De la molécule à l'organisme

Bio : DE LA MOLECULE A L'ORGANISME

Première partie : Organisation fonctionnelle des cellules eucaryotes

                                                                                                                Introduction : cellules procaryotes et eucaryotes

L'humain possède environ une centaine de milliard de cellules. Taille moyenne d'un cellule : quelque dizaines de micromètres. D'autres peuvent être plus grandes (algues Acétabulaires)

Une cellule a été observée pour la première fois au 18ème siècle. Grâce au microscope électronique on a pu voir ce qu'il y avait dans les cellules = présences de structure : Les organites.

Une cellule est considérée comme une usine, chaque organites a un rôle (mitochondrie = production d'énergie l'ATP)

Technique de centrifugation différentielle (figure 1) = machine qui tourne vite (g = accélération centrifuge radiale ou tours pas min) permet de récupérer et d'isoler des organites de + en + dense.

Malgré diversité, les cellules ont des caractères anatomiques et biochimiques communs :

2 catégories de cellules  --> Procaryotes         (1)        //Caryon = noyau                                                 --> Eucaryotes (2)

(1) Organisme entier : Unicellulaire, l'ADN flotte dans le cytoplasme (figure 2). Nucléoïde = pas vraiment de noyau. Elles sont divisées en 2 groupes :

*Eubactéries                                                                                                                                       *Archéobactéries

Forme de vie la plus abondante sur Terre (environ -3.5 Ma) seules sur Terre pendant 1 Ma. Présentes constamment dans notre environnement.

Bactéries (ADN unique et circulaire) et plasmides (boucles d'ADN, peuvent être transférées entres les cellules)

Elles ont une capacité de multiplication qui se fait par scissiparité.

1970 = Archéobactéries ou Extrémophiles

→ Thermophiles (env extrême, résistent aux hautes T°/ acides gras)                                                         → Acidophiles (résistante à des pH bas = 1 à 2, ex : volcans)                                                             → Basophiles (résistante à des pH élevé = 8 à 9)                                          

→ Halophiles (stabilité, ex : marrais salant)                                                           → Barophiles (résistent fortes pressions)                                                                   → Radioresistantes

(2) Eucaryotes : Noyau contenant ADN délimité par membranes. Comparaison cellules végétales/animales (figure 3)

I- Les membranes biologiques

Composition des membranes :

• Lipides (Phospholipides et cholestérol) (~49%) – Forment le squelette des membrane                                • Protéines (récepteurs, transporteurs, enzymes) (~43%) – Attachées plus au moins aux phospholipides                                                                                                                • Glucides (glycophospholipides et glycoprotéines) (~8%)

A) Lipides

Il y a des membranes autour de la cellule et autour des organites (subcellulaires) = Endomembranes. Toutes les membranes sont faites de la même façon mais diffèrent de la nature des composants (figure 4)

40% de membranes sont constituées de lipides et 60% de protéines. Pas de glucose dans les membranes mais on peut trouver des résidus ou fragments de glucides associés à la membrane pour renforcer = Glycocalyx = ensemble constitué de glucide qui vient prendre place à la surface de la membrane cellulaire.

Les lipides sont à la base de la structure membranaire (figure 5 : polarisés) :                        

→ 50% phospholipides        (voir schémas)                                                                        → 30% Sphingolipides                                                                                              → 20% Cholestérol (excès amène à une potentielle maladies cardio-vasculaire)

Ces lipides sont dit Amphiphiles = possèdent à la fois un groupe hydrophile (tête qui établie liaison avec les molécules d’eau) et hydrophobe (queues : incompatibles avec l’eau)

Membrane biologique = structure dynamique, équilibre dynamique, possède une perméabilité. Les phospholipides peuvent changer de couche.

Les lipides ont un mouvement de rotation sur eux-même, par diffusion latérale ou par « flip-flop »

B) Protéines

Au sein de la couche lipidique se trouvent des protéines dite Extrinsèques ou Intrinsèques      (voir schéma)

Elles se déplacent sur la membrane sans quitter leur localisation de fonction,

Rôle de protéines :

→ Récepteur (reception et transduction du signal)                                                              → Transporteur                                                                                                                                                          → Adhérence cellulaire (reconnaissance + adhérence aux autres cellules)                                             → Catalyse enzymatique

* transduction : connexion de la membrane avec cytosquelette

C) Glucides

Constituent le clycocalyx = petite molécule extracellulaire liées aux lipides (glocoprotéines ou glycolipides = manteau cellulaire)

Jouent rôle de reconnaissance cellulaire, il est responsable du système AVO qui détermine les groupes sanguins, Ils protègent les cellules des agressions :

* mécaniques (choques entre les mol comme GB) * acide (sel dans estomac) * enzyme (protéase qui attaque)

=> Rigidifient la mb cellulaire

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