Biologie Cellulaire Résumé Cours Magistraux 1e605t

Résumé de la biologie cellulaire

Résumé De La Biologie Cellulaire By : Uchiha Madara

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Instruments d’étude de La Cellule A- La Microscopie : Technique de préparation pour : *Microscopie Optique : (pouvoir séparateur du M.O : 0.1 µm) 1- Fixation (pour la conservation) 2- Déshydratation (usage des Alcools) 3- Inclusion (usage de la paraffine qui joue un rôle de ) 4- Microtomie : coupes de 1µm à 10µm d’épaisseur 5- Etalement : sur une lame de verre 6- Coloration 7- Observation *Microscopie électronique : (pouvoir séparateur du M.E : 0.2nm) 1- Fixation 2- Déshydratation 3- Inclusion (usage des gélules de résine) 4- Ultramicrotomie : coupes de 30nm d’épaisseur 5- Recueil dans une grille métallique 6- Coloration par des métaux lourds 7- Observation

B- Biochimie I- La centrifugation : *Centrifugation Zonale : Les particules sont séparées selon leur coefficient de sédimentation/ taille *Centrifugation Isopycnique : Les particules sont séparées selon leur densité de flottation

II- La Chromatographie : *Chromatographie de Partage : Les particules ( Micro + Macro ) sont séparées selon leur degré de solubilité dans un mélange de solvant ( ex : l’eau + alcool ) les particules les plus solubles migrent le plus loin et les moins solubles migrent le moins loin *Chromatographie sur colonne :

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Résumé de la biologie cellulaire  Chromatographie par gel de filtration : les molécules sont séparées selon leur taille  Chromatographie par échange d’ions : Les molécules sont séparées selon leur charge électronique

III- L’électrophorèse des protéines : L’électrophorèse par SDS, permet de séparer les protéines selon leur charge électrique en présence de SDS ( SDS = détergent anionique ) , ainsi , les protéines chargées positivement migrent vers le pôle (-) et celles qui sont chargées négativement migrent vers le pôle (+).  Rôle de SDS = élimination des ponts disulfures

C- Biologie moléculaire D- Culture Cellulaire

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La Membrane Plasmique : A- Morphologie : - La membrane plasmique est une membrane trilamellaire de 7.5nm , composée de 2 feuillets denses ( 2nm pour chacun ) et un feuillet claire de 3.5nm.  Cellcoat : structure d’aspect fibreux de 15nm à 20nm, en du feuillet externe de la MP -L’étude de la structure de la MP se fait par la technique << Cryodécapage >>  les étapes du Cryodécapage : 1- Congélation : à -196°C 2- Fracture 3- Ombrage : Surface de la fracture 4- Réplique

B- Composition Chimique : 40% lipides et Glycolipides 60% Protéines et Glycoprotéines

Rappel des constituants cellulaires : Constituants minéraux :Eau + Sels Minéraux Les Glucides :  Les Monosaccharides (ou Oses) Les Disaccharides : 2 Oses liés par une liaison glycosidique Les Oligosaccharides : ramifiés , s’associent à des protéines pour donner des glycoprotéines et à des lipides pour donner des glycolipides Les Polysaccharides : Non ramifiés ( GAG = GlycosAminoGlycanes ) s’associent à des protéines pour donner des protéoglycanes

Les lipides : Insolubles dans l’eau , On distingue :  Les lipides simples : esters d’acide gras : A.gras(chaine linéaire de

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Résumé de la biologie cellulaire carbone saturé) + Alcools (Glycérol) Les lipides complexes : amphiphiles = tête hydrophile et queue hydrophobe *Phospholipides : (60%) –phosphoglycérides + sphingomyéline *Cholestérol (23%) amphiphile, intervient dans la fluidité et la stabilité de la MP *Glycolipides (3%) *Autres (1%)

Les Protéines : Primaires : séquence en résidus d’acides aminés  Secondaires : hélices alpha ou feuillet béta  Tertiaires : hélice alpha + feuillet béta  Quatrenaires : associations de plusieurs protéines monomères (sous forme de sous unités)

Les Bases azotés , Les Nucléosides , Les nucléotides Modèle moléculaire de la MP : La membrane plasmique est une mosaïque fluide = mélange de protéines et de lipides les lipides : disposés en bicouche avec des queux hydrophobes formant le feuillet claire moyen et les têtes hydrophobes formant les 2 feuillets denses externe et interne les protéines : 3 types de protéines : * Protéines intégrées : sous forme d’un hélice alpha , on distingue 3 types de protéines intégrées : protéines bitopiques (à traversé unique ) ,polytopiques (à traversé multiple) et monotopique (à demitraversé) -ces protéines intégrées sont amphiphiles avec une partie moyenne hydrophobe et des extrémités hydrophiles en e avec le cytosol et la Matrice extracellulaire -Les protéines dont l’extrémité NH2 se trouve dans le milieu cytosolique sont des protéines du type I *Protéines périphériques : se trouvent du côté cytosolique ou extracellulaire, certaines sont liées à des protéines intégrées, d’autres sont liées aux lipides par GPI (si elles sont orientées vers la matrice extracellulaire) ou par un acide gras (si elles sont orientées vers le côté cytosolique)

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La membrane plasmique est asymétrique : cela est du à la présence des oligosaccharides et des ponts disulfures au niveau de l’hémicouche externe et à la présence des acides gras INSATURES au niveau de l’hémicouche interne Cell Coat = protéines périphériques + Oligosaccharides + GAG, ses fonctions :  Assurer la protection chimique de la MP  Garder la charge négative de la surface cellulaire  Activités enzymatiques  Adhérence cellulaire La membrane plasmique est fluide = mobilité de ses éléments : *Mobilité des lipides : Diffusion latérale + Rotation + Flexion + Flipflop(par intervention de la flipase ) Les éléments influant la mobilité des lipides : augmentation de la température + diminution du cholestérol + augmentation des acides gras insaturés *Mobilité des protéines : Diffusion latérale + Rotation

Transport membranaire des petites molécules : I-Transport if sans transporteur ou Diffusion Simple : -se fait dans le sens du gradient de concentration -au niveau de la couche bilipidique

II- Transport if par transporteur : Les canaux ioniques : *Canaux ioniques potentiel dépendants : l’ouverture et la fermeture de ces canaux sont en fonction de la concentration ou du potentiel de membrane *Canaux ioniques ligands dépendants : l’ouverture de ces canaux dépend de la fixation d’un ligand, le site de fixation peut être sur la face cytosolique ou extracellulaire Les aquaporines : protéines intégrées formant un canal ionique, qui transporte l’eau et des petites molécules non chargées

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Résumé de la biologie cellulaire Le transport facilité : par intervention des PERMEASES, contrôlé par la baisse de la concentration intracellulaire, ce transporteur oscille entre deux formations pour le site de fixation de la molécule, PONG pour le milieux extracellulaire et PING pour le milieu intracellulaire (exemple : GLUT1 transporteur du glucose au niveau des Globules Rouges) , N.B. : Vmax correspond à l’état om tout les transporteurs sont occupés

III- Transport Actif : Transport actif par une ATPase : pompes ioniques, exemple : pompe Na+/K+ ATPase ; 3Na+ sortent vers le milieu extracellulaire et 2K+ entre dans le milieu intracellulaire, +++ L’Ouabaïne : inhibiteur de la pompe Na+/K+ ATPase Les Co-transports = transport actif + transport if, on distingue 3 types de Co-transporteurs: Les symports : les 2 transports se font dans le même sens : exemple symport Na+/glucose N.B. : L’Ouabaïne inhibiteur des symports. Les antiports : les 2 transports se font dans 2 sens opposés : exemple échangeur Na+/H+ Les uniports : transport d’un seul ion ou une seul molécule

Transport Membranaire des macromolécules et des particules : -L’endocytose = pinocytose (liquides) + phagocytose (solides)

I-Endocytose par vésicules non recouvertes de type : Pinocytose -éléments liquides piégés dans une région de la MP au niveau desquelles la MP se déprime, se creuse puis se pince en résultant une vésicule lisse qui livrera son contenu à la cellule ou elle traversera la cellule et livrera son contenu au milieu extracellulaire par exocytose. N.B. : Tracytose = endocytose + exocytose

II-Endocytose par l’intermédiaire des récepteurs avec formation de vésicules recouvertes de Clathrine : -éléments nécessaires pour ce phénomène: Clathrine + béta-adabtine = couverture de la vésicule recouverte (la

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Résumé de la biologie cellulaire Clathrine a un aspect de triskélion) Récepteurs : Glycoprotéines intégrées Dynamine : ferme et détache la vésicule recouverte HSP : fait perdre la vésicule recouverte sa couverture +++ Le puits recouvert = la concentration des récepteurs

III- La phagocytose = endocytose des éléments solides - La phagocytose se déroule en 3 étapes : (exemple de la phagocytose d’une bactérie) *phase d’adhérence : favorisée par l’opsonisation +++ l’opsonisation est un phénomène dans lequel la bactérie se fait entouré par des Anticorps *phase rhéologique : écoulement de la matière => formation d’un phagosome +++ Phagosome = Matière (bactérie) + pseudopodes *phase de digestion : le phagosome fusionne avec un endosome tardif pour donner un phagolysosome où se fera la destruction de la bactérie N. B. : La cytochalasine B inhibe la phagocytose mais pas la pinocytose

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La membrane plasmique : différenciation, molécules d’adhérence, Jonctions cellulaires : Différenciation de la MP apicale : I- Les microvillosités simples : -structures dynamiques qui apparait et disparait, elles augmentent l’espace d’échange et aident les GB dans le déplacement -on les trouve dans les cellules épithéliales et les GB

II- Le plateau strié : -correspond à la présence de microvillosités, nombreuses et régulières. -l’axe des microvillosités contient des microfilaments longitudinaux *Composition chimique: l’axe de la microvillosité contient 20 à 30 microfilaments d’actine liés par des protéines associées (fimbrine + villine + myosine I). Sous ce réseau il y a une couche des filaments intermédiaires. *Fonction : joue un rôle très important dans l’absorption et caractérise les enterocytes

III- La bordure en brosse : -semblable au plateau strié sauf que ses microvillosités sont plus longues et plus larges. On la trouve au niveau des cellules des tubes proximaux du rein.

IV- Les stéréocils: -Correspondent à des microvillosités très longues, flexibles, dépourvues des microfilaments, on les trouve dans les cellules du tube de l’épididyme.

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V- Les cils stéréoscopiques : -Correspondent à des microvillosités très longues, attachées les unes aux autres dans leurs extrémités distales par des protéines, caractérisent les cellules ciliées de l’oreille interne. - Contiennent des microfilaments d’actine croisés dans leurs extrémités proximales.

VI- Les cils vibratiles :

on les trouve au niveau de la trachée

L’adhérence cellulaire et molécules d’adhérence : I-Mise en évidence : Deux types de molécules d’adhérence : Ca2+ dépendantes et Ca2+ indépendantes.

II-Classification et types d’interaction : 4 superfamilles : -Les -Les -Les -Les

CAM Ca2+ indépendantes : Superfamille des immunoglobulines CAM Ca2+ dépendantes : Superfamille des Cadhérines CAM Ca2+ dépendantes : Superfamille des Séléctines SAM Ca2+ dépendantes : Superfamille des intégrines

+++ CAM = entre cellules et SAM = entre cellule et Matrice extracellulaire Types d’interactions : Entre CAM : identiques=homophilyques différentes =hétérophilyques Entre Cellules : identique=homotypiques différentes =hétérotypiques

III-Les principales molécules d’adhérence : *Les immunoglobulines : Ca2+ indépendants : Les N-CAM : Tissu nerveux, 3 formes chez l’adulte : -2 formes : molécules transmembranaires avec une extrémité COOH cytosolique -1 forme : protéine périphérique attachée à la MP sur la face extracellulaire par GPI type d’interactions : homophylique + homotypique + hétérotypique + hétérophylique Les I-CAM : cellules endothéliales : interaction hétérotypiquehétérophylique *Les Cadhérines : Ca2+ dépendants : cellules épithéliales + cellules nerveuses + cellules musculaires + épiderme. Cadhérines désmosomales : présentes chez les désmosomes fonction : formation du tube neural + jonction + adhérence

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*Les Séléctines : Ca2+ dépendants : interviennent dans des adhérences brèves : dans les compartiments vasculaires particulièrement dans l’interaction des leucocytes avec les cellules endothéliales *Les Intégrines : Ca2+ dépendants : SAM, composés de sous-unités alpha et béta 3 superfamilles principales des intégrines :  famille des récepteurs de la fibronectine  famille des récepteurs des plaquettes  famille des récepteurs des leucocytes +++es focaux : Q.E.

Les différenciations de la MP latérale : I-Juxtaposition simple de 2 cellules : dans ce cas les 2 cellules adhérent par CAM

II-Les interdigitations : deux cellules peuvent être séparées par des interdigitations entre lesquelles se trouvent des microfilaments d’actine. Les interdigitations permettent une adhérence plus solide que la simple juxtaposition. (Inhibiteur: Cytochalasine-B)

III-Les jonctions intercellulaires : Jonction serrée : (Zonula Occludens) : se localise au niveau des épithéliums, elle entoure le pôle apical de la cellule, c’est la fusion des feuillets externe des MP des cellules adjacentes grâce au protéines intégrées Cadhérines E, et des protéines périphériques. Leur fonction est l’étanchéité et l’imperméabilité aux macromolécules, elles empêchent le mouvement des protéines de la MP apicale vers la MP latérale. (Inhibiteur : Toxine cholérique) Jonction diffuse : (Zonula adhaerens) : fait suite à la JS, entoure le pôle apical, elle se trouve au niveau des épithéliums. Possède des filaments d’actine, des Cathénines alpha béta et gamma et Cadhérine-E. Elle contribue à l’attachement mécanique des 2 cellules adjacentes en maintenant la rigidité. Désmosome : Présent dans les cellules épithéliales, il ne fait pas le tour de la cellule contrairement à la JS et la JD. Maintenu par des filaments

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Résumé de la biologie cellulaire intermédiaires (Tonofilaments de kératine). Participe à l’adhérence intercellulaire, et il est la jonction la plus résistante. Jonction communicante : (Jonction du type GAP) : dans les cellules épithéliales et non-épithéliales, des protéines intégrées de la famille des connexines, 6 connexines forment un connexon, les 2 connexon des 2 cellules en forment la jonction communicante qui permet le age des différentes molécules et enzymes.

Différenciations de la MP Basale : I- Les invaginations : Replis qu’on trouve dans les cellules qui jouent un rôle dans les échanges hydrominéraux (les cellules des tubes proximaux du rein). Les invaginations délimitent des compartiments dans lesquels se trouvent des mitochondries allongées = les bâtonnets de Heidenheim

II- L’hémidésmosome : Composé d’une partie intracellulaire (la plaque désmosomale), une partie extracellulaire et une partie claire entre le pôle basal et la lame basale traversée par des filaments. Il intervient dans l’attachement de l’épithélium avec la MEC (matrice extracellulaire).

Le Cytosquelette : -Le cytosquelette est un réseau de filaments protéiques structurant le cytoplasme des cellules eucaryotes. Il est responsable de la forme, de la mobilité de la cellule et de la répartition des organites. -Le cytosquelette est dynamique par polymérisation et dépolymérisation. -Il est constitué principalement par : Les microtubules (MT) Les microfilaments d’actine (FA) Les filaments intermédiaires (FI)

Les Microtubules : -tubes creux constitués de 13 particules globulaires. L’alignement longitudinal de ces particules donne un protofilament. L’association de 13 protofilaments constitue un microtubule. -la tubuline est une molécule formée de deux sous-unités alpha et béta -la présence de GTP entraine la polymérisation des tubulines, son

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Résumé de la biologie cellulaire remplacement par GDP entraine la dépolymérisation. Le MTOC (centre organisateur des MT) intervient dans ces 2 phénomènes. -L’association des tubulines en protofilaments et en MT se fait toujours avec extrémité alpha d’un côté et une extrémité béta du côté opposé, une extrémité (-) proche du noyau et une extrémité (+) loin du noyau. -La longueur des MT varie selon la concentration des tubulines. Elles perdent des tubulines dans le côté (-) et gagnent des tubulines dans le côté (+). Les inhibiteurs de la polymérisation : La Colchicine : inhibe la polymérisation La vinblastine : provoque le rassemblement des tubuline  favoriseur de la polymérisation ou stabilisateur : « Taxol » -il existe 2 formes de MT : les instables et les stables (par des protéines associées) : Les MAPs stabilisatrices : participent à la structure des MT : * Les protéines HMW : stabilisent les MT * Les protéines de Tau : Stabilisent les MT et accélèrent la polymérisation Les protéines motrices : *Les dynéines : transportent les vésicules de la périphérie vers le centre *Les kinésines : transportent les vésicules du centre vers la périphérie +++Fonction des MT : mouvement des chromosomes + transport des vésicules et des vacuoles + polarité cellulaire + forme cellulaire + transport de l’ARNm

Les filaments d’actine : -Filament de longueur variable, suite de sous-unités globulaires : Actine G, qui constituent l’Actine F. -En présence d’ATP, il y a polymérisation des Actine G  formation d’actine F, 2 actines F s’enroulent pour former un filament d’actine -Le filament d’actine a une extrémité + et une extrémité Les inhibiteurs : *Les Cythocalasines : se fixent sur l’extrémité + et inhibe la polymérisation *La phalloïdine : inhibe la polymérisation Les protéines ABP : Contrôlent la polymérisation et la dépolymérisation des FA Les fonctions des FA : Ces fonctions résultent des combinaisons des FA : *Les faisceaux contractiles : Constituent des anneaux des anneaux contractiles associés aux JS et JD et permettent le maintient de la forme du pôle apical.

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Résumé de la biologie cellulaire *Les faisceaux sérés : maintiennent de la forme des microvillosités, et ils sont responsables de l’apparition des pseudopodes. *Le réseau d’actine : Les FA forment des réseaux qui donnent au cytosol la résistance du gel maintenu par la filamine. *la fluidication du cortex cellulaire : grâce à la gelsoline qui fragmente les FA (cytosolsol) *les bactéries utilisent les FA pour échapper aux mécanismes de défense en ant d’une cellule à une autre. ___________________________________________________________________________

Les filaments intermédiaires : -Le monomère est leur sous-unité de base. Ces monomères s’associent pour former un dimère, ces dimères s’associent pour former des un tétramère, plusieurs tétramères s’associent pour former un protofilament, 8 protofilaments s’associent pour former un FI. -les FI ne sont pas polarisés -les FI sont très résistants, ils veillent sur la stabilité mécanique de la cellule -assurent la résistance mécanique et l’imperméabilité à l’eau de l’épiderme -interviennent dans la modification du diamètre des neurones.

Le Centriole et ses dérivés : Le centriole : -Cylindre dont la partie périphérique est faite de 9 triplets de microtubules : A le plus proche du centre, B et C le plus loin. -A est un MT complet contrairement à B et C qui ont en commun 3 sousunités.

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Résumé de la biologie cellulaire -Le diplosome est entouré d’une matrice péricentriolaire. L’ensemble constitue le MTOC. -La matrice péricentriolaire contient :  Les cyclines : interviennent dans la duplication Les tubulines gamma : interviennent dans la polymérisation -Formation : Les nouveaux centrioles naissent par duplication des anciens centrioles, cette duplication commence en G1 et termine en G2. *Les étapes: apparition à côté de chaque centriole d’une structure protéique en forme d’une roue de charrette 9 MT complets A se placent autour de la structure protéique les MT B et C se joignent au MT A pour compléter les triplets la croissance en longueur du nouveau centriole se fait de l’extrémité distale qui contient la roue de charrette vers l’extrémité proximale qui en ai dépourvue -Fonctions :  Rôle dans la formation du fuseau de division cellulaire et le transport des chromosomes vers les pôles  formation des corpuscules basaux chez les cellules ciliées organisation des MT cytoplasmiques

Les Cils vibratiles : -Les cils sont des filaments fins qui émergent du pôle apical de la cellule ciliée -Il y a une continuité entre le cil et le corpuscule basale -le cil dans sa partie moyenne il y a: +une paire de MT à son centre +autour de cette paire se trouve 9 doublets de MT : MT A petit et complet et MT B incomplet, ils ont 3 protofilaments en commun +Le MT A porte 2 bras de dynéines + le MT A est relié au MT B suivant grâce à un pont de nexine +le MT A est relié à la gaine centrale par les bras radiaires -le cil dans sa partie basale : +continuité entre les MT A et B du cil avec ceux du corpuscule basal avec une interruption du MT C +le corpuscule basal possède le dispositif en forme de roue en charrette

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Résumé de la biologie cellulaire - le mouvement ciliaire est un mouvement isochrome (se faire au même temps) et métachrome (produit des vagues) + mouvement sinusoïdal de la flagelle du spermatozoïde. -Fonction : le cil chasse les liquides pouvant nuire au bon fonctionnement des voies respiratoires et génitales

La mitochondrie -organite possédant son propre génome (circulaire), produit la majeure partie de l’ATP, ainsi que des hormones stéroïdes.

Structure morphologique : -Arrondie ou ovalaire et spiralée au niveau de la pièce intermédiaire. -Dispersées au niveau de l’hépatocyte, concentrées au pôle basal chez les cellules des tubes proximaux du rien, pôles basal et apical chez les enterocytes. -Membrane interne et membrane externe séparées par un espace

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Résumé de la biologie cellulaire intermembranaire -Membrane externe trilamellaire, EIM peu dense -Membrane interne trilamellaire envoie du côté de la matrice des crêtes mitochondriales qui contiennent des ATPosomes qui sont constitués d’une sphère F1 et un pied et une base F0 -On distingue : + Crêtes lamellaires : courantes + Crêtes tubulaires : cellules sécrétant des hormones stéroïdes + Crêtes prismatiques : cellules gliales du système nerveux

Composition chimique : -Membrane externe : contient : 40% lipide 60% protéine Les porines qui permettent le transport if des petites particules D’autres protéines de transport -Espace intermembranaire : riche en protons + cytochrome C -Membrane interne : contient 20 à 25% de lipide (absence du cholestérol et prédominance des cardiolipides qui permettent l’imperméabilité au proton H+ 75 à 80% des protéines : transporteurs, récepteurs, ATPosomes et ATP synthase et les complexes protéiques de la chaîne respiratoire +++ATPosomes : composés de 2 facteurs F1 et F0 *le facteur F1= l’ATP synthase : une sphère orientée vers la matrice, composée de 3 sous-unités alpha, 3 sous-unités béta autour d’une sousunité gamma *le facteur F0= hydrophobe, inséré dans la couche bilipidique, constitué de 9 à 12 sous-unités C autour d’une sous-unité gamma, il présente un transporteur de protons H+.

Les complexes protéiques de la chaîne respiratoire : -Complexe I = « l’NADH-déshydrogénase », catalyse le transfert d’une paire d’e- du NADH au coenzyme Q (molécule liposoluble qui permet le age d’e- du CI au CIII) +++C I= site de pompage d’H+ vers l’EIM

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Résumé de la biologie cellulaire -Complexe II = « Succinate-déshydrogénase » catalyse la réaction succinate-fumarate et participe dans le cycle de Krebs puis permet le transfert d’e- du succinate au FAD puis au coenzyme Q +++C II = pas de pompage d’H+ vers l’EIM -Complexe III = formé du cytochrome b et cytochrome c1, catalyse le transfert d’e- du coenzyme Q au cytochrome C +++C III = 2ème site de pompage d’H+ vers l’EIM -Complexe IV= « cytochrome oxydase » contient des cytochromes a et a3, cède ses e- à l’oxygène moléculaire +++C IV= 3ème site de pompage d’H+ vers l’EIM

La matrice mitochondriale : -Enzymes : décarboxylases et déshydrogénases qui interviennent dans le C.K -Différentes métabolites - mitochondrial + Ribosomes + ARNt + ARNm -Des ions

Les fonctions de la mitochondrie : Rôle énergétique ou respiratoire : La mitochondrie produit de l’ATP grâce à la phosphorylation oxydative consomme O2 et libère CO2 (respiration cellulaire) +formation de l’acétyl-CoA : À partir du pyruvate : au cytosol et grâce à la glycolyse une molécule de glucose donne 2 molécules du pyruvate qui pénètrent dans la matrice par un symport pyruvate/H+ où une molécule du pyruvate donne un acétylCoA A partir des acides gras : hélice de Lynen +Cycle de Krebs : au cours de ce cycle le radical acétyl est réduit en CO2, H+ et des e- . Les H+ et les e- libérés réduisent les NAD+ et les FAD liés à la succinate déshydrogénase en NADH, H+ et FADH2 +Transport des e- de FADH2 et NADH, H+ à l’oxygène moléculaire :

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Résumé de la biologie cellulaire **e- de NADHC I (avec pompage d’H+) CoQ C III (avec pompage d’H+)cytochrome CC IV (avec pompage d’H+)  O2O2** e- de FADH2CoQ C III (avec pompage d’H+)cytochrome CC IV (avec pompage d’H+)  O2O2+le age des protons vers l’EIM et l’imperméabilité de la MI des mitochondries créent un gradient des protons H+, pour rétablir l’équilibre, il se crée un flux des protons vers la matrice à travers les ATPosomes, cette force protonique est utilisée par F1 pour synthétiser une ATP à partir d’une ADP + Pi (la phosphorylation) et le O2 se réduit en H2O (l’oxydation) Bilan énergétique global à partir d’une molécule de glucose : -La glycolyse : 2 ATP + 2NADH, H+ -Cycle de Krebs : 6NADH, H+ + 2FADH2 et 2GDP -Les e- de navette = 4 ATP La synthèse par la mitochondrie des protéines mitochondriales : -Le génome mitochondrial : circulaire + code pour 13 protéines + ARNr + ARNt + comporte quelques différences avec le code universel -Les ribosomes mitochondriaux : Grande sous-unité + Petite sous-unité + chez l’homme le génome mitochondrial est transmit par la mère Importation des protéines d’origine cytosolique : -La mitochondrie code environ 10% de ses protéines, le reste est emporté du cytosol, cela implique : -Un message d’adressage + Des protéines chaperonnes. Synthèse des hormones stéroïdes : -La mitochondrie synthétise les hormones stéroïdes en coopération avec le REL -Cytochrome P450 qui se trouve dans la membrane interne transforme le cholestérol en hormones stéroïdes Co-transport Autres fonctions:-Contrôle la concentration cytosolique du Ca2+ avec le REL -Synthèse des précurseurs de certains acides aminés

La biogénèse des mitochondries : -Les mitochondries ont une origine maternelle -les mitochondries se renouvellent en se divisant

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Basophilie et Ribosomes -la majeure partie des ARN cytoplasmiques fait partie des ribosomes -les ribosomes sont soit libres soit attachés à des membranes du RER -les ribosomes sont soit isolés soit forment des polysomes (Ribosomes+ ARNm)

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Résumé de la biologie cellulaire -les ribosomes sont constitués de 2 sous-unités : grande sous-unité et petite sous-unité

Composition chimique : Ribosome eucaryote= 80S Grande sous-unité= 60S ; 65% est constituée de ARN 28S + ARN 5.8S + ARN 5S et 35% est composée de 49 polypeptides Petite sous-unité= 40S ; 50% composée d’ARN 18S et 50% composée par 33 polypeptides

Biogénèse des Ribosomes : - Les ARNr sont synthétisés au niveau du nucléole à l’exception du 5S - Les protéines ribosomales sont d’origine cytosolique

Fonction des ribosomes : La synthèse protéique : Traduction : elle nécessite en plus des ribosomes : ARNt + ARNm + acides aminés + enzymes + énergie *Ribosomes : petits ateliers qui contiennent des ARNr et qui ont besoin des protéines annexes : facteurs d’initiation, d’élongation et de terminaison. Ils possèdent deux sites de liaison : Site P (peptidyl-ARNt) et site A (Aminoacyl-ARNt) et un site E (exit) *ARNm : copie de l’ADN (transcription) qui dirige la synthèse des protéines *ARNt : Possède 3 boucles qui lui donnent la forme d’un trèfle. La 2ème boucle contient l’anticodant qui reconnaît l’ARNm lié au ribosome

Déroulement de la traduction : *L’initiation : -Les deux sous-unités ribosomales sont séparées -L’initiateur le méthionyl-ARNt se place sur le site P -L’ARNm se lie ensuite à la petite sous-unité qui se déplace jusqu’à ce que le codon AUG se met vis-à-vis de son anticodant UAC -Liaison des 2 sous-unités +++Le facteur d’initiation = formyl-méthionyl ARNt

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Résumé de la biologie cellulaire *L’élongation : -Le 2ème acide aminé se place dans le site A -Détachement du 1er acide aminé de son ARNt et ajout d’une liaison peptidique entre les 2 acides aminés -Le 1er ARNt est expulsé puis le ribosome se déplace d’une unité codante en faisant é le 2ème acide aminé du site A au site P -Un 3ème acide aminé apporté par son ARNt se place sur le site A +++Enzyme intervenant dans l’élongation : peptidyl-transférase *La terminaison : -Un facteur de terminaison se place dans le site A vis-à-vis du codon STOP -La peptidyl-transférase ajoute H2O pour former l’extrémité COOH -Le complexe se dissocie

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RER (Réticulum endoplasmique rugueux) -Le RER est un réseau endomembranaire dont la surface est parsemée de ribosomes -Membranes trilamellaires délimitant des citernes -Des ribosomes souvent sont sous forme de polysomes, attachées sur la surface cytosolique par leurs grandes sous-unités -Le RER peut se présenter sous-forme de citernes dilatées (préparation pour la sécrétion) ou sous forme de vésicules -Le RER est en continuité avec la membrane nucléique, le REL et l’appareil de Golgi

Composition chimique : -membranaire : 30% de lipides (+++Dolichol) 70% de protéines (récepteurs, transporteurs et enzymes +++translocons) -citernes : Protéines solubles + Protéines chaperonnes (BIP) + Protéinedisulfure isomérase

Fonctions : Synthèse et transport des protéines : -Les protéines destinées au RE, aux endosomes, aux lysosomes, à l’AG, à la MP et celles destinées à l’exportation sont synthétisées par les ribosomes liés au RER -Les protéines destinées au noyau, mitochondries et aux peroxysomes sont synthétisées par les ribosomes libres -Les protéines synthétisées par les ribosomes du RER ent par l’AG ensuite les grains des secrétions. +++Mise en évidence par Autoradiographie

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Translocation des protéines au niveau du RER : -Le début de la traduction débute toujours dans le cytosol -Dans le cas des protéines destinées au RER, elles possèdent dans leurs Nterminale un peptide signale, reconnu par SRP à laquelle il se lie. -La SRP possède 3 domaines : 1 pour le peptide signal, 1 au ribosome et 1 au récepteur de la membrane du RER -Une fois la SRP se ligne au signal et au ribosome la traduction s’arrête -Le composé formé se lie au RE par l’intermédiaire d’un récepteur du ribosome lié au translocon -Ouverture du canal vu qu’il était formé par une protéine chaperonne BIP -La traduction reprend une fois le canal est ouvert, et la SRP est recyclée +++servez vous des schémas pour mieux comprendre cette partie

N-glycosylation des protéines solubles ou transmembranaires : -La majorité des protéines qui transitent par le RER sont N-glycosylées sur un résidus asparagine Asn -La N-glycosylotransférase est l’enzyme qui accroche l’oligosaccharide sur l’Asn, qui doit faire partie de l’une des suites suivantes : Asn-X-Ser ou AsnX-Thr, pour être connu par la N-glycosylotransférase -L’oligosaccharide qui sera placé sur l’Asn est transféré du Dolichol vers la protéine -Le Dolichol est basculé vers la lumière grâce à un flip-flop, pour faire en sorte que l’oligosaccharide sera du côté luminal

Déroulement de la N-glycosylation : 1ère étape : sur la face cytosolique, 7 résidus de sucre sont apportés au Dolichol-phosphate 2ème étape : basculement du Dolichol par flip-flop, la chaîne oligosaccharide devient du côté luminal. 3ème étape : basculement d’autres Dolichols apportant d’autres résidus de sucre pour l’ancien Dolichol, ainsi l’oligosaccharide e à 14 résidus 4ème étape : l’oligosaccharide à 14 résidus se fixe sur l’Asn grâce à la glycosyl-transférase. 5ème étape : l’arborisation est dégradée en 10 résidus de sucre Rôle : -modifie la charge et la solubilité de la protéine -certains oligosaccharides représentent des signaux de ciblage

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Résumé de la biologie cellulaire

Repliement des protéines dans la lumière du RER

REL (Réticulum Endoplasmique Lisse) -composés de membranes trilamellaires -30% des lipides et 70% des protéines (cytochrome P450 dont le rôle est la détoxification + des enzymes impliquées dans la synthèse des hormones stéroïdes)

Fonctions : Détoxification : -élimination des produits toxiques -ces produits subissent une hydroxylation suivie d’une glycuroconjugaison ou sulfoconjugaison, pour les rendre soluble pour faciliter leur élimination

Métabolisme du glucose Glycogénogénèse et glycogénolyse : Le REL possède la glucose-6phosphatase, la seule enzyme du métabolisme du glucose dans le REL

Stockage du calcium : Cas du réticulum sarcoplasmique chez les cellules musculaires

Synthèse des hormones stéroïdes par des cellules spécialisées : En coopération avec la mitochondrie

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Résumé de la biologie cellulaire

Appareil de Golgi (AG) -L’appareil de golgi est une structure polarisée composée de plusieurs dictyosomes

Morphologie : L’AG est souvent supranucléaire, parfois infranucléaire et périnuléaire chez la majorité des cellules nerveuses. *L’AG est une structure polarisée : -face destinée au RER : reçoit les protéines -face destinée à la MP : envoie les protéines *L’AG se compose d’un ou plusieurs dictyosomes de forme généralement circulaire *chaque dictyosome se compose de : Saccules aplatis : chacun présente une face convexe : face cis ; face de formation, et une face concave : face trans ; face de maturation Vésicules : vésicules de transition : dans la face cis vésicules de transfert et sections de canalicules: disposées latéralement vésicules au niveau de la face trans Vacuoles : sur la face trans= fusion des vésicules *on peut distinguer 4 parties fonctionnelles du dictyosome : Golgi-cis Golgi-médian Golgi-trans TGN (réseau transgolgien) *Le rapport entre l’AG et les MT : La désorganisation des MT provoque la fragmentation de l’AG, alors les MT jouent un rôle de stabilisateurs

Composition chimique :

Des membranes : Golgi-cis : P/L = 2 Golgi-trans : P/L =1 (structure rappelle celle de la MP)

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Résumé de la biologie cellulaire N.B. : P/L = rapport protéines/lipides donc P/L = 2 veut dire 2/3 protéines et 1/3 lipides et P/L=1 veut dire 50% protéines et 50% lipides Du contenu des cavités : certaines protéines sont en transit

Fonctions : I-Modification des oligosaccharides N-liés -Le début de la N-glycosylation a eu lieu au RER, elle se poursuit dans l’AG, en ajoutant et enlevant certains sucres ; c’est la maturation des protéines

II-O-glycosylation des protéines : -l’ajout d’un GAG sur une sérine ou thréonine d’une protéine au niveau du Golgi-médian et trans par l’intermédiaire d’un tetrasaccharide, cette réaction est catalysée par la O-glycosylotransférase.

III-Sulfatation des GAG et des protéines IV-Phosphorylation du mannose : -Au niveau du golgi-cis, un ou plusieurs Mannose des glycoprotéines destinées aux lysosomes sont phosphorylés sur le carbone 6 Mannose  Mannose-6-phosphate qui représente un signale de tri vers les lysosomes

V-désacylation et réacylation des lipides membranaires : Remplacement des acides gras courts et insaturés par des acides gras plus longs et plus saturés, expliquant le fait que les membranes du golgitrans et la MP (7.5 nm) soient plus épaisses que celles du golgi-cis (6nm)

VI-Ségrégation et adressage des protéines : -Les protéines synthétisées par les ribosomes du RER vont être soit retenues dans le RER, soit envoyées vers l’AG, où elles peuvent avoir plusieurs destinations : Endosomes, Lysosomes, MP ou exportation. Cela nécessite la présence des signaux de rétention et des signaux de tri : *Signaux de rétention : KDEL et KKXX : portés par les protéines propres au RER: KDEL : séquence des protéines solubles du RER. Ces protéines, après leur formation elles sont envoyées vers l’AG (golgi-cis) où elles sont reconnues par des récepteurs, et elles seront retournées par le flux en retour au RE

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Résumé de la biologie cellulaire KKXX : séquence des protéines transmembranaires du RER. Elle n’est pas envoyée vers l’AG. *Signaux d’adressage aux lysosomes : -Les hydrolases lysosomales sont transportées du RE vers golgi-cis, où elles vont subir une maturation tout en progressant (phosphorylation du mannose en mannose-6-phosphate) vers golgi-trans. -Dans le TGN, les hydrolases sont reconnues par des récepteurs et se dirigent vers les lysosomes.

VII- L’AG est traversée par les flux membranaires : *Flux vectoriel centrifuge : -Renouvellement des membranes du RE, AG, endosomes, lysosomes, MP -Transport des protéines solubles et certaines protéines secrétées

Endosomes (vésicules recouvertes de Clathrine)

lysosom es

RE

MP

sécrétion constituti ve sécrétion contrôlée

-Sécrétion constitutive= sécrétion des protéines pour le renouvellement des membranes -Sécrétion contrôlée= une cellule a besoin d’un ordre pour sécréter ce genre de protéines comme l’insuline dans les cellules du pancréas +++inhibiteur du flux vectoriel centrifuge = La bréfeldine A

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Résumé de la biologie cellulaire *Flux rétrograde : Endosom e ou lysosom e

TGN

golgitrans

golgicis

RE

Les Endosomes : -Compartiment endomembranaire à l’origine des vésicules destinées aux lysosomes et à la MP. Se trouve à proximité de la MP (premier récepteur de l’endocytose) -On distingue : *Les endosomes précoces : (à la périphérie) : Reçoivent les vésicules de l’endocytose, après fusion, le contenu de la vésicule est versé dans l’endosome dont le pH=6 .5, suffisant pour dissocier le ligand de son récepteur. *Les endosomes tardifs : (près du noyau) : Le contenu des endosomes précoces est transporté vers les endosomes tardifs par l’intermédiaire des ECV ou MTV. Son pH=5.5, reçoit du golgi des hydrolases et des H+-ATPases et peut évoluer en lysosome.

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Les Lysosomes : -Organites cytoplasmiques qui contiennent des hydrolases, à pH=5 qui catalysent : AB+H2OAH + BOH

A-Morphologie : -Formations arrondies ou ovalaires, entourées d’une membrane (7.5nm), homogènes (riches en hydrolases) ou hétérogènes (entrain de détruire une bactérie) -Identification du lysosome  Cytochimie

B-Constitution chimique : 1-La membrane lysosomale : (P/L=1) Lipides= phospholipides (+++cholestérol=très rigide) Protéines=+++glycoprotéines dont les sucres forment une couche périphérique interne protège la membrane des lysosomes des hydrolases, il ya aussi LAMP I, LAMP II, Glycoprotéines enzymatiques transmembranaires, H+-ATPase, transporteurs de substrats cytosoliques (macromolécule) à digérer, transporteurs des produits de digestion vers le cytosol, ces transporteurs aident à digérer les macromolécules et les simplifier pour la cellule (mitochondrie).

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Résumé de la biologie cellulaire

2-La matrice lysosomale : Le lysosome peut contenir un grand nombre de glycoprotéines enzymatiques + des hydrolases (protéases, lipases…)

C- Les différents lysosomes et leur mode de formation : Selon leurs origines : *EndocytoseEndolysosome *PhagocytosePhagolysosome *AutophagieAutolysosome : débarrassage de la cellule des éléments usés, inutiles ou abîmés. Ces éléments sont isolés du reste du cytosol par un compartiment membranaire provenant du REL en résultant une vacuole autophagique qui va fusionner avec un endosome tardif pour former un Autolysosome.

*L’entrée directe de protéines : certaines protéines ubiquitinylées (protéines mal pliées repérées par l’ubiquitine) dégradées dans le cytosol par les protéasomes pénètrent dans le lysosome.

D-fonctions du lysosome : I-autophagie II-Hétérophagie : *Digestion des substances importées par : endocytose (voie principale d’importation des éléments) et la phagocytose (lutte contre les bactéries et les parasites) *destruction de protéines réabsorbées

III-Devenir des produits de dégradation : -La dégradation des substrats par le lysosome donne des molécules simples libérées dans le cytosol et d’autres qui sont non dégradées ou non dégradables accumulées dans le lysosome sous forme de : *Les figures myéliniques : résultent de la dégradation des phospholipoprotéines des membranes des organites. Une partie de ces lipides n’est par digérée à cause du manque des lipases, alors elle

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Résumé de la biologie cellulaire s’accumule sous forme de figures myéliniques surtout dans le cas d’autophagie. *Les lipofuscines : pigments bruns résultent de la non-dégradation des lipides. Ils s’accumulent dans le cytoplasme des cellules sénescentes.

IV- Sécrétion des enzymes dans le milieu extracellulaire : *Le spermatozoïde : libération des hydrolases qui se trouvent au niveau de l’acrosome (un grand lysosome qui se trouve au niveau de la tête du spermatozoïde) pour franchir la membrane de l’ovocyte. *La résorption osseuse : Le renouvellement des os. L’ostéoclaste, cellule dont les lysosomes sécrètent leurs hydrolases pour digérer l’os.

En résumé : Les fonctions des lysosomes : *nutrition cellulaire (dégradation)*Le renouvellement des molécules membranaires cytosoliques et des organites (mitochondrie)*le phénomène de défense (macrophage) *Sécrétion des enzymes (spermatozoïde et ostéoclaste)

Le peroxysome : -organite qui intervient dans le métabolisme des lipides

-Composition chimique : I- la membrane : -phospholipides -protéines : cytochrome P450

II- La matrice : Contient des enzymes : Les oxydases : utilisent l’O2 pour produire l’H2O2 : *enzymes de la béta-oxydation des acides gras à longues chaînes *enzymes d’oxydation des acides aminés Les catalases : utilisent l’H2O2 pour oxyder l’acide formique ou les alcools

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Résumé de la biologie cellulaire

Fonctions : -oxydation des substrats -détoxification grâce au cytochrome P450

Multiplication des peroxysomes : -par bourgeonnement du RE -par division des peroxysomes préexistants

Le compartiment cytosolique -Le cytosol est une solution aqueuse (85% d’eau) appelée parfois l’hyaloplasme -Le cytosol se présente sous un état de gel ou un état de sol -contient des éléments du cytosquelette et des ribosomes + des vacuoles lipidiques et glycogène -Le cytosol présente un carrefour métabolique

Fonctions : I-synthèse protéique : -Le début des synthèses commence toujours du côté cytosolique. -Pour les protéines non destinées au RE subissent des modifications au cytosol

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II-Stockage des précurseurs des molécules énergétiques : -glycogène -lipides : sous forme de gouttelettes entourées d’une monocouche lipidique souvent associées aux RE et aux mitochondries

III- Métabolisme (glycolyse anaérobie) et production d’énergie : IV-La protéolyse cytosolique : -La dégradation des protéines fait intervenir des protéases qui sont actives dans un pH acide ou neutre, il s’agit dans ce dernier de protéolyse cytosolique -Les protéases cytosoliques sont organisées en complexesLes protéasomes dont la fonction est l’élimination des protéines mal pliées ou mal formées

Le protéasome : -organite (complexe des protéases) qui fait la protéolyse à pH neutre (dégrade ou corrige les protéines mal formées ou mal repliées) -Le protéasome 26S= une partie catalytique 20S + deux extrémités régulatrices 19S -formé par 4 anneaux délimitant 3 chambres ; chambre centrale : site d’hydrolyse des substrats, couvercle ; reconnaissance des chaînes d’ubiquitine ; la base -Les protéines destinées à la correction ou à la destruction sont : les protéines dénaturées+les protéines mal repliées. Ces protéines exposent des signaux qui portent l’ubiquitine sont reconnues par le protéasome.

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Résumé de la biologie cellulaire Les protéines mal repliées peuvent être corrigées et restituées au cytosol Si la correction est impossible ces protéines seront détruites Les protéines dénaturées sont dégradées

Le Noyau : -compartiment caractéristique des cellules eucaryotes, renferme l’ADN

A- Caractères généraux : I-morphologie : -forme : arrondie ou elliptique ou irrégulière -taille : le noyau occupe ¼ de la surface cellulaire -situation : souvent dans le centre géométrique de la cellule, en position basale chez les cellules sécrétrices, à la périphérie dans l’adipocyte

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Résumé de la biologie cellulaire -nombre : la plupart des cellules sont uninucléées, les hépatocytes sont binucléées, les cellules musculaires striées sont multinucléées, syncytium = beaucoup de noyaux, globule rouge humain anucléé. -coloration : l’hématoxyline +le noyau a un aspect hétérogène, il contient des mottes chromatiniennes séparées par des espaces interchromatiniens, et un ou deux nucléoles. -coloration des acides nucléiques : Bleu de toluidine L’ADN se trouve au niveau des mottes chromatiniennes alors que l’ARN se trouve au niveau du nucléole et au niveau de l’enveloppe nucléaire.

II-composition chimique : 20% ADN / 5% ARN / 75% protéines + ATP + nucléotides + Ca2+ et Mg2+

B-l’enveloppe nucléaire : I-Structure au ME : -Enveloppe nucléaire= Membrane interne + Membrane externe -chacune est trilamellaire, délimitent la citerne périnucléaire -l’enveloppe est percée de pores nucléaires -ME porte des ribosomes en continuité avec le RER -La lamina nucléaire= lame qui a une structure en treillis carré, ses structures fibrillaires sont constituées de FI (lamines A, B et C) -La citerne périnucléaire est percée de pores = les pores nucléaires

II-Composition et organisation moléculaire du complexe du pore : Les protéines des pores= les nucléoporines, certaines sont O-glycosylées. 1-L’anneau cytoplasmique : du côté cytosolique : -8 sous-unités, sur chacune s’insère un filament cytoplasmique 2-l’anneau nucléoplasmique : du côté nucléoplasmique : -8 sous-unités, sur chacune s’insère un filament nucléoplasmique qui se termine au niveau de l’anneau distal. (Sous-unités + filaments + anneau distal = panier fibreux) l’anneau cytoplasmique et l’anneau nucléoplasmique se rejoignent pour former 8 colonnes 3-Le complexe rayonné : les bras radiaires : -lie les anneaux au transporteur central 4-Les canaux périphériques : situés entre les filaments rayonnés

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III-fonction des pores : 1-transport if : PM<50KDa : dans les 2 sens par les canaux latéraux 2-transport actif : PM>50KDa : par le canal central 3-transport de macromolécules : Les protéines, les nucléoporines et les ARN doivent avoir un NLS ou le NES pour traverser les pores. *l’importation des protéines à NLS : -Les protéines nucléaires possèdent un NLS (séries des AA continues ou discontinues) -Une telle protéine est reconnue dans le cytoplasme par Importine alpha qui s’associe à l’Importine béta (RAN-GDP)  la combinaison Protéine + Importine alpha + RAN-GDP traverse le pore. -dans le nucléoplasme ; le complexe se dissocie sous l’action de GEF en changeant GDP en GTP, ainsi la protéine est libérée. -Importine alpha et RAN GTP quittent le noyau, RAN-GTP devient RANDGDP sous l’action de GAP puis l’Importine alpha et RAN-GDP serviront à une nouvelle importation *l’exportation des protéines à NES : Exportation des ARN : les ARNt= sont transportés par l’exportine-t l’ARNm= après la maturation, une coiffe s’associe à l’extrémité 5’, et une queue poly A à l’extrémité 3’ + [des protéines + des exportines + RANGTP + ARNm] constituent complexe d’exportation

C-La matrice nucléaire -matrice nucléaire= lamina + nucléole

I- les lamines : 1-composition et organisation : -lamines A , B et C  filaments intermédiaires, libres ou fixes sur la face nucléaire de la membrane interne par des intégrines pour former la lamina nucléaire 2-rôles de la lamina : -fixation de l’enveloppe nucléaire -maintient de la forme du noyau -elle contient des protéines qui se lient à la chromatine liée à la lamina au niveau de leur télomères

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Résumé de la biologie cellulaire -interaction enveloppe-chromatine -dissolution de l’enveloppe au cours de la division cellulaire par phosphorylation des lamines

II- Autres constituants de la matrice : Actine + protéines NuMA qui joue un rôle dans la cytodiérèse

D- La chromatine : Chromatine = ensemble ADN-protéines -Au cours de l’interphase => chromatine = ensemble de chromosomes indistincts ; qui vont s’individualiser pendant la division cellulaire

I-Ultrastructure de la chromatine : -Pendant l’interphase : deux formes : + chromatine condensée + chromatine diffuse Chromatine condensée = mottes chromatiniennes = situées contre l’enveloppe Chromatine diffuse = espace interchromatinien Décondensation complète de la chromatine  fibre nucléosomique 10 nm (collier de perles) Décondensation d’une fibre nucléosomique  Nucléosomes liés par des liens internucléosomiques qui contiennent l’ADN Décondensation incomplète de la chromatine  fibres chromatiniennes 30 nm En présence des histones H1 les fibres chromatiniennes deviennent organisées sous forme de perles non séparées par des liens

II-Composition chimique : Chromatine= ADN + Protéines (histones + non-histones) Histones : 5 types d’histones : H1 ne participe pas à la formation des nucléosomes, H2A, H2B, H3, H4 : entrent dans la constitution des nucléosomes Non-histones : associées à l’ADN, interviennent dans : réplication, transcription, réparation, exemples : ADN polymérase, ARN polymérase. +++les protéines HMG : dissociation des H1.

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Résumé de la biologie cellulaire

III-Organisation moléculaire de la chromatine : +Nucléosome : particule cylindrique autour de laquelle s’enroule 2 fois le double hélice d’ADN. Octamère formé par 2(H2A, H2B, H3, H4) -Le lien internucléosomique serait en rapport avec H1 pour former la fibre chromatinienne. -La fibre chromatinienne est enroulée selon le modèle solénoïde (6 nucléosomes / tour) -La fibre chromatinienne est la forme inactive de la chromatine en point de vue transcriptionnelle (le lien internucléosomique est indistinct) -Quand la chromatine est active, la partie de la fibre chromatinienne qui est concernée se déroule suite à la dissociation des H1.

IV- La condensation de la chromatine en chromosomes : +La double hélice= fibre nucléosomique : enroulement en une super hélice autour des nucléosomes +La fibre chromatinienne= enroulement en super-super hélice + pontage des H1. +Le chromosome mitotique= condensation des fibres chromatiniennes en boucles

V- Rapport entre décondensation de la chromatine et activité transcriptionnelle +dynamique du nucléosome : -la fibre chromatinienne de 30 nm se déroule avant la transcription par détachement des H1. Cette décondensation fait intervenir HMG -10% de la chromatine est active +Les deux catégories des gènes : les gènes domestiques : exprimés dans toutes les cellules comme les gènes codant les enzymes de la glycolyse les gènes spécifiques : exprimés dans des cellules données et pas dans d’autres +Signification de la chromatine diffuse et de la chromatine condensée : Chromatine diffuse ou euchromatine (90% de la chromatine) : plus ou moins condensée : *deux formes : l’euchromatine active : pas ou peu condensée (10% de l’euchromatine) + l’euchromatine inactive : plus condensée que la précédente (90% de l’euchromatine)

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Résumé de la biologie cellulaire Chromatine condensée ou hétérochromatine : (10% de la chromatine) très condensée : *3 formes : l’hétérochromatine constitutive : toujours condensée dans tout les types cellulaire ; contient des séquences d’ADN jamais transcrites, on l’a trouve au niveau du centromère et le bras long du chromosome Y + l’hétérochromatine facultative : condensée dans un type cellulaire et décondensée dans un autre + Corpuscule de Barr : les cellules somatiques femelles des mammifères possède XX une des X est inactive (corpuscule de Barr)

E- Le nucléole : Site intracellulaire d’élaboration des ribosomes, où les gènes des ARNr sauf celui de l’ARN 5S sont transcrits en ARNr précurseurs qui seront maturés par la suite et associés à des protéines ribosomales pour constituer les sous-unités du ribosome

I-Morphologie : Un nucléole typique est constitué par : +Un composant granulaire : (CG) : contient des précurseurs immatures du ribosome ou des particules préribosomales +Un centre fibrillaire clair (CF) : contient des espaces intergéniques non transcrits + des protéines (ARN polymérase I + nucléoline) +Un centre fibrillaire dense (CFD) : site de transcription des ARNr nucléolaires, situés à la limite entre CF et CFD. ***Organisateur nucléolaire : fragment d’ADN qui code pour les ARNr situé entre CF et CFD, on l’appelle aussi la constriction secondaire des chromosomes acrocentriques +Une chromatine associée : dans les cellules somatiques.

II-Synthèse des ARNr : 1-L’ADNr= l’organisateur nucléolaire : c’est la constriction secondaire sur le bras court du chromosome acrocentrique. ***l’arbre de Noël = plusieurs complexes de transcription sont actifs en même temps 2-Les ARNr 28S, 5,8S et 18S : résultent de plusieurs coupures que subit l’ARN 45S, réalisées par la Nucléase

III-Assemblage du Ribosome : -les protéines ribosomales portent NLS (importation) et RRM (reconnaissance)

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Résumé de la biologie cellulaire -L’ARN polymérase III : transcription des ARNr 5S dans le domaine extranucléaire

Les communications cellulaires : A-Mobilités et niveaux de communication : I-Différentes modalités : par direct : + par jonction du type GAP + par les molécules d’adhérence  par molécule de signalisation ou molécules-signaux ou molécules informationnelles (ligands)

II- Niveau de communication par molécules informationnelles : 1-Autocrine : cellule envoie un message à elle-même 2-Paracrine : cellule envoie un message à la cellule voisine (ex : message pour le détachement des cellules) 3-Endocrine : cellule envoie un message dans le sang (agit à distance) 4-Par le système nerveux ***Juxtacrine (par molécules d’adhérence) ***Endocrine = exocrine

B- Les molécules informationnelles et leurs récepteurs : I-Les molécules informationnelles : -hormone= ligand qui porte un message Nature chimique : molécules liposolubles : molécules qui traversent facilement la membrane plasmique => se lient à des récepteurs cytosolique ou nucléaires ex : hormones stéroïdes et thyroïdiennes molécules hydrosolubles : incapables de traverser la MP => se lient à des récepteurs MP *médiateurs locaux : facteurs de croissance (stimulent la multiplication cellulaire) + dérivés des acides aminés (ex : histamine)

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Résumé de la biologie cellulaire *Neurotransmetteurs : ex : acétylcholine *Hormones : ex : insuline Les radicaux libres gazeux : ex : NO= monoxyde d’azote

II- Les récepteurs : Protéines dont le repliement et configuration spatiale sont importants *Interactions ligand-récepteur : +spécificité : les formes tridimensionnelles complémentaires du récepteur et de son ligand [et de ses agonistes (même forme et il l’aide) et des antiagonistes (même forme mais empêchent le ligand de s’insérer à son récepteur) ] permettent la reconnaissance de l’un par l’autre +affinité : Si beaucoup de ligands => saturation des récepteurs (+++ cas des ligands non des hormones) +réversibilité : après l’interaction ligand-récepteur : le signal peut être détruit, immobilisé ou recyclé +conséquences de liaison ligand-récepteur : après la formation membranaire du complexe : internalisation : endocytose du complexe activation (sans internalisation) : production d’un second messager qui déclenche un effet spécifique dans le cytosol (activateur ou inhibiteur) *Récepteurs de surface cellulaire des molécules informationnelles hydrosolubles : protéines intégrées présentent 3 domaines : domaine extracellulaire : site de liaison du ligand domaine transmembranaire domaine cytosolique : en relation des molécules effectrices *types de récepteurs des molécules hydrosolubles : 1-les récepteurs liés au protéines G caractérisés par : 7 domaines transmembranaires 3 boucles extracellulaires 3 boucles intracellulaires 2- les récepteurs canaux 3-récepteurs catalytiques : cas des récepteurs d’insulines

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