Cellule et tissus

A cellule et les tissus.

UE 2.2 cours du 22/09

Humain env 100000 milliards de cellules chacune de ces cellules est un ê vivant

On définit la cellule comme l’unité fonctionnelle de l’organisme. In vitro (en dehors de l’organisme), une cellule peut vivre isolée et se reproduire. Si l’on observe différents types cellulaires, on remarque :

-une unité de plan, c’est à dire que globalement, toutes les cellules ont la même organisation ;

-une unité de fonction, c’est à dire que le métabolisme est globalement le même dans toutes les cellules ;

-une unité de composition, c’est à dire que les macromolécules sont globalement constituées des même petites molécules.

Toutefois, une observation simple laisse apparaître une grande disparité entre les différents types cellulaires. La biologie cellulaire tente d’expliquer cette diversité en étudiant la relation structure fonction des différents organites, en étudiant le support de cette diversité ainsi que les mécanismes intimes de l’hérédité. La biologie cellulaire est donc une discipline carrefour dont l’objectif est de préciser au niveau cellulaire les relations structure fonction, leurs régulations et leurs dysfonctionnements.

Il existe deux types principaux de cellules vivantes, les procaryotes et les eucaryotes.

La membrane plasmique

La membrane plasmique constitue une barrière de protection entourant toutes les cellules. Elle maintient la forme de la cellule, régule tous les échanges entre le milieu intracellulaire et le milieu extracellulaire et reçoit et transmet des informations permettant à la cellule de se modifier en réponse aux signaux provenant de l'environnement. Toutes les membranes biologiques, y compris la membrane plasmique et les membranes internes (des organites) des cellules eucaryotes, ont une structure générale commune.

Membranes ont des pôles hydrophile en bout et hydrophobe au centre composée de double couches de phospholipides c’est une membrane semi-perméables.

Elles présentent cinq caractéristiques :

• Elles sont constituées de lipides organisés en une double couche fluide ce qui permet le maintien de la structure cellulaire par rapport aux 2 milieux liquidiens (intra et extra cellulaires) qui la bordent ;

• Elles contiennent des macromolécules de nature protéique ou glycoprotéique essentielles aux échanges avec le milieu extérieur (récepteurs, transporteurs ou matrices) ;

• Elle est asymétrique ;

• sa composition est hétérogène ;

• Elle est en continuité transitoire avec le système endomembranaire. Si endo/exocytose la vésicule fusionne avec la membrane et le contenu entre.

II. Composition chimique et organisation moléculaire

La membrane plasmique est composée très majoritairement de protéines et de lipides mais contient également des glucides.

A. Les lipides à 50%

Les membranes plasmiques des eucaryotes et des procaryotes contiennent essentiellement deux sortes de molécules lipidiques : les phospholipides et les glycolipides. Chez les eucaryotes, la membrane plasmique contient aussi des molécules de stérol, le plus répandu dans l'espèce animale étant le cholestérol. Ces trois types de molécules lipidiques sont amphiphiles, c'est dire qu'ils possèdent une extrémité hydrophile (ou polaire) et une extrémité hydrophobe (apolaire). Les lipides constituent environ 50% de la masse de la plupart des membranes des cellules animales.

B. Les protéines à 50%

La plupart des fonctions spécifiques des membranes et notamment de la membrane plasmique est due à l'existence de protéines membranaires. Les protéines constituent en moyenne 50% de la masse des membranes plasmiques mais, du fait de leur taille très supérieure à celle des molécules lipidiques, sont infiniment moins nombreuses (rapport 1/50). Les protéines membranaires sont de deux types : les protéines intrinsèques et les protéines extrinsèques.

• Les protéines intrinsèques (Figure 1) : Ce sont les plus nombreuses et les plus solidement ancrées dans la membrane. Elles ne peuvent être détachées de la membrane plasmique que sous l’action de détergents ou de solvants organiques.

Figure 1. Insertion des protéines intrinsèques dans la bicouche lipidique elles sont majoritaires

• Les protéines extrinsèques (Figure 2) : Elles constituent généralement un tiers de l'ensemble des protéines liées à la membrane plasmique. Contrairement aux précédentes, elles sont fixées sur la surface interne ou la surface externe de la membrane plasmique au moyen de liaisons ioniques établies entre des groupements chargés négativement ou positivement, présents sur ces protéines, et des groupements ionisés situés sur des protéines intrinsèques de la membrane plasmique ou des phospholipides. Ces protéines peuvent facilement être dissociées de la membrane par des solutions salines.

Figure 2. Ancrage des protéines extrinsèques à la membrane plasmique

C. Les glucides membranaires

Toutes les cellules eucaryotes possèdent des glucides au niveau de leur surface externe sous forme de chaînes saccharidiques liées de façon covalente au protéines membranaires (glycoprotéines) ou aux lipides (glycolipides). Cette zone périphérique riche en glucides est appelée glycocalyx. Le rôle du glycocalyx est de protéger la cellule contre les agressions mécaniques et chimiques (protection notamment des protéines membranaires de la dégradation protéolytique par les protéases environnantes) ; il a été récemment montré que les glucides membranaires pourraient aussi jouer un rôle dans les phénomènes d'adhésion intercellulaire.

III. Les transports membranaires

A. Transports membranaires des petites molécules (Figure 3)

La diffusion des molécules à travers une double couche lipidique artificielle se fait dans le sens de son gradient de concentration. Cependant, la vitesse de diffusion d'une molécule varie considérablement en fonction de nombreux paramètres : sa taille, sa solubilité dans les graisses et l'existence ou non d'une charge.

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