organites peuvent être
Membranaires ou amembranaires
Le réticulum endoplasmique est
Un système de membranes tubulaires permettant la synthèse et le transport de molécules
On parle de système endomembranaire pour le RE car
Il prolonge la membrane nucléaire externe et communique avec l’appareil de Golgi
Le REG se situe
Proche du noyau
Le REG permet
L’ancrage à sa membrane de molécules d’ARN ribosomial
Le REG constitue et permet
Le site de la synthèse des protéines et permet donc la production de protéines (destinées à la reconstitution des membranes cellulaires ainsi qu’ à l’exportation)
L’aspect granuleux ou rugueux du RE est dû
A la présence de ribosomes sur la membrane du RE
La partie la plus éloigné du noyau s’appel
Le RE lisse (REL)
Les fonctions du REL
La synthèse des molécules non protéiques, le stockage du calcium intracellulaire et la dégradation de molécules toxiques (foie)
Une fois que les activités métaboliques terminés, la membrane
Se disloque et donne naissance à des vésicules intermédiaires qui constitue par la suite l’appareil de Golgi
Dans les neurones, le RE prend le nom de
Corps de Nissl
L’appareil de Golgi est
Un système membranaire qui permet le stockage et l’élimination des produits de synthèse cellulaire
L’appareil de Colgi établit la connexion entre
Le RE et la membrane
L’appareil de Golgi est constitué de
Sacs membranaires avec une face orientée (face cis) vers le RE et une face orientée vers la membrane (face trans)
La face cis permet
L’accès des molécules
La face trans permet
L’évacuation des molécules stockées
La membrane golgienne est très riche en
Protéines
Pendant leur transit entre les deux faces du Golgi, les molécules sont
Transformées, couplées entre elles et assemblées dans des structures plus complexes
Les vésicules de sécrétion sont
Des fragments de la membrane golgienne qui se séparent de l’appareil de Golgi
Les vésicules de sécrétion peuvent
S’unir et se confondre à la membrane ou fusionner avec la membrane plasmique pour permettre l’exocytose de leur contenu
Les lysosomes sont
Des organites vésiculaires dont le contenu est essentiellement représenté par des enzymes lytiques
Les lysosomes sont responsables de
La digestion cellulaire
La membrane lysosomes fusionne avec
La membrane des vésicules d’endocytose
Les structures cellulaires dégradées et entourées par des fragments de membrane constituent
Des endophagosomes
L’appareil enzymatique de ces organites est dominé par
Les hydrolases
Les hydrolases ont un pH optimum
D’action acide
Le pH à l’intérieur des lysosomes est compris entre
3,5 et 5
Les lysosomes vont (3 actions)
Digérer les particules ingérées par endocytose, dégrader les organites usés et dégrader et libérer le glycogène
Les mitochondries sont
Des organites extrêmement spécialisés, délimités par une double membranaire
Les mitochondries sont le siège
De la production énergétique cellulaire
La multiplication des mitochondries ne peut se faire qu’à partir de
Mitochondries existantes
Une mitochondrie est délimitée du cytosol par
Une double membrane
L’espace riche en proton qui sépare la double membrane s’appel
L’espace intermembranaire
La membrane externe est
Relativement perméable et permet l’accès des molécules à la mitochondrie
La membrane interne est
Très peu perméable et présente de nombreux plis
La matrice est
Le siège des réactions du cycle de Krebs
La glycolyse avec obtention du pyruvate a lieu dans
Le cytosol
Le cycle de Krebs se déroule dans
La matrice mitochondriale
Dans les cellules spécialisées, les mitochondries sont
Le siège de la synthèse des hormones stéroïdiennes
en lien avec le REL
Le système endomembranaire est constitué du
RE, de l’appareil de Golgi, des vésicules de sécrétion et des lysosomes et la membrane nucléaire externe
Les mitochondries communiquent tous entre eux et permettent par exemple
La synthèse d’une protéine (REG), sa maturation (Golgi) et son exportation (vésicules de sécrétion) par exocytose
Les péroxysomes sont
Des petits sacs contenant des enzymes
La fonction la plus importante des péroxysomes est
La neutralisation des radicaux libres
La catalase catalyse la dégradation du
Péroxyde d’hydrogène (= eau oxygénée) en O2 et H2O.
Organites amembranaires =
Ribosomes
Les ribosomes sont
Des molécules complexes constituées d’ARN et de protéines
Les ribosomes peuvent se trouver
Libres dans le cytosol ou attachés à la membrane du RE
Un ribosome fonctionnel est constitué de
Deux sous-unités, une grande et une petite
La fonction du ribosome
Assurer le couplage entre l’information et l’appareil de synthèse des protéines
La petite sous unité du ribosome fonctionnel permet
La fixation du transporteur d’information ainsi que du transporteur de matière première, l’ARNt. Elle permet l’assemblage des acides aminés
La grande sous unité du ribosome fonctionnel permet
A fixer les ARNt porteurs d’acides aminés pendant la durée de la réaction et permet ensuite la libération progressive de la molécule
Le ribosome est également responsable
De la progression de la synthèse protéique
Les ribosomes libres permettent
La production de protéines
Les ribosomes attachés au RE produisent
Les protéines de structure membranaire ou d’exportation
Les activités cellulaires rendues possibles par les différents organites permettent
- Les fonction cellulaires (sécrétion de molécules protéiques)
- La constitution des tissus
- La fonction cohérente des organes
Le noyau est délimité par
Une membrane nucléaire
L’intérieur du noyau est rempli de
Nucléoplasme (substance liquide)
Le nucléoplasme communique avec le cytosol grâce à
Des pores
À l’intérieur du noyau, on trouve le matériel génétique représenté par
L’ADN
L’ADN est
Une molécule complexe constituée d’une succession de bases azotées.
Le nombre de chromosomes dans l’espèce humaine
23
Nos cellules contiennent 2 n chromosomes (sauf les gamètes), elles sont
Diploïdes
Nos gamètes contiennent n chromosomes, elles sont
Haploïdes
Au sein d’un chromosome, l’ADN constitue
La chromatine
La chromatine peut se trouver sous 2 formes
Libre (euchromatine) ou couplé à des molécules de protéines (= histones) sous forme d’hétérochromatine
L’information contenue par le noyau
Ne quitte jamais le nucléoplasme mais peut être copiée de manière fidèle en molécule d’ARNm
La loi de la complémentarité des bases azotées
AT/CG pour l’ADN et AU/GC pour l’ARN
Rôle principal et secondaire du noyau
Production protéique et division cellulaire
La division cellulaire débute par
La réplication de l’ADN (interphase)
Les 2 types de division cellulaire
La mitose et la méiose
La mitose permet
De répliquer l’ensemble du matériel génétique et le répartit de manière égale entre les deux cellules filles
La mitose assure
Le renouvellement cellulaire et la croissance des tissus
A la fin de la mitose on obtient
Deux cellules filles possédant le même matériel génétique que la cellule mère
Les 4 phases de la mitose
La prophase, la métaphase, l’anaphase, la télophase
La méiose permet
De répartir les chromosomes en deux lots distincts
Une méiose consiste en
Une succession de deux divisions dont la première est « réductionnelle » et la deuxième est équationnelle
Lors de la prophase 1, les chromosomes se positionnent et forment
Des figures particulières (= crossing over ou
enjambement)
Les zones de chevauchement sont appelées
Chiasmas
Les chiasmas permettent
Des échanges de matériel génétique entre les chromosomes
La prolifération cellulaire se trouve en équilibre constant avec
La destruction cellulaire
La destruction cellulaire suit 2 grandes modalités
L’apoptose et la nécrose
L’apoptose ou Ou mort cellulaire génétiquement programmée permet
De maintenir l’équilibre entre prolifération
cellulaire et besoins de renouvellement
La nécrose est généralement induite par
Des facteurs extérieurs à la cellule
Les anomalies de la division cellulaire sont à l’origine de
Nombreuses pathologies (cancer)
Les anomalies de la division cellulaire peuvent
Etre générées par des facteurs internes à la cellule et même au noyau (ex vieillissement) ou par des facteurs externes à la cellule mais provenant néanmoins du milieu interne (accumulation de radicaux libres)
Les étapes avant une observation au microscope optique
Prélèvement, fixation, coloration puis faire des coupes très fines pour observer les structures de manière indépendante
Les techniques qui permettent d’améliorer la résolution
Utilisation de lumière polarisée, immersion de l’objectif dans une substance huileuse, etc
La fixation peut se faire par
Déshydratation ou par congélation
Une fois déshydraté le prélèvement doit être inclut dans une matière telle que
La paraffine ou certaines matières plastiques
Pour avoir des coupes très fines sans inclusion au préalable, on utilise
La congélation
Exemple de technique de visualisation des structures
La coloration
Les principales colorations
L’hématoxyline-éosine, le rouge carmin, la résorcine ou la fuschine
Le principe de la coloration
On associe un colorant basique et un colorant acide
Les 2 techniques de la microscopie électronique
La microscopie électronique à transmission et la microscopie à balayage
La microscopie électronique ne nécessite pas de
Coloration
La microscopie oblige à une préparation par
Déshydratation
Les méthodes d’étude de la composition cellulaire sont basées sur
Des techniques d’histochimie, d’immunohistochimie ou encore d’hybridation in situ
La spectrométrie consiste à
Décomposer une donnée en ses constituants
La chromatographie consiste à
Séparer des constituants d’un mélange
2 adaptations de la chromatographie
La chromatographie d’exclusion et à échange d’ions
Exemple d’utilisation de la chromatographie
La séparation des acides gras selon leur masse moléculaire
La chromatographie peut également servir à
Identifier les différentes enzymes cellulaires (amylases, lipases, catalase, etc.), identifier les types d’hémoglobine (Hb F, HbA, HbA1c, HbS) ou autres protéines
Le principe de l’histochimie est de mettre en évidence
Une famille de molécules grâce à son affinité tinctoriale
L’histochimie permet d’identifier
Les acides nucléiques par la coloration et par lyse enzymatique
L’immunohistochimie utilise
Des anticorps marqués pour visualiser un substrat
L’hybridation in situ est utilisée pour mettre en évidence
Les acides nucléiques en y introduisant des bases azotées marquées
La cytométrie de flux permet
Un décompte par faisceau laser des cellules
Le fractionnement cellulaire permet de
Détruire la membrane pour ensuite séparer les organites par centrifugation, selon leur poids
L’homogénat contient
L’ensemble des constituants cellulaires
Lors du fractionnement cellulaire, des éléments différents sont déposés au fond du tube en fonction de
La vitesse de centrifugation
Le culot contient
Les organites retenus
Le surnageant contient
Des organites qui n’ont pas sédimenté
L’étude des protéines et des acides aminés fait le plus souvent appel à
L’électrophorèse
L’électrophorèse est basé sur
La vitesse de migration des molécules polarisées dans un champ électrique
La culture cellulaire permet d’induire
La multiplication des cellules en dehors de l’organisme d’origine
L’immuno-sérologie permet de
Dépister les molécules présentes en surface des cellules et de définir les caractères immunologiques des cellules qui caractérisent la compatibilité tissulaire entre deux individus
