La Cellule

Cours Ifsi - Biologie fondamentale - la cellule (partie 1)

La biologie fondamentale (UE 2.1 S1) est un enseignement dense mais néanmoins indispensable aux étudiants en soins infirmiers. Ce premier cours s'inscrit dans une longue série qui, une fois par semaine s'enrichira d'une nouvelle contribution. Bonne lecture et bon travail d'assimilation !

1. Généralités sur la cellule

La cellule est une unité fondamentale, structurale et fonctionnelle des organismes vivants.

Elle peut remplir toutes les fonctions de l’organisme : le métabolisme, le mouvement, la croissance, la reproduction et la transmission héréditaire.

La cellule est une entité vivante qui fonctionne de manière autonome, mais, coordonnée avec les autres.

On distingue 2 types de cellules

• Les cellules eucaryotes : elles possèdent un noyau et le matériel génétique est délimité par une structure membranaire.Exemple : l’homme, la levure

• Les cellules procaryotes : elles ont leur propre matériel génétique libre dans la cellule et sont dépourvues de noyau.Exemple : Escherichia coli

1. Nucléole - 2. Noyau - 3. Ribosome - 4. Vésicule - 5. Réticulum endoplasmique rugueux (granuleux) - 6. Appareil de Golgi - 7. Microtubule - 8. Réticulum endoplasmique lisse - 9. Mitochondrie - 10. Lysosome - 11. Cytoplasme (rempli par le cytosol) - 12. Peroxysome - 13. Centrosome

2. Structure de la cellule

2.1. La membrane cellulaire ou plasmique

La cellule est entourée par une membrane plasmique ou membrane cellulaire délimitant ainsi un espace intérieur et un espace extérieur.

2.1.1. Structure de la membrane plasmique

La membrane plasmique ou cellulaire est composée de phospholipides, de protéines et de molécules de cholestérol.

Les phospholipides sont amphiphiles.

Chaque élément lipidique possède un pôle hydrophile (qui aime l’eau, tourné vers l’extérieur) et un pôle hydrophobe (qui n’aime pas l’eau, tourné vers l’intérieur) se faisant face dans la bicouche lipidique.

Bien que la structure de base de la membrane plasmique (et de toute membrane biologique) soit déterminée par la double couche lipidique, la plupart des fonctions spécifiques sont portées par les protéines.

On distingue différentes formes d'associations protéiques à la membrane :

• Les protéines transmembranaires ;

• Les protéines membranaires intrinsèques ;

• Les protéines membranaires périphériques.

2.1.2. Fonctions de la membrane plasmique

La membrane plasmique a plusieurs fonctions :

• Protection de la cellule du milieu extérieur ;

• Entoure les cellules, formant des compartiments fermés en séparant les unes des autres les cellules et permettant ainsi leur individualité ;

• Échanges entre la cellule et le milieu extérieur soit par diffusion passive des molécules (pas besoin de transporteurs protéiques ni d’énergie) soit par transport actif (nécessité d’un transporteur protéique et d’énergie). Elle contrôle ainsi l’entrée des substances nutritives et le rejet des déchets ;

• Reconnaissance de certains produits auxquels elle va réagir par le biais de récepteurs présents dans la membrane. Elle est donc une sorte de capteur de signaux externes permettant à la cellule de se modifier en réponse aux modifications de l’environnement ;

• Identification de la cellule par la présence de cellules spécifiques telles que les protéines du système HLA, des groupes sanguins et rhésus.

2.1.3. Les transports membranaires

La membrane plasmique de par le caractère hydrophobe de la couche lipidique ne permet pas le passage de molécules polaires, cependant le fait que les cellules doivent régler les concentrations ioniques intracellulaires montre que la membrane est cependant perméable.

La cellule est vivante et se nourrit donc en puisant dans le milieu extra cellulaire les nutriments nécessaires au maintien de son activité et de sa croissance.

Elle rejette dans le milieu extra cellulaire les produits de dégradation inutiles ou toxiques.

C’est à travers la membrane plasmique ou à l’aide de celle-ci que vont s’effectuer les échanges.

Il existe 2 modes de transport transmembranaire : les molécules peuvent traverser la double couche par un mouvement spontané vers l’équilibre sans apport d’énergie, dans le sens du gradient de concentration on parle dans ce cas de transport passif.

2.1.3.1. Le transport passif

Il peut se faire sous forme de diffusion ou d'osmose.

2.1.3.1.1. La diffusion

La diffusion est le mouvement des molécules d’une zone où elles sont en concentration élevée vers une zone où elle est en faible concentration, elle suppose donc un gradient de concentration.

- La diffusion simple

Ce type de passage n'est possible que si la molécule est « soluble » dans la membrane phospholipidique, c'est-à-dire qu'elle peut traverser directement la bicouche de phospholipides.

La molécule doit donc être hydrophobe (apolaire) ou, si elle est hydrophile (polaire), être suffisamment petite (en pratique : éthanol).

Les caractéristiques de ce transport sont :

• une absence de saturation, la vitesse de diffusion dépend uniquement de la différence de concentration (gradient de concentration, ou électrochimique pour des ions) ;

• une absence de spécificité (il n'est pas régulé) ;

• et une certaine lenteur : les molécules doivent se dissoudre dans la double couche de phospholipides avant de passer de l'autre côté.

Ce mécanisme est lent par rapport à la diffusion facilitée.

Les substances non polaires

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