101NYA05 Bernadette Féry Automne 2008 Chapitres 4 5 et 6 Campbell 3 e édition Cours 2 Glucose LE VIVANT EST FAIT DE CARBONE LES MACROMOLÉCULES LA CELLULE Le vivant est fait essentiellement de carbone ID: 751112
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Slide1
Évolution et Diversité du Vivant (101-NYA-05)
Bernadette Féry Automne 2008
Chapitres 4, 5 et 6Campbell, 3 e édition
Cours 2
Glucose
LE VIVANT EST FAIT DE CARBONE
LES MACROMOLÉCULES
LA CELLULESlide2
Le vivant est fait essentiellement de carbone
Le vivant est fait de volumineuses molécules à base de carbone qui servent de support structural aux êtres vivantsLes propriétés des molécules organiques dépendent de leur squelette carboné et de leurs groupements fonctionnels
Les molécules organiques complexes du vivant s’édifient à partir de molécules plus simplesLes réactions de condensation et d’hydrolyse construisent et démantèlent les polymères
Le métabolisme
Partie 1 : Introduction aux molécules organiquesSlide3
1. Le vivant est fait de volumineuses molécules à base de carbone qui servent de support structural aux êtres vivants
Le carbone produit de grosses molécules parce qu’il établit quatre liaisons chimiques lorsqu'il réagit (4 électrons de valence). Il est comme un carrefour d'où une molécule peut se ramifier dans quatre directions. Cela produit de grandes chaînes carbonées, droites, ramifiées et ou cycliques, favorables à la structuration des êtres vivants.
D’une certaine façon, les molécules du vivant sont constituées d’un squelette de carbone auquel se greffent d’autres atomes comme l’hydrogène, l’oxygène, l’azote, le phosphore …
Campbell (3
e
éd.) — Figure 4.5 : 62Slide4
2. Les molécules du carbone sont les molécules du vivant mais les molécules minérales sont essentielles à la vie
MOLÉCULES ORGANIQUES
MOLÉCULES MINÉRALES
Molécules ne contenant pas de carbone sauf certains composés du carbone comme le CO2 (p. 61) et les carbonates CO
32- qui sont abondants dans l'environnement. Ces composés sont considérés à la fois comme organiques et inorganiques.Étudiées par la
chimie inorganique Unies par liaisons ioniques
De petite taille
, ces molécules ne peuvent servir de support structural aux êtres vivants.
Eau, sels minéraux, acides et bases
Molécules
à base de carbone
Étudiées par la
chimie organique
Unies par
liaisons covalentes
Les composés organiques
peuvent être très petits ou gigantesques
et servir alors de molécules structurantes pour le vivant.
Le méthane CH
4
est minuscule alors que certaines protéines ont une masse moléculaire supérieure à 1 000 000 daltons.
(1 dalton = la masse d'un proton ou d'un neutron c'est-à-dire 1, p. 33)
Les molécules du carbone proviennent généralement de l'activité métabolique des «vivants» sauf les composés du carbone qui sont abondants dans l'environnement (CO
2
et carbonates CO
3
2-
) ainsi que les composés du carbone synthétisés par les chimistes (fibres textiles synthétiques à base de polyester : Tergal, Dacron...).
Protéines, acides nucléiques
(ADN et ARN), glucides, lipides et vitamines
Slide5
3. Les propriétés des molécules organiques (et donc leur rôle biologique) dépendent de leur
squelette carboné et de leurs groupements fonctionnels
GlucoseSucre du pain, du riz, des patates…Galactose
Sucre du lait
Fructose Sucre des fruits
Leur squelette carboné
Campbell (3
e
éd.) — Figure 5.3 : 73
Exemple des isomères
Les isomères sont des molécules qui ont la même formule moléculaire mais un arrangement distinct de leurs atomes.
Ils n’ont pas les mêmes propriétés.
La cellule préfère le glucose.Slide6
Leurs groupements fonctionnels
Un groupement fonctionnel est un
regroupement d'atomes particulier que l'on retrouve fréquemment «accroché» aux squelettes carbonés des molécules en leur conférant une réactivité plus grande
(la chaîne carbonée est peu réactive) et définie (même type de réaction d'une molécule à l'autre).
Chaîne carbonée
Groupement
phosphate
Groupement hydroxyle
Groupement amine
Groupement carboxyle
Groupement carbonyleSlide7
Groupement hydroxyle — OH
Caractérise les alcools
Groupement polaire capable de se dissoudre dans l’eau, également polaireCampbell (3
eéd.) — Figure 4.10 : 65
Éthanol
Groupement carbonyle — CO
Caractérise les sucres
AcétoneSlide8
Groupement carboxyle — COOH
Groupement carboxyle dans sa «forme ionisée»
Proton : atome d’hydrogène sans son électronCaractérise les acides aminés (dans les protéines).
Se comporte comme un acide car libère des protons (H+) dans la solution. (Rend les molécules acides)La forme ionisée (en solution) est :
—COOH — COO- + H+
Acide acétique
H
+Slide9
Glycine
Caractérise les acides aminés (dans les protéines).Se comporte comme une base car accepte des protons (H+) de la solution. (Rend les molécules basiques.)
La forme ionisée (en solution) est : —NH2 + H+ —NH3+
Groupement amine — NH
2
« Forme
Ionisée » du groupement amine
H
+Slide10
Glycérophosphate
Groupement phosphate (acide phosphorique)—OPO3H2 ou plus simplement : —PO4
Caractérise les acides du noyau : l'ADN et l'ARNLa forme ionisée (en solution) est : —OPO3
H2 —OPO3 2- + 2H
+Groupement acide car libère 2 protons dans la solutionGroupement capable de donner de l’énergie à d’autres molécules par transfert des deux charges négatives et instablesSlide11
Campbell (3
eéd.) — Figure 4.9 : 64
Exemple de propriétés différentes à cause d’un groupement fonctionnel distinctLionne
Lion
Hormone mâle : testostérone
Hormone femelle : oestradiol
Groupement carbonyle
Groupement hydroxyleSlide12
Les molécules organiques complexes du vivant s’édifient à partir de molécules plus simples
Les molécules organiques complexes du vivant se forment dans les cellules à partir de molécules organiques simples.
MacromoléculeMolécule géante constituée de milliers d'atomes
Les
quatre principales classes
de molécules organiques sont les glucides, les lipides, les protéines et les acides nucléiques.
Les molécules organiques sont souvent énormes et sont désignées par le terme général de
macromolécules
.
Les macromolécules, sauf les lipides, sont organisées en
monomères
et en
polymères
.Slide13
Les polymères et les monomèresLes polymères sont de grosses molécules formées d’un grand nombre d’unités structurales identiques ou semblables (les monomères) rattachées par des liaisons covalentes.
Comme une chaîne de wagons, les wagons étant les monomères et le train, le polymère.
Polymère
Grosse molécule formée d’un grand nombre d’unités identiques ou semblables : les
monomères
Monomère
Unité structurale d’un polymère.Slide14
Trois exemples de polymères
Campbell (3eéd.) — Figure 5.6 : 75
Le glycogène.
Petit polymère de glucose, fortement ramifié, situé dans le foie et les muscles des animaux.
Rôle du glycogène
Réserve de sucre chez les animaux
Glucose
Monomère du glycogène
Sucre à 6 carbonesSlide15
L’amidon.
Gros polymère de glucose, formé de deux types de chaînes de glucose, situé dans les chloroplastes des plantes.
Le glucose produit lors de la photosynthèse peut être transformé en amidon. C'est sous cette forme qu'il est stocké dans le chloroplaste. Dans certains cas, la quantité d'amidon stockée peut devenir tellement grande qu'elle occupe tout le volume du chloroplaste. Celui-ci perd toute la chlorophylle qu'il contient et devient "amyloplaste". Les amyloplastes se trouvent essentiellement dans les racines, les tubercules et les graines.
Amylopectine
Chaîne ramifiée
Amylose
Chaîne droite
Source
Rôle de l’amidon
Réserve de sucre chez les plantes
ChloroplasteSlide16
Une microfibrille de cellulose (environ 80 molécules de cellulose)
Une molécule de cellulose
La cellulose.
Gros polymère de glucose, situé dans la paroi des cellules végétales.
Rôle de la cellulose
Non digestible par les enzymes animaux, elle maintient le volume des selles et empêche la constipationSlide17
5. Les réactions de condensation et d’hydrolyse construisent et démantèlent les polymères
Les polymères se construisent
souvent
par des réactions de
condensation
(déshydratation)
Campbell (3
e
éd.) — Figure 5.2 : 72
Court polymère
Monomère « libre »
Polymère «allongé »
Condensation
Réaction chimique par laquelle une molécule se lie à une autre en libérant une molécule d’eau.
Processus qui requiert de l’énergie et l’aide d’un enzyme (catalyseur)
La fabrication des protéines se fait par condensation d’acides aminés.Slide18
Les polymères se démantèlent
souvent
par des réactions d’
hydrolyse
(hydratation)
Campbell (3e
éd.) — Figure 5.2 : 72
Polymère « raccourci »
Monomère « libre »
Polymère
Hydrolyse
Réaction chimique par laquelle une molécule est brisée par l’ajout d’une molécule d’eau.
Processus qui libère de l’énergie et requiert l’aide d’un enzyme (catalyseur)
La digestion des aliments dans l’intestin se fait par hydrolyse.Slide19
6. Le métabolisme. Ensemble des réactions cellulaires permettant de construire et de dégrader les macromolécules
.Métabolisme
Anabolisme
Voies métaboliques qui synthétisent des molécules complexes en réunissant des molécules simples
(souvent par condensation mais pas toujours).
La formation des liaisons chimiques consomme de l'énergie.
Catabolisme
Voies métaboliques qui décomposent des molécules complexes en molécules simples
(souvent par hydrolyse mais pas toujours).
Le bris des liaisons chimiques libère de l'énergie.
La synthèse des protéines et la synthèse de l'ADN sont deux processus anaboliques importants.
La respiration cellulaire est le processus catabolique qui dégrade le glucose dans les cellules.
Via des enzymesSlide20
Partie 2 : Les molécules organiques
Les protéines
Les acides nucléiques : ADN (acide désoxyribonucléique ARN (acide ribonucléique)Slide21
Soutien
(Protéines de structure)
Les protéines structurales représentent 50% de la masse sèche des cellules.
Protéines des membranes cellulaires, des tendons, des muscles, de la peau (collagène, élastine), des ongles et des cheveux (kératine).
Catalyse
Les milliers d'enzymes activent les réactions chimiques. Sans eux, le métabolisme serait d'une lenteur qui le rendrait inexistant.
Transport
L’hémoglobine transporte l’oxygène et le gaz carbonique dans le sang. De nombreuses protéines membranaires font traverser les substances vers ou en dehors des cellules.
Mouvement
L’actine et la myosine des muscles sont responsables des mouvements du corps.
Immunité
Les anticorps dans le sang sont des protéines qui combattent les agents pathogènes.
Régulation
Les hormones sont souvent des protéines. Elles contrôlent de nombreuses substances et processus dans le corps. Par exemple les protéines insuline et glucagon contrôlent le sucre sanguin.
Les protéines ont des rôles très importants
7. Les protéinesSlide22
Une protéine est un polymère d’acides aminés (les monomères)
acide aminé
La structure de base de l’acide aminé est toujours la même
Un carbone central sur lequel se greffe : un atome H, deux groupements, et une chaîne latérale qui varie selon l’acide aminés.
H R
H
— N —
C
— C — OH
H
O
Groupement amine (basique)
Groupement carboxyle (acide)
Chaîne latérale «variable» selon l’a.a.
( R
1
…R
20
)Slide23
Vingt types d’acides aminés entrent dans la composition des protéines mais il
existe aussi d’autres types d’acides aminés dans la cellule qui ont des fonctions particulières.
Campbell (3e
éd.) — Figure 5.17 : 83
Observez les groupements amine et carboxyle de ces acides aminés. Ils sont dans leur forme ionisée : NH3+
et COO-
Voyez les chaînes latérales. Elles varient d’un acide aminé à l’autre.
Quelques acides aminésSlide24
Les acides aminés sont désignés par des abréviations
Alanine (Ala)
Arginine (Arg)
Acide asparagique (Asp)
Asparagine (Asn)
Cystéine (Cys)
Acide glutamique (Glu)
Glutamine (Gln)
Glycine (Gly)
Histidine (His)
Isoleucine (Ile)
Leucine (Leu)
Lysine (Lys)
Méthionine (Met)
Phénylalanine (Phe)
Proline (Pro)
Sérine (Ser)
Thréonine (Thr)
Tryptophane (Trp)
Tyrosine (Tyr)
Valine (Val)
À titre consultatif !Slide25
Les polymères d'acides aminés
2 a.a.reliés = dipeptide 3 a.a.reliés = tripeptide plusieurs a.a. reliés = polypeptide
Par réaction de condensationRequiert enzyme / énergieLes acides aminés se disposent côte à côte, avant leur liaison, en respectant une certaine polarité ; par convention : amine à gauche et carboxyle à droite.Le carboxyle de l'acide aminé de gauche perd — OH et l'amine de l'acide aminé de droite perd — H. Un lien se forme et une molécule d'eau est libérée.
Le lien covalent qui est formé est appelé « peptidique ».
Campbell (3eéd.) — Figure 5.18 : 84
Liaison
peptidique
Le groupement carboxyle perd OH
Le groupement amine perd HSlide26
Chaque chaîne polypeptidique spécifique possède une
séquence unique
d'acides aminés. La longueur de cette chaîne peut aller de quelques monomères (hormone ADH) à plus d'un millier de monomères.La répétition du processus forme la séquence répétitive du polypeptide : CCNCCNCCNCCN... à laquelle se greffe les chaînes latérales des acides aminés.
Une chaîne polypeptidique possède une polarité : N-terminale et C-terminale.
Une protéine
La plupart des protéines sont formées d’une seule chaîne polypeptidique mais plusieurs en contiennent, deux, voire trois ou quatre.Slide27
La conformation native d'une protéine détermine sa fonction biologique
Ce faisant, elle prend une forme tridimensionnelle ou
conformation native qui recèle un «site actif», c'est-à-dire un espace de forme spécifique capable de se lier à une autre molécule dont la forme est complémentaire. La réaction, conforme à la fonction de la protéine, se produit ensuite.
Campbell (3
e
éd.) — Figure 5.16 : 82
Insertion du saccharose dans le site actif de l’enzyme
La chaîne polypeptidique d'une protéine, en tant que séquence d'acides aminés linéaire, n'est pas fonctionnelle. Elle doit d'abord se replier.
saccharose
(sucre de table)
glucose
fructose
Hydrolyse du saccharose
Repli de la protéine
Une protéine enzymatique : la saccharase Slide28
La conformation native de la protéine est dictée par la séquence de ses acides aminés.
Comme chaque type de protéine contient une séquence unique d’acides aminés, chaque type possède également une forme tridimentionnelle unique et une fonction spécifique.Slide29
Les protéines présentent un maximum de quatre niveaux d’organisation structurale
Source
Structure primaire
Séquence primaire des a.a.
Structure secondaire
Premier repliement par des liaisons H à intervalle régulier
Structure tertiaire
Deuxième repliement par des liaisons diverses à intervalle irrégulier.
La molécule prend la forme d’une boule.
Structure quaternaire
Interaction de diverses chaînes déjà en structure tertiaire.
Par diverses liaisons à intervalle irrégulier.
La
conformation native
des protéines formées de
plusieurs chaînes polypeptidiques est une structure quaternaire.
La
conformation native
des protéines formées
d’une seule chaîne polypeptidique est une structure tertiaire.Slide30
Campbell (3eéd.) — Figure 5.20 : 86
Détail du type de liaison de la structure secondaireLa structure secondaire est due au repliement de la structure primaire (la chaîne d’acides aminés) à cause de liaisons H à intervalle régulier.
Hélice alpha
+
-Slide31
Campbell (3eéd.) — Figure 5.20 : 87
Détail du type de liaison de la structure tertiaireLa structure tertiaire est due au repliement de la structure secondaire à cause de liaisons de diverses natures : liaisons H , interaction hydrophobes, liaisons ioniques…
Interactions hydrophobes
Liaison H
Liaison ionique
Pont disulfureSlide32
Exemples de structures tertiaire et quaternaire
Le lysosyme est formé d’1 seule chaîne d’acides aminés. Il atteint la structure tertiaire.
Campbell (3eéd.) — Figure 5.19 : 84
Campbell (3eéd.) — Figure 5.20 : 87
Le collagène et l’hémoglobine sont formées, respectivement, de 3 et de 4 chaînes d’acides aminés. Ils atteignent la
structure quaternaire
.
Collagène
Hémoglobine
LysosymeSlide33
Les protéines peuvent se dénaturer (perdre leur conformation native) sous l’effet de la chaleur
, d’un pH inadéquat ou d’une mauvaise concentration en sels. p. 85
Une protéine dénaturée ne fonctionne pas car elle ne présente pas de site actif.Si elle reste dissoute, elle peut reprendre sa forme si le milieu redevient normal.
Protéine dénaturée
Protéine normale
Campbell (3
e
éd. ) — Figure 5.22 : 88 Slide34
C’est la séquence d'acides aminés qui détermine la façon dont une protéine se replie et par conséquent, sa forme.
Si un changement survient dans cette séquence (structure primaire), le repliement est modifié et par conséquent la conformation native aussi. Lorsque le changement de forme altère le site actif, la protéine devient généralement non fonctionnelle. Plus rarement elle peut être plus efficace ou acquérir une nouvelle fonction.Slide35
Exemple de la maladie génétique : anémie falciforme
L’hémoglobine (Hb) est formée de 4 chaînes polypeptidiques : 2 alpha et 2 bêta. Il arrive que le sixième acide aminé de la chaîne bêta, la glutamine, soit remplacé par la valine. Ce changement modifie la conformation native de la chaîne bêta. L’hémoglobine a tendance alors à cristalliser ce qui déforme les globules «en faucille».
La capacité de transport de l’oxygène est réduite et les globules déformés bouchent les petits vaisseaux en causant la mort.
Campbell (3
e
éd. ) — Figure 5.21 : 88
2 chaînes bêta
2 chaînes alpha
Globule rouge contenant Hb normale
Globule rouge déformé par Hb anormaleSlide36
Si une mutation génétique survient (changement dans un gène), la protéine qui découle de ce gène sera modifiée également.
La séquence des acides aminés d’une protéine est dictée par un « gène » de l’ADN (acide désoxyribonucléique)
Protéine normale
Gène normal
Protéine mutée
Gène mutéSlide37
Deux types d'acides nucléiques ADN : acide désoxyribonucléique et ARN : acide ribonucléique
Les acides nucléiques sont les acides du noyau
ADN
= matériel héréditaire transmis par les parents
3 rôles
Produire de l’ARN quand la cellule a besoin de protéines. (Un gène est copié en ARN m et celui-ci est traduit en polypeptide.)
Campbell (3
e
éd. ) — Figure 12.4 : 237
Campbell (3
e
éd. ) — Figure 5.25 : 90
Produire de l’ADN avant la division cellulaire. (Nos 46 molécules ADN se répliquent «avec leurs protéines associées» puis se répartissent dans 2 cellules «filles».)
Dépositaire du matériel héréditaireSlide38
Structure des acides nucléiques
Polymères = nucléotides (monomères)
Polynucléotides = ensemble
ADN (2 chaînes)
ARN (1 chaîne)
Structure d’un nucléotide
1 pentose
1 groupement phosphate
1 base azotée
Un sucre à 5 C : un pentose
Campbell (3
e
éd. ) — Figure 5.26 : 91
Une base azotée
Un groupement phosphate
S
B
1’
2’
3’
4’
5’Slide39
OH
B
S
2’
3’
4’
5’
1’
Observez l’endroit précis où se lient la base et le phosphate !
Observez également le groupement hydroxyle lié au carbone 3’ du sucre. Ce groupement est impliqué lors
de la liaison des nucléotides entre eux.
Base azotée au carbone 1’ du sucre
Groupement phosphate au carbone 5’ du sucreSlide40
Un peu de terminologie essentielle !
Nucléoside tri-P
Nucléoside mono-P
NUCLÉOTIDE
Nucléoside
Nucléoside di-P Slide41
Détail des nucléotides (monomères de l'ADN ou de l'ARN)
Il y a 4 types de nucléotides d’ADN mais aussi 4 types de nucléotides d’ARN car il existe 4 types de bases azotées dans les deux cas.Slide42
Bases azotées à un cycle carboné : l
es pyrimidines
Bases azotées à 2 cycles carbonés : les purines
Cytosine C Thymine T Uracile U
Adénine A Guanine G
Campbell (3eéd. ) — Figure 5.26 : 91
Les sucres des nucléotides
Bases azotées des nucléotides
Désoxyribose D Ribose RSlide43
Les nucléotides sont liés par des liaisons phosphodiester (liens covalents) .
Lien phosphodiester
(Entre P d’un nucléotide et S du nucléotide voisin.)
Nucléotide
Campbell (3
e
éd. ) — Figure 5.26 : 91
Extrémité 5’ de la chaîne.
Se termine par un groupe phosphate.
Extrémité 3’ de la chaîne.
Se termine par un sucre
S
P
P
P
P
S
S
SSlide44
La double hélice d’ADN
Les 2 chaînes s’enroulent à cause des liaisons H.
Campbell (3eéd. ) — Figure 16.7 : 324
liaison hydrogène
2 chaînes de nucléotides ADN retenues face à face par des liaisons hydrogène
Alternance des sucre / phosphate = squelette S-P de l’ADN
(P
artie identique d'un ADN à l'autre, non spécifique et structural.)
Les paires de bases azotées «appariées par liens H» sont au centre des 2 chaînes.
(
La séquence des bases est spécifique à chaque gène
.)Slide45
Campbell (3eéd. ) — Figure 16.8 : 324
Adénine établit 2 liens H avec Thymine (A = T )Guanine établit 3 liens H avec cytosine (G
= C)
G
C
A
T
Les règles de complémentarité des bases découlent de leur structure physique.
Règles d'appariement des bases dans l’ADN
Les règles de Chargaff selon lesquelles il y a autant de "A" que de "T" et de "G" que de "C" dans l'ADN, peu importe l'espèce, correspondent à ces données.Slide46
Les 2 chaînes ADN sont antiparallèles (inversées).
Campbell (3
e
éd. ) — Figure 5.27 : 92
3’— ATCGAA—5’
5’— TAGCTT—3’
Les 2 chaînes ADN sont recopiées —servent de matrice— quand une cellule s’apprête à se diviser.
(Comme les 2 brins sont complémentaires, si on en connaît un, on déduit l'autre.)
3’— ATCGAA—5’
5’— TAGCTT—3’
3’— ATCGAA—5’
5’— TAGCTT—3’
1’
3’
Campbell (3
e
éd. ) — Figure 16.7 : 324
5’
2’
4’
1’
2’
3’
4’
5’
3’
5’Slide47
La molécule d’ARN
1 chaîne de nucléotides ARN
Par copie d’un des deux brins d’un gène à l’aide de nucléotides complémentaires (un gène est une petite partie sur une molécule d’ADN)
Règles d’appariement des bases dans l’ARN : (A
= Uracile U ) (G = C) «Pas de thymine dans l’ARN.»
3’— ATCGAA—5’
5’— TAGCTT—3’
5’— UAGCUU—3’
ADN
ARNSlide48
Partie 3 : Exploration de la cellule
L’intervalle «viable » de la taille des cellules
La découverte de la celluleLa théorie cellulaireLes constituants de la cellule eucaryote
Importance des membranes internes et réseau intracellulaire de membranes Différences entre les cellules végétales et animales
Le revêtement cellulaireLes jonctions cellulairesSlide49
La taille des cellules ne doit pas être trop petite ni trop grosse.
Limite inférieure :Déterminée par la quantité minimale d’ADN et de protéines que la cellule doit posséder pour assurer sa survie.
Limite supérieure :Déterminée par la vitesse des échanges avec le monde extérieur en lien avec le rapport surface-volume de la cellule.
Taille d’une cellule
Le volume d’un objet augmente plus rapidement que sa surface.
Une cellule qui grossirait un peu trop verrait son volume augmenter trop vite par rapport à sa surface.
La diffusion au travers de la membrane ne suffirait plus à la demande cellulaire.
9.
L’intervalle «viable » de la taille des cellulesSlide50
10. La découverte de la cellule
Robert Hooke observe des petits trous dans l’écorce du chêne (liège) qui lui font penser aux cellules d'une prison. Il les nomme «
cellules » et croit que seul le liège présente ces structures.Antonie Van Leeuwenhoek
a été le premier à décrire des unicellulaires qu’il voyait dans des gouttes d’eau, mais aussi, des globules rouges sanguins et des spermatozoïdes.
Robert Hooke (1665) a inventé le mot cellule mais Antonie Van Leeuwenhoek a été le premier à observer réellement des cellules.
Microscope rudimentaire de Hooke
Cellules dans l’écorce du liège
SourceSlide51
11. La théorie cellulaire
Ces scientifiques ont mené à la théorie cellulaire :1. La cellule est la plus petite entité vivante.
2. Tout être vivant est composé de cellules.3. Toute cellule provient d'une autre cellule.
Un an plus tard, le zoologiste Théodore Schwann en arrive à la même hypothèse au sujet des animaux.
En 1838, Matthias Schleiden, un botaniste, suggère que tous les tissus végétaux sont faits de cellules.
En 1855, Rudolf Virchow suggère que toute cellule provient d'une autre cellule, préexistante.
SourceSlide52
12. Les constituants de la cellule eucaryote
Campbell (3eéd.) — Figure 6.9 : 104
I- Le noyau (à peu près au centre de la cellule)
II- Le cytoplasme (entre le noyau et la membrane plasmique)
III- La membrane plasmique ou cytoplasmique
Le contour de la celluleSlide53
I- Le noyau
Le plus gros des organites de la cellule Rôle général : Contrôle général de la cellule via l’ADN
Contient :Le nucléoplasme (milieu semi- liquide « semi- visqueux » contenant sels, protéines solubles, sucres... et qui fournit un milieu favorable à l'activité nucléaire)
Le matériel génétique (ADN et protéines associées)Le ou les nucléole(s)
L’enveloppe nucléaire : double, percée de pores et recouverte de petits organites non membraneux «les ribosomes»
Nucléole
Matériel génétique
Pores nucléaires
Ribosomes
Enveloppe nucléaireSlide54
Coupe d’une racine d’oignon vue au microscope optique
Noyaux de cellules d’oignon et leurs nucléoles
Une cellule d’oignon
Son noyau avec ses deux nucléoles
Noyau avec 3 nucléolesSlide55
Le matériel génétique (ADN associé à des protéines) se présente de deux façons, selon le moment cellulaire :
chromatine ou chromosomes
Rôle : Être accessible aux enzymes cellulaires qui recopient l’ADN en ADN ou en ARN — selon les besoins cellulaires.
CHROMATINE
État filamenteux (condensation légère du matériel génétique)
Granulations
peu distinctes
au microscope optique
Quand la cellule ne se divise pas.
ADN
Protéines
Campbell (3
e
éd.) — Figure 19.2 : 393
ChromatineSlide56
La chromatine est placée en position définie à l’intérieur du noyau grâce à la lamina nucléaire, des fibres de protéines qui forment une sorte de cage à l’intérieur du noyau, près de son enveloppe.Slide57
Rôle : Faciliter la séparation du matériel génétique vers les deux cellules qui seront issues de la division d’une cellule.
CHROMOSOMES
État de petits bâtonnets (condensation poussée du matériel génétique)Granulations distinctes au microscope optiqueQuand la cellule se divise
700 nm
1 400 nm
Campbell (3
e
éd.) — Figure 19.2 : 393Slide58
Le noyau vu au microscope électronique (la cellule n’est pas en division)
Membrane nucléaire
Rôle
:
Contrôle les échanges noyau/cytoplasme
Chromatine
(+ condensée : hétérochromatine
Hc
)
(- condensée = euchromatine
Ec
)
Nucléole (1 à 3 par noyau)
Essentiellement de l’ADN nucléolaire
L’ADN nucléolaire fabrique l’ARN ribosomique puis cet ARNr s’associe «sur place» à des protéines venues du cytoplasme. Ceci produit un petit organite : le ribosome.
Rôle
:
Fabrique les ribosomes
Source
Pores nucléaires
Hc
Hc
Ec
Ec
Hc
HcSlide59
Les organites membraneux
REG, REL, AG, lysosomes (animaux seulement), vacuoles et vésicules, mitochondries, chloroplastes (végétaux seulement) et peroxysomesLes organites non membraneux
RibosomesCytosquelette (microtubules et dérivés, microfilaments et filaments intermédiaires)Les inclusions (amas de substances de réserve)
Le cytosol (ou hyaloplasme)
II- Le cytoplasmeSlide60
II- Le cytoplasme.
Les organites membraneux
AG
Mitochondrie
REG
REL
Le réticulum endoplasmique : granuleux (REG) et lisse (REL)
L’appareil de Golgi (AG)
Les lysosomes
(cellules animales)
Les vacuoles nutritives, les vésicules de pinocytose (cellules animales) et, la grande vacuole centrale (cellules végétales)
Les mitochondries
Les chloroplastes
(cellules végétales)
Les peroxysomes
Grande vacuole centrale (cellules végétales)
C
hloroplaste
Campbell (3
e
éd.) — Figure 6.9 : 104
Cellule animale
Cellule végétaleSlide61
Le réticulum endoplasmique « RE »
Réseau de tubules et de sacs membraneux — les citernes.
En continuité avec la membrane nucléaire.Se divise en deux régions qui présentent des différences moléculaires et fonctionnelles : le RE lisse (REL) «paraît lisse au MET»
le RE granuleux (REG) «paraît rugueux au MET car il est recouvert de ribosomes»
Description
REG
Noyau
Citernes
Ribosomes
(petits points)
Vésicule de transition
RE vu au microscope électronique
MET
Campbell (3
e
éd.) — Figure 6.12 : 108
REL
REG
RELSlide62
Rôles du réticulum endoplasmique lisse
Le REL synthétise des lipides.
Le REL, dans le foie, détoxique les médicaments et les autres drogues. Le REL dans le foie des personnes prenant des médicaments, des drogues ou de l’alcool est très abondant.Le REL, dans les cellules hépatiques, libère le glucose vers le sang durant les périodes de jeûne (entre les repas).
Le REL dans les cellules musculaires accumule les ions Ca+ nécessaires à la contraction des muscles.Slide63
Rôles du réticulum endoplasmique granuleux
2.
La protéine fabriquée par le ribosome s’incorpore à la membrane du REG qui a déjà préalablement fabriqué ses propres lipides membranaires. Le REG fabrique donc ses propres membranes. Ceci compense la perte de membrane causée par les émissions de vésicules.
La protéine fabriquée par le ribosome pénètre dans la citerne du REG, est sucrée, puis, elle est emballée dans une vésicule de transition (un petit sac de membrane)
destinée à l’appareil de Golgi.
La protéine fabriquée par le ribosome s’incorpore à une vésicule de transition «vésicule de membrane » destinée à d’autres organites membraneux.Slide64
Description
Essentiellement, un empilement de petits sacs membraneux aplatis et ronds (les saccules) — le dictyosome.Il peut y avoir plusieurs centaines de dictyosomes dans une cellule.Les substances passent d’un saccule à l’autre dans une direction déterminée et subissent des transformations.
AG dérive de la fusion des vésicules de transition venant de REG.AG émet divers vésicules.
L’appareil de Golgi « AG »
Les dictyosomes de l'appareil de GolgiSlide65
MET d’un dictyosome de AG
Vésicule de transition en provenance de REG et fusionnant avec AG
Campbell (3
e
éd.) — Figure 6.13 : 109
Émission de vésicules de sécrétion et de lysosomes
Saccules
Un dictyosome de AG
« une pile de saccules »Slide66
Rôles de l’appareil de Golgi
Vésicule de transition
Sécrétion cellulaire :Libération d’un produit utile par la cellule ; ne pas confondre avec l’excrétion, un processus qui libère des déchets.
La vésicule de sécrétion fusionne avec la membrane plasmique et déverse son contenu à l’extérieur de la cellule. Ex : hormones, enzymes digestifs, acide hyaluronique, collagène.
Lysosome
REG
Campbell (3
e
éd.) — Figure 6.16 : 112
AG
Modifie les protéines reçues via les vésicules de transition en leur apposant une «étiquette moléculaire». (Les protéines et les lipides de la membrane de ces vésicules peuvent subir aussi une transformation.)
Trie ces protéines selon leur destination et les emballe dans :
des
vésicules de sécrétion
:
protéines destinées à être sécrétées par la cellule.
dans les
lysosomes
:
protéines hydrolytiques qui demeurent dans la cellule.
3. Fabrique certains polysaccharides devant être sécrétés à l'extérieur de la cellule via des vésicules de sécrétion (pectine…).
Vésicule de sécrétionSlide67
Description
Sac membraneux contenant une cinquantaine d’enzymes hydrolytiques actifs en milieu acide (pH 5). Si le lysosome se répand dans la cellule, ses enzymes deviennent inactifs dans le milieu neutre du cytosol (liquide du cytoplasme).
2. Dérivent principalement de AG mais plusieurs sortent directement de REG.
Les lysosomes des animaux
Enzymes hydrolytiques = enzymes digestifs
Campbell (3
e
éd.) — Figure 6.14 : 111
MET d’un lysosome contenant des organites défectueux.
Mitochondrie
Peroxysome
Lysosomes
NoyauSlide68
Rôles des lysosomes
Digèrent le contenu des vacuoles nutritives. Les vacuoles digestives sont issues de la phagocytose, un processus par lequel une cellule ingère de grosses particules.
Recyclent les vieux organites cellulaires. Un organite endommagé ou un peu de cytosol s'entoure d'une membrane et forme une vésicule qui fusionne avec un lysosome. L'autophagie recycle la moitié des macromolécules d'une cellule du foie chaque semaine.
Animation sur les lysosomes
Dans les deux cas, les enzymes digèrent les macromolécules en monomères récupérables par la cellule.
Campbell (3
e
éd.) — Figure 6.14 : 111
Digestion
Particules «mangées» par la cellule via le processus appelé «
phagocytose
»
Lysosome
Fusion du lysosome avec la vacuole
Vacuole digestiveSlide69
Description
Sacs membraneux de 1 à 2 m contenant des particules absorbées par phagocytose. L
a cellule projette sa membrane vers l’extérieur (évagination membranaire) afin d'entourer complètement un corps étranger comme une bactérie mais aussi des grosses molécules incapables de traverser la membrane.Les vacuoles
Campbell (3
e
éd.) — Figure 7.20 : 144
a) Les petites vacuoles digestives des animaux
Vacuole digestive
Nourriture particulaire
Extérieur
Cytoplasme
PseudopodeSlide70
Permettent l’absorption de grosses particules par la cellule qui ne pourraient traverser la membrane autrement.
Les particules qui traversent la membrane peuvent être : une source de nourriture, un autre produit utile pour la cellule ou, elles peuvent être un corps étranger à éliminer.
Rôles des petites vacuoles digestives
Bactérie déjà absorbée
Une amibe en train de se nourrir.
Une bactérie en train de se faire phagocyter par un globule blanc.Slide71
Description
Rôles des vacuoles pulsatiles
Sac membraneux renfermant du liquide et communiquant avec :l’intérieur de la cellule via des canauxl’extérieur de la cellue via un pore excréteur
Permettre l’équilibre hydrique des Protozoaires d’eau douce.
Les protozoaires d’eau douce comme l’amibe et la paramécie absorbent continuellement un excès d’eau par osmose au travers de leur membrane . La vacuole pulatile évacue régulièrement cet excès .
Source
b) La vacuole pulsatile des
protozoaires d’eau douce (règne des Protistes)
LIRESlide72
Description
c) La grande vacuole centrale des végétaux
Compartiment membraneux, empli de liquide et pouvant occuper occuper plus de 80% du volume cellulaire ce qui repousse le cytoplasme en périphérie.
Campbell (3eéd.) — Figure 6.15 : 112
Noyau
Grande vacuole centrale
ChloroplasteSlide73
Rôles de la grande vacuole
Emmagasine divers composés organiques : des protéines dans les graines, des sous-produits toxiques du métabolisme, des pigments qui attirent les insectes pollinisateurs, des composés au goût désagréable qui éloignent les prédateurs...
Exécute l'hydrolyse et remplace ainsi les lysosomes, absents chez les cellules végétales (en général).Permet la croissance de la cellule végétale . En effet, le liquide hypertonique contenu dans la vacuole attire l'eau qui pénètre par osmose et provoque un allongement rapide de la cellule.Slide74
Description
d) Les vésicules de pinocytose
Sacs membraneux d’environ 0,1 m contenant des gouttelettes d’électrolytes absorbées par pinocytose. La cellule projette sa membrane vers l’intérieur (invagination membranaire) afin d’absorber de gros ions avec un peu d’eau.
Permettre l’absorption de gros ions fortement chargés qui ne pourraient traverser autrement.
Vésicules en formation dans une cellule épithéliale d’un capillaire
Campbell (3
e
éd.) — Figure 7.20 : 144
Vésicule de pinocytose
Gros ions
Extérieur
Cytoplasme
Invagination de la membrane
Rôle des vésicules de pinocytoseSlide75
La mitochondrie
Organite ovale délimité par une membrane externe qui est lisse et une membrane interne qui forme des crêtes et des cloisons. Les deux membranes sont séparées par un espace.
Des centaines par cellule, selon l’intensité de l’activité métabolique.
Description
Membrane externe
Membrane interne
Biodidac
Crête
Cloison
Espace
MET d’une mitochondrieSlide76
Rôle de la mitochondrie
Elle extrait l'énergie des glucides, des lipides et d'autres substances (
via la respiration cellulaire, un processus métabolique) et la met en réserve dans des molécules d’ATP, une forme d’énergie utilisable par la cellule.
Ribose
Adénine
(3) groupes phosphate
Campbell (3
e
éd.) — Figure 8.9 : 156
Adénosine triphosphate
(ATP)
Le lieu ultime de la respiration cellulaire est la membrane interne, fortement repliée, de la mitochondrie.
Fabrique l’ATPSlide77
Le chloroplaste (Végétaux et Algues seulement)
Description
Organite ovale délimité par deux membranes séparées par un mince espace.
Un réseau de membrane interne forme des sacs aplatis, les thylakoïdes. La chlorophylle contenue dans leur membrane capte la lumière rouge et bleue.
Grana
MET d’un chloroplaste
Campbell (3
e
éd.) — Figure 6.18 : 114
ThylakoïdesSlide78
Rôle du chloroplaste
Il capte l'énergie de la lumière (via la photosynthèse, un processus métabolique) et l'emmagasine dans les liens chimiques du glucose, la nourriture première utilisable par la cellule.
Fabrique le glucose, la nourriture première de la plante
H2O
O2
CO
2
Glucose
Campbell (3
e
éd.) — Figure 10.5 : 197Slide79
Les peroxysomes
Organites sphériques délimités par une membrane simple.
Contiennent des enzymes.
Enzymes du peroxysome
Campbell (3
e
éd.) — Figure 6.19 : 115
Chloroplaste
Mitochondrie
Peroxysome
Description
LIRESlide80
Rôle du peroxysome «un organite oxydatif»
Certains peroxysomes utilisent le dioxygène pour décomposer les graisses en de petites molécules capables de rejoindre la voie métabolique de la respiration cellulaire.
Les peroxysomes des cellules hépatiques détoxiquent l’alcool et d’autres composés nocifs en transférant l’hydrogène de ces substances à du dioxygène ce qui produit du peroxyde d’hydrogène H2O2 . D’autres enzymes convertissent ce composé nocif en eau.
Dans les graines, des peroxysomes déclenchent la conversion des gras en glucides, une source de carbone et d’énergie pour le jeune plant.
LIRESlide81
Les mitochondries, les chloroplastes et les peroxysomes ont leur propre ADN et leurs ribosomes avec lesquels ils se reproduisent, indépendamment de la division cellulaire — par scissiparité.
On croît que ces organites sont des anciennes bactéries qui ont appris à vivre en symbiose dans une cellule de plus grande taille.AttentionSlide82
II- Le cytoplasme.
Les organites non membraneux
Campbell (3
e
éd.) — Figure 6.9 : 104
Cellule animale
Cellule végétale
Ribosomes
Cytosquelette
Microtubules et structures associées «centrosome, centrioles, cils et flagelle»
Microfilaments
Filaments intermédiaires
Cils
Flagelle
Centrosome et deux centrioles
Centrosome
(pas de centrioles)
Pas de cils ni de flagelle
Filaments du cytosquelette : de (3) typesSlide83
Deux sous-unités formées, chacune, d’ARN ribosomique et de protéines.
Assemblés par le nucléole
Deux populations de ribosomes :Libres, en suspension dans le cytosol : sont inactifs sauf s'ils sont regroupés en polyribosome.
Liés à la membrane du REG ou de l'enveloppe nucléaire.
Les ribosomes
Description
Polyribosome
Campbell (3
e
éd.) — Figure 17.20 : 354
Ribosome
Campbell (3
e
éd.) — Figure 6.11 : 107
Rôle des ribosomes
Synthétiser des protéinesSlide84
Cytosquelette
Description
Organite non membraneux formé essentiellement de molécules fibreuses qui parcourent tout le cytoplasme.
Trois types de fibres
:
microtubules (>)
microfilaments (<)
filaments intermédiaires (de taille intermédiaire)
Les microtubules constituent un réseau émanant du
centrosome
.
Les microfilaments sont principalement localisés sous la surface cellulaire
Les filaments intermédiaires occupent tout le cytoplasme. Sous la membrane nucléaire interne ils constituent la lamina.
SourceSlide85
Rôles généraux des filaments du cytosquelette
Ancrage des organites dans la cellule, soutien de sa forme et mouvements cellulaires.
Un système osseux et musculaire au niveau cellulaire !Source
Membrane plasmique
REG
Ribosome
Filaments intermédiaires
Mitochondrie
Microtubule
MicrofilamentsSlide86
Cylindre creux d'environ 25 nm de diamètre et de longueur variable — 200 nm à 25 µm.
Sa paroi se compose de tubuline : une protéine globuleuse formée de deux sous-unités.
S'allonge et se rétracte, au besoin, par ajout ou retrait de tubuline.
1) Description d’un microtubule
Colonne de dimères de tubuline
Dimère de tubuline
Un microtubule
Campbell (3
e
éd.) — Tableau 6.1 : 117
a) Les
microtubules du cytoplasme et les structures associées «centrosome, centrioles, cils et flagelle»Slide87
Mouvement de l’organite
ATP
Protéine motrice :
kinésine
alimentée par l’ATP
Microtubule
Rôle des
microtubules du cytoplasme
Maintien de la forme cellulaire (charpente résistant à la compression donc qui résiste à l'écrasement).
Mouvement des organites (servent de rails sur lesquels les organites associés à des protéines motrices peuvent se déplacer).
Organite
Récepteur
Campbell (3
e
éd.) — Figure 6.21 : 116Slide88
Campbell (3
eéd.) — Figure 6.21 : 116
VésiculesMicrotubule
MET d’un microtubule transportant une vésiculeSlide89
2) Description du centrosome
(centre organisateur des microtubules)
Masse finement granulaire près du noyau dans laquelle se forment les microtubules.Contient une paire de centrioles en son centre (cellule animale seulement).
Campbell (3eéd.) — Figure 6.22 : 118
MET du centrosome et de ses centrioles
Centrosome
CentriolesSlide90
Rôle du centrosome
Organise le réseau de microtubules dans la cellule.
Cellule en interphase (pas en division)
Centrosome
Migration des pigments le long des microtubules à partir du centrosome dans une cellule cutanée de poisson.
Microtubules
Les molécules motrices «
kinésines»
se déplacent vers l'extrémité + des microtubules (les allongent). Les molécules motrices «
dynéines»
se déplacent vers l'extrémité - des microtubules (les raccourcissent).
Noyau
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
Campbell (1
e
éd. ) — Figure 7.27 : 139
SourceSlide91
Deux cylindres de microtubules,
perpendiculaires l’un à l’autre.Chaque cylindre (centriole) est formé de neuf triplets de microtubules.Situés au cœur du centrosome animal.
3) Description des centriolesCampbell (3
eéd.) — Figure 6.22 : 118
Un triplet de microtubules
Un microtubule
Coupe transversale
Coupe longitudinale
S’insérer à la base de chaque cil et de chaque flagelle. Le centriole prend alors le nom de «
corpuscule basal
».
Rôle des centrioles
Corpuscules basaux à la base de cils
Corpuscule basal
Cil
MET des centriolesSlide92
4) Description des cils et du flagelle
Projections de microtubules à la surface cellulaire et recouvertes par la membrane plasmique.Ancrés à la cellule, chacun, par un corpuscule basal, (identique au centriole). De fait, chez les Animaux, le corpuscule basal du flagelle du spermatozoïde pénètre l'ovule et devient un centriole.
Formés de neuf doublets de microtubules plus deux au centre.Associés à la dynéine, une protéine motrice qui permet leur mouvement.Différences entre cils et flagelleLes cils sont courts et nombreux tandis que le flagelle est long et unique. Le type de mouvement qu'ils exécutent n'est pas le même.Slide93
Cil / flagelle
Protéine motrice « dynéine »
Campbell (3
e
éd. ) — Figure 6.24 : 119
Corpuscule basal
Arrangement : 9 triplets
Arrangement : 9 doublets + 2 au centreSlide94
Propulsion de la cellule dans son milieu
Spermatozoïdes dans les voies génitales, paramécie dans son milieu.Déplacement du milieu autour de la celluleCils de la trachée- artère qui font remonter vers la gorge le mucus chargé de débris venant des voies respiratoires. La toux matinale du fumeur s'explique par le fait que leurs cils ont travaillé durant la nuit car ils n'étaient pas inhibés par la nicotine (sauf si le fumeur se lève la nuit pour fumer).
Rôles des cils et du flagelleSlide95
LIRE
1) Description d’un microfilament
b) Les
microfilaments
Les plus petits des filaments du cytosquelette.
Deux chaînes torsadées et «rigides» d'actine (une protéine globulaire).
Surtout localisés sous la surface cellulaire.
Campbell (3
e
éd. ) — Tableau 6.1 : 117
ActineSlide96
Les microfilaments aident la cellule à supporter la tension (l'étirement).
Les microfilaments d'actine, en association avec des filaments plus épais de myosine, permettent des contractions généralisées au niveau des cellules musculaires.Les microfilaments d'actine, en association avec des filaments plus épais de myosine, permettent des contractions localisées dans une cellule :Anneau contractile qui étrangle une cellule en deux lors de la division.
Mouvement amiboïde des globules blancs.Déplacement continuel du cytoplasme de la cellule végétale autour de la grande vacuole (cyclose).
Rôles des microfilaments
LIRESlide97
LIRE
1) Description d’un filament intermédiaire
c) Les
filaments intermédiaires
Campbell (3
e
éd. ) — Tableau 6.1 : 117
Protéines fibreuses
Formés d'un assemblage de sous-unités protéiques qui varient d'un type de cellule à l'autre.
Plus gros que les microfilaments mais, plus petits que les microtubules.
S
illonnent généralement tout le cytoplasme, mais aussi se regroupent en faisceaux ou bien restent isolés, selon la cellule.
Plusieurs espèces biochimiques de filaments intermédiaires : les kératines épithéliales, les neurofilaments de la plupart des neurones, les filaments gliaux des cellules gliales, etc.
Sous-unitésSlide98
Filaments robustes et stables qui perdurent après la mort de la cellule — résistent à la tension, aux détergents et insolubles.
Renforcent la structure interne des cellules.Maintiennent en place les organites — le noyau siège dans une cage formée de filaments intermédiaires : la lamina.
Forment les ongles, les cheveux, la couche cornée de la peau, les neurofilaments des neurones et les filaments des cellules gliales (autour des neurones).
Rôles des filaments intermédiaires
LIRESlide99
II- Le cytoplasme.
Les inclusionsDes granules contenant les produits d’accumulation de la cellule.
Des granules de glycogène
Des gouttelettes lipidiques
II- Le cytoplasme. Le cytosol ou hyaloplasme
Le
cytosol (hyaloplasme)
est un
liquide semi- visqueux formé d’eau, de sels, de protéines solubles, de sucres, etc.
Il fournit un milieu favorable à l'activité cellulaire.Slide100
III- La membrane plasmique (ou cytoplasmique)
Membrane simple délimitant la cellule.
Non percée de pores contrairement à la membrane nucléaire.Formée essentiellement de deux couches de lipides.Traversée de protéines
.Recouverte de quelques sucres.
Structure de la membrane plasmique
Description
Molécule de protéine
Molécule de sucre
Bicouche de lipides
Canal protéique
Protéine
Intérieur de la cellule
Extérieur de la celluleSlide101
Grâce aux protéines
, la membrane contrôle les échanges cellulaires (perméabilité sélective). Elle choisit les substances qui traversent dans un sens ou l’autre.Grâce aux lipides insolubles, la membrane permet l’intégrité du compartiment cellulaire. La cellule ne se défait pas dans son milieu liquide.
Grâce aux sucres de surface (antigènes spécifiques à chaque individu), la membrane permet aux cellules de se reconnaître entre elles et de s'agréger en tissus et aussi de rejeter les cellules étrangères (immunité).
Rôles de la membrane plasmiqueSlide102
13. Importance des membranes internes et réseau intracellulaire de membranes
La cellule eucaryote possède un réseau étendu et élaboré de membranes internes sous la forme d’organites membraneux (petits organes) .
Elles enchâssent beaucoup d'enzymes qui participent activement au métabolisme cellulaire.Elles procurent divers micro-environnements favorisant diverses réactions métaboliques, incompatibles dans un même environnement.
Par exemple, dans le lysosome, le pH est de 5 et dans le reste de la cellule il est quasi neutre.
Importance des membranes internes
Cellule
Enzymes
Organite membraneux
Ces membranes sont très importantes car
:Slide103
Ensemble des membranes de la cellule qui sont interreliées directement ou indirectement par le biais de sacs membraneux.
Réseau intracellulaire de membranes
Les organites appartenant au réseau intracellulaire de membranes sont :L'enveloppe nucléaire
Le réticulum endoplasmiqueL'appareil de GolgiLes lysosomes
Divers types de vacuolesLa membrane plasmique. Slide104
14. Différences entre les cellules végétales et animales
Campbell (3
eéd.) — Figure 6.9 : 104
Grande vacuole centrale.
Remplace les lysosomes.
1
Centrosome mais pas de centrioles
Donc pas de cils ni de flagelle chez les cellules végétales.
4
Impose une forme rigide à la cellule qui est toujours rectangulaire.
3
Paroi cellulaire
2
Chloroplastes
Pour la photosynthèse
Cellule végétaleSlide105
Les cellules animales ont des formes variables.
5
Cellules d’ÉlodéeLes cellules végétales sont toujours rectangulaires à cause de la paroi cellulaire « rigide».
Les neurones émettent de longs prolongements.
La forme
Une cellule musculaire est aussi longue que son muscle.
Les cellules qui recouvrent l’intérieur de la bouche sont plates. Slide106
La cytocynèse des cellules animales se fait du pourtour vers le centre.
La cytocynèse des cellules végétales se fait du centre vers le pourtour.
La cytocinèseDivision du cytoplasme à la fin de la division cellulaire.6Slide107
a) La paroi cellulaire de la cellule végétale
Campbell (3eéd.) — Figure 6.28 : 122
15. Le revêtement cellulaireEnveloppe épaisse et rigide.
Formée minimalement de deux couches : la lamelle moyenne riche en pectines (polysaccharides) et la paroi primaire
à base de cellulose.Parfois une paroi secondaire rigide et épaisse à base de cellulose et de lignine s'ajoute chez les plantes formant du bois.
Lamelle moyenne
Paroi primaire
Paroi secondaire
Cellule
CelluleSlide108
Empêche l’éclatement de la cellule en prévenant une absorption excessive d'eau. En effet, la cellule végétale baigne naturellement dans un milieu hypotonique — eau de pluie. Étant plus salée que son milieu, la cellule absorbe l’eau par osmose et éclaterait si ce n’était de la résistance offerte par la paroi cellulaire.
Sert de squelette aux plantes herbacées lorsque la cellule, bien gonflée d’eau, s'appuie contre la paroi (comme une chambre à air dans un pneu).
Rôles de la paroi végétaleSlide109
Enveloppe de protéines «sucrées» sécrétée par la cellule et restant tout près.
Plus de 50% de ces protéines sont du collagène.Favorise la coordination des cellules d’un tissu.
Des changements dans la matrice, via les protéines qui traversent la membrane et via le cytosquelette, peuvent modifier l'activité des gènes du noyau. Rôle important dans la reconnaissance des cellules du «SOI» et le rejet des cellules «étrangères». (Immunité cellulaire)
La matrice extracellulaire de la cellule animale
Microfilaments
Collagène
Protéines
Cytoplasme
Campbell (3
e
éd.) — Figure 6.29 : 123
Sucres
ProtéinesSlide110
15. Les jonctions cellulaires
PlasmodesmesCanaux qui laissent passer les molécules d'une cellule à l'autre.
Dans les cellules végétales
Campbell (3eéd.) — Figure 6.30: 123
Cellule
Cellule
PlasmodesmesSlide111
15. Les jonctions cellulaires
Jonctions serréesJonctions étanches entre les cellules. Rien ne passe.
DesmosomesRetiennent les cellules solidement les unes aux autres. Ancrage.Jonctions ouvertesCanaux qui laissent passer les molécules d'une cellule à l'autre.
Dans les cellules animales
Campbell (3
eéd.) — Figure 6.31: 124Slide112
FIN
Chapitre 4
Chapitre 5
Chapitre 6
Révision du chapitre : p. 67
Autoévaluations : 1 à 6, 8, 9 et 10
Révision du chapitre : p. 93 sauf les concept 5.2 et 5.3
Autoévaluations : 2, 4, 6, 8, 11 et 12
Retour sur les concepts 5.1, 5.4 : 1 et 3 et 5.5
Révision du chapitre : pp. 125 et 126
Autoévaluations : 2 à 8, 10 à 12
Retour sur les concepts : 6.2 à 6.6