PACES Amiens 2010/2011 – UE2 - Biologie cellulaire - Introduction
Introduction à la biologie cellulaire et généralités sur la ce llule I/ Origines de la théorie cellulaire 1665 : La cellule (R HOOKE) 1833 : Le noyau (BROWN) 1838-1839 : La théorie cellulaire La cellule représente l'unité structurelle et fonctionnelle commune à l'organisation de tous les êtres vivants. 1858 : Toute cellule provient de la division d'une cellule mère (VIRCHOW) La cellule représente l'unité fondamentale de tout être vivant, c'est la plus petite portion de matière vivante qui puissent vivre et se reproduire de façon isoler. II/ Classification des êtres vivant vivant = systématique = taxonomie L'une des premières classifications fut celle-ci : - Uni cellulaires (Protistes) : Protophytes : végétaux photo synthétique capable de synthétiser des molécules o organiques à partir d'éléments minéraux Protozoaires : qui sont incapables de synthétiser des molécules organique à partir o de minéraux, ils leurs faut une source de molécule organique - Pluri cellulaires : Metophytes o Métazoaires o A/ Systématique traditionnelle (LIMME) Elle est basé sur des caractères observables : biologique, phénotypique, physiologique... C'est une classification ancienne, mais toujours utilisée. Règne (Animal) Embranchements = Division (Vertébrés) Classe (Mammifères) Ordre (Primates) Famille (Hominidés) Genre (Homo) Espèce (Sapiens) Mnémotechnique : RECOFGE B/ Classification phylogénétique Elle est basée sur une notion d'ascendance commune, elle permet l'évolution de la classification traditionnelle. Elle étudie principalement les génomes. Elle recherche l'ancêtre l'ancêtre commun de manière à faire un arbre phylogénétique. La nouvelle classification :
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Les Procaryotes : Ce sont des organismes unicellulaire sans noyau, noyau, leurs information génétique est stocker dans le cytoplasme sous la forme d'un génome circulaire. La reproduction est asexuée et ils se multiplient pat scissiparité scissiparité.. Eubactéries ce sont les bactéries courantes, elles peuvent êtres pathogène ou o non, leurs parole est composée de peptido glycannes (exemple E.Coli) o Archaebactéries elles sont rares et ont une paroi composer de lipides spécifiques qui leurs permet de vivre dans des milieux extrêmes (exemple : les extermophiles) Les Eucaryotes : Ce sont des organismes uni ou pluri cellulaires, cellulaires, ils possèdent un noyau renferment l'information génétique fragmenter en chromosome. Ils possèdent des mitochondries, leurs reproduction est sexuée et ils se multiplient par mitose par mitose.. Végétaux supérieurs o o Animaux Champignons o o Algues
III/ Aperçu générale de l'architecture et des fonctions cellulaires A/ La cellule eucaryote animale Le noyau : - Enveloppe nucléaire - DNA (46 chromosomes chez l'homme) - Information génétique transmise dans le cytoplasme par les RNAm Le cytoplasme : - Ensemble de compartiments individualisées : les organites - Système endo membranaire (RE, ADG, lysosome...) - Mitochondries - Cytosol siège de nombreuses réactions biochimiques La membrane plasmique : - Rôle de frontière entre le milieu intracellulaire et extracellulaire - Lieu d'échanges permanant - Rôle de maintint des concentrations ioniques - Rôle dans la communication entre cellules Remarque : les levures sont des cellules eucaryotes mais pas animales, ce sont des champignons uni cellulaires. Elles constituent un modèle d'étude privilégier car leurs génome est très petit (-1% d'un génome animal) et leurs reproduction est aussi rapide que des bactéries. Remarque : un champignon est en fait un végétal dépourvus de chlorophylle.
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B/ La cellule eucaryote végétale -
Elle est plus grande qu'une cellule animale (50 à 200 µ) Elle a une forme angulaire et géométrique Elle contient les mêmes mêmes organites que les cellules cellules animales animales à l'exception des lysosomes lysosomes et de l'appareil centriolaire Particularités spécifiques à la cellule végétale : Paroi pecto-cellulosique o Vacuole o Chloroplastes (uniquement pour les végétaux autotrophes photo synthétiques) o
La vacuole : - Cavité limité par une membrane : le tonoplaste - Remplis d'ions et de molécules organiques - Rôles : Assurer la turgescence o Croissance o Stockage des molécules de réserves o La parole cellulosique : - Rôles : Mécanique o Limitation du mouvement de l'eau o - C'est une une production production externe des cellules cellules qui qui vient doubler la membrane plasmique elle est libérer par exocytose
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Elle contient des plasmodesmes : petit canaux grâces au quels tous les cytoplasmes des cellules sont relier
Les chloroplastes : - Gros organites de 10 µ de diamètre - De couleur verte - Siège de la photosynthèse (H2O + CO2 = C6H12O6 + O2) - La grande grande majorité majorité des des cellules végétales en possèdent mais ils sont sont parfois parfois peu nombreux et de taille diverse. - Limiter par 2 membranes membranes de 6 nm nm et un espace inter membranaire membranaire - Intérieur liquide : le stroma - Dans le stroma on trouve des sacs tylacoidiens Soit regrouper en paquet : tylakoïde granum (grana = empilement) o Soit entre les paquets : tylakoïde inter granaire o - La chlorophylle chlorophylle et d'autre pigments pigments de la paroi des sacs sacs absorbe absorbe l'énergie l'énergie lumineuse lumineuse et la transforme en un gradient de protons utiliser pour synthétiser des sucres et des acides G et A - Tout comme comme les les mitochondries, mitochondries, le chloroplaste chloroplaste possède son propre génome et les moyens pour l'exprimer La photosynthèse : - Plantes - Algues - Cyano bactéries (bactéries végétales) - Archaebactéries
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C/ La cellule procaryote -
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Pas de noyau La membrane plasmique peut être doublé ou non par une paroi Colorer avec la coloration GRAM paroi, coloré o GRAM+ : pas de paroi, paroi,, non coloré o GRAM- : paroi Pas de système endo membranaire Pas de compartiment nucléaire Pas de mitochondrie et de peroxysomes Cytosquelette beaucoup plus simple que chez les eucaryotes Information génétique regroupé en nucléoide rattaché au mésosome (replis de la membrane) Division par scissiparité rapide moins de 20 minutes Aérobie ou anaérobie
Différences entre les eubactéries et les archaebactéries : - Membrane composer de lipides spécifique qui leurs leurs permet permet de de vivre vivre dans des milieux hostiles à la vie - RNAr dfférents - Préséance d'introns dans le DNA
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IV/ Propriétés fondamentales des cellules A/ Les cellules sont organisés et complexes -
Les organites organites ont ont une forme, un nombre et une disposition particulière selon l'espèce l'espèce ou le type cellulaire considérer Chaque organite possède une composition cohérente en macro molécules
B/ Les cellules possèdent une programme génétique et les moyens permettant son expression -
Les gènes sont porter par le DNA et et sont sont exprimer en protéines L'information génétique est responsable : De la structure cellulaire o De l'activée cellulaire o De la prolifération cellulaire o C/ Le dogme fondamentale de la biologie cellulaire
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D/ Les cellules sont capables de se propager -
Une cellule mère donne deux cellules fille et ainsi de suite George GREY : culture de cellules HeLa (Henriette LACKS) E/ Les cellules produisent et utilisent util isent de l'énergie
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Chloroplastes – Photosynthèse Mitochondries – ATP F/ Les cellules effectuent un grand nombre de réactions chimique
Cellule = usine chimique Ces réactions sont catalysées par des enzymes L'ensemble des réactions constitue le métabolisme G/ Les cellules mettent en œuvre de nombreuses activées mécaniques Transport de matériaux Déplacement cellulaire V/ Les virus Ce ne sont pas des cellules car ils sont incapables de se reproduire tout seul, ils ont besoins d'une cellule hôte. Ils sont responsables des maladies virales (>_<). Si la cellule hôte est eucaryote = Virus Si la cellule hôte est procaryote = Bactériophage (ou phage) Les virus détournent la machineries de la cellule hôte pour qu'elle synthétise leurs propre génome. Pour le transfert de gènes chez l'Homme, les virus sont classés en 2 catégories : - Lytique : cycle reproductif très court aboutissant à l'explosion l' explosion de la cellule - Non lytique : les virions bougonnes à la surface cellulaire, ce type de virus peut rester lattant pendant un certain temps plus ou moins long, une cellule infecter peut donc continuer à vivre plus ou moins normalement pendant ce temps. Mais elle est tout de me vouer à la mort
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