Tous les organismes sont constitués de cellules

– La cellule est l’entité la plus simple de la matière qui peut vivre ( se reproduire)

– La structure cellulaire est corrélée à la fonction cellulaire

– Toutes les cellules sont liées entre elles

Les virus ne sont pas considérés comme des cellules parce que leur survie dépend d’autres organismes

Comment pouvons-nous étudier les cellules?

Normalement, les cellules sont trop petits pour être vus à l’œil nu, nous devons utiliser des microscopes et d’autres techniques telles que la biochimie pour les étudier.

Microscope optique: le meilleur grossissement de 1/1000

La qualité de l’image dépend de trois éléments :

1) l’agrandissement: le taux de la taille de l’image de l’objet à sa taille réelle

2) la résolution: la clarté de l’image (la taille minimale visible)

3) le contraste

 

La microscopie électronique:

Deux types de microscopes électroniques sont utilisés pour étudier les structures subcellulaires :

1) Les microscopes électroniques à balayage : concentration d’un faisceau d’électrons qui aboutissant à la surface d’un échantillon.

2) microscopes électroniques à transmission: Focalisent un faisceau d’électrons à travers un échantillon (TEMS), ce type de microscope électronique est utilisé pour étudier la structure interne des cellules.

 

La biochimie

– Le fractionnement cellulaire sépare les principaux organites de la cellule et permet aux scientifiques de déterminer les fonctions des organites

– L’ultra centrifugeuse : fractionne les éléments constitutifs de la cellule

La biochimie et la cytologie permettent de corréler la fonction des cellules à leur structure

Les procaryotes et eucaryotes

Les composants basiques de toutes les cellules :

– la membrane plasmatique

– le cytosol

– les chromosomes (portent des gènes)

– les ribosomes (fabriquent des protéines)

L’unité structurelle et fonctionnelle de chaque organisme est l’un des deux types de cellules: procaryote ou eucaryote.

Seuls les organismes telles que les bactéries et les archées sont de organismes procaryotes. Les champignons, les animaux et les plantes sont quant à eux des organismes eucaryotes.

Les cellules procaryotes :

– Pas de noyau
– L’ADN constitue une entité indépendante nommée nucléoïde
– les organites ne sont pas limités par des membranes
– Le cytoplasme est délimité par la membrane plasmique

 

Les cellules eucaryotes

– L’ADN est un noyau délimité par une enveloppe nucléaire
– Le cytoplasme se situe dans la région entre la membrane plasmique et le noyau
– Les cellules eucaryotes sont généralement beaucoup plus grandes que les cellules procaryotes

Dans le centre du noyau, il y a une région concentrée appelé le nucléole et c’est là que l’ARN ribosomal est formée et traitée; c’est aussi l’endroit où il y a formation d’autres complexes protéiques qui seront ensuite assemblés dans le noyau.

Dans le cytoplasme, on retrouve le réticulum endoplasmique, l’appareil de Golgi, les mitochondries ainsi que le centriole qui est la région où a lieu la division cellulaire et nous avons aussi les lysosomes, les péroxysomes et à l’extérieur de la cellule nous pouvons voir des microvillosités de la cellule.

Le noyau

– Le noyau contient la majeure partie des gènes de la cellule.
– Une enveloppe entoure le noyau nucléaire, le séparant ainsi du cytoplasme
– La membrane nucléaire est un double membrane dont chacune est constituée d’un double couche lipidique.
– Les pores membranaires régulent l’entrée et la sortie des molécules du noyau.
– La forme du noyau est maintenue par la lamina nucléaire qui se compose de protéines.

Les ribosomes: usines à protéines

– Les ribosomes sont des particules constitués d’ ARN et de protéines ribosomaux.

– Les ribosomes effectuent la synthèse des protéines dans deux lieux:

dans le cytosol pour (ribosomes libres)

à l’extérieur du réticulum endoplasmique rattaché à la membrane nucléaire (ribosomes membranaires)

Le système endomembranaire régule le trafic des protéines et exécute des fonctions de métabolisme dans la cellule.

Le ribosome est composé d’une grande sous-unité et d’une petite sous-unité. Entre ces deux unités passe l’ARNm qui va être traduite en protéine sortant du ribosome.

Le système endomembranaire régule ainsi le trafic des protéines et exécute la fonction métabolique de la cellule.
Les composants du système endomembranaire sont :
– l’enveloppe nucléaire
– l’endoréticulum plasmatique
– l’appareil de Golgi
– les lysosomes
– les vacuoles
– la membrane plasmique
Ces composants peuvent être des entités indépendantes communiquant via le transfert des vésicules.

Le réticulum endoplasmique

– Le réticulum endoplasmique (RE) représente plus de la moitié de la membrane totale dans la plupart des cellules eucaryotes.
– La membrane du RE est en continuité avec l’enveloppe nucléaire.
– Il existe deux types de RE :
les RE lisse qui n’ont pas de ribosomes
les RE rugueux avec des ribosomes à leur surface

Le RE lisse:
– synthétise les lipides.
– métabolise les glucides
– détoxifie
– emmagasine le calcium

Le RE rugueux:
– a des ribosomes qui secrètent des glycoprotéines (protéines covalente liés aux hydrates de carbone)
– distribue des vésicules de transport de protéines entourées par une membrane
– est une usine de synthèse de la cellule

L’appareil de Golgi

– est constitué de membranes aplaties sacs appelés citernes
– modifie les produits de la Réticulum endoplasmique
– fabrique des macromolécules
– trie et stocke les molécules dans des vésicules de transport

Lysosomes: compartiments digestifs

– Certains types de cellules peuvent engloutir d’autres cellules par phagocytose et former une vacuole alimentaire
– Le lysosome fusionne alors avec la vacuole alimentaire et digère les molécules.
– Les lysosomes utilisent des enzymes pour recycler les cellules et les macromolécules : un processus appelé autophagie.

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Les mitochondries et les chloroplastes
– Les mitochondries sont les sites de la respiration cellulaire : un des processus métabolique qui aboutit à la formation d’ ATP.
– Les chloroplastes trouvés dans les plantes et les algues sont les sites de la photosynthèse.
– Les peroxysomes sont des organites détoxifiantes

Les mitochondries et les chloroplastes

– Ne font pas partie du système de endomembrane
– Ont une double membrane
– Ont des protéines produites par les ribosomes libres.
– Contiennent leur propre ADN

Les mitochondries: conversion de l’énergie chimique
– Les mitochondries sont dans presque toutes les cellules eucaryotes
– Elles ont une membrane extérieure lisse et une membrane interne pliée en crêtes.
– La membrane interne crée deux compartiments: l’espace de la membrane inter membranaire et la matrice mitochondriale.
– Certaines étapes métaboliques de la respiration cellulaire sont catalysées dans la matrice mitochondriale
– Les crêtes présentent une grande surface pour des enzymes qui synthétisent l’ATP
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Chloroplastes: capture de l’énergie lumineuse
– Le chloroplaste est un membre d’une famille d’organites végétaux appelés plastes
– Les chloroplastes contiennent le pigment chlorophylle vert, ainsi que des enzymes et d’autres molécules qui fonctionnent de la photosynthèse

– Les chloroplastes se situent dans les feuilles de plantes vertes et d’algues.

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Peroxysomes: oxydation

– Les peroxysomes sont des compartiments métaboliques liés par une seule membrane
– Les peroxysomes produisent du peroxyde d’hydrogène et le convertissent en eau.
– L’oxygène est utilisé pour briser les différents types de molécules