Chapitre 1- Introduction à la biologie cellulaire
Introduction à la biologie cellulaire. La vie sur Terre est apparue il propose qu'un organisme vivant est constitué d'une ou plusieurs cellules celles-.
(UE2 INTRO BIO CELL sept12 [Mode de compatibilité])
12 sept. 2012 200 mille ans. (= 1014 cellules!) -Introduction à la Biologie Cellulaire-. © L. NICOD - UFR SMP – Université de Franche-Comté. PACES 2012 ...
INTRODUCTION A LETUDE DE LA CELLULE I - ORGANISATION
Introduction à la biologie cellulaire Certaines cellules mènent une vie totalement indépendante (bactéries levure
B.Sc. spécialisé Biologie
options suivantes : biologie cellulaire et moléculaire; physiologie; Introduction à la biologie des organismes. 3 crédits. BIO 1540.
Majeure en biologie
trois options (biologie cellulaire et moléculaire; physiologie; ou écologie Introduction à la biologie des organismes. 3 crédits. BIO 1540.
SYLLABUS LICENCE Mention Sciences de la vie L3 biologie
12 sept. 2022 PRÉSENTATION DE LA MENTION ET DU PARCOURS . . . . . . . . . . . . 5 ... PRÉSENTATION DE L'ANNÉE DE L3 biologie cellulaire et physiologie .
B.Sc. spécialisé Biologie - option cellulaire/moléculaire
Introduction à la biologie cellulaire et moléculaire. 3 crédits. CHM 1711. Principes de chimie. 3 crédits. CHM 1721. Chimie organique I. 3 crédits. GEO 1511.
BIOLOGIE CELLULAIRE ET MOLÉCULAIRE
Partie 1 Introduction. Chapitre 1 Les fondements de la biologie cellulaire Fiche 189 L'apprêtement et la présentation des antigènes aux lymphocytes T.
30/08/2012
1-Introduction à la Biologie Cellulaire-© L. NICOD - UFR SMP - Université de Franche-ComtéPACES 2012-13 / S1 : UE2
INTRODUCTION à la
BIOLOGIE CELLULAIRE
Généralités sur la cellule
-Introduction à la Biologie Cellulaire-© L. NICOD - UFR SMP - Université de Franche-ComtéPACES 2012-13 / S1 : UE2
PlanI - Généralités
II - Propriétés fondamentales des cellules
III - Classification
IV - Plan d"organisation de la cellule
* Procaryote / bactérie * EucaryoteV - Modèles cellulaires eucaryotes:
Levure; Amibe; Cellules végétale & animale
VI - Méthodes d"étude des cellules
VII - Constituants de la cellule
" Cours de Biologie Cellulaire »-P Cau & R Seïte -4èmeéd.
" L'Essentiel de la Biologie Cellulaire »-Alberts / Bray / Hopkin & coll. - 3
èmeed. (2011)Médecine - Sciences Flammarion
ellipsesOuvrages de référence30/08/2012
2-Introduction à la Biologie Cellulaire-© L. NICOD - UFR SMP - Université de Franche-ComtéPACES 2012-13 / S1 : UE2
1ersorganismes terrestres
(450 millions d"années)Univers: 15 milliards d"années
200 mille ans
(= 1014cellules!)-Introduction à la Biologie Cellulaire-© L. NICOD - UFR SMP - Université de Franche-ComtéPACES 2012-13 / S1 : UE2
I -Généralités
Historique:
1665: Début de la biologie cellulaire :
(R. Hooke, Van Leeuwenhoek)1838: La théorie cellulaire de Schleiden & Schwann
Définition:cellule = unité fondamentale du vivant cellules isolées: bactéries, protozoaires, ... organismes supérieurs = communautés de cellules organe > tissu > celluleQuestions:
D"où venons-nous?
Comment nous développons-nous?
Tous différents?
Pourquoi vieillissons-nous, mourons- nous?
30/08/2012
3-Introduction à la Biologie Cellulaire-© L. NICOD - UFR SMP - Université de Franche-ComtéPACES 2012-13 / S1 : UE2
Cellule = unité structurale fondamentale
(Matériel génétique + organisation biochimique)1.ADN: informations / gènes
2.Code génétiqueuniversel
3.ARNs/ ribosomes: traduction de l"information en protéines
4.Protéines: contrôlent structure et fonction cellulaires
5.Energie / ATP: intégrité du contenu cellulaire
synthèse des constituants cellulaires6.Membrane plasmique: protéines + lipides
II. Propriétés fondamentales
de toutesles cellules-Introduction à la Biologie Cellulaire-© L. NICOD - UFR SMP - Université de Franche-ComtéPACES 2012-13 / S1 : UE2
III. Classification
Unité et diversité des cellules
isolées / en communauté formes définies / variablesmobiles / sédentaires colorées (vertes)/ non coloréesCELLULES
2 types de cellule
Procaryotes Eucaryotes
(1 à 2 μm) (5 à 100μm ou +)Org°rudimentaire Compartiments
intracellulaires" avant » " vrai »" caryote = noyau »30/08/2012
4-Introduction à la Biologie Cellulaire-© L. NICOD - UFR SMP - Université de Franche-ComtéPACES 2012-13 / S1 : UE2
Cellule procaryote Cellule eucaryote
Membrane nucléaire
Nombre de chromosomes 1 (circulaire: nucléoïde)> 1 Taille ADN(0,75 à 5) x 106pb 1,5 x 107à 1,5 x 1011pbHistones / ADN- +
Nucléole - +
Volume cellulaire< qqs μm3μm3à qqs mm3
1eracide aminé
/ synthèse protéiqueMéthionine ouN-formylméthionine Méthionine
Systèmes / organites
endomembranaires- +Paroi cellulaire+ (PG)
(sauf mycoplasmes)- (sauf c. végétales: cellulose)Stérols/ membr. plasmique-* +
Ribosomes 70 S / cytoplasme 80 S / RER
Phagocytose Pinocytose- ±
Flux cytoplasmique - + (cyclose)
Site transport des e-Membrane cellulaire Membrane organites-Introduction à la Biologie Cellulaire-© L. NICOD - UFR SMP - Université de Franche-ComtéPACES 2012-13 / S1 : UE2
IV. Plan d"organisation de la cellule
1. La cellule procaryote 2. La cellule eucaryote
30/08/2012
5-Introduction à la Biologie Cellulaire-© L. NICOD - UFR SMP - Université de Franche-ComtéPACES 2012-13 / S1 : UE2
1. La cellule procaryote
Archébactéries(rares)&Eubactéries(+++: bactéries) non photosynthétiques photosynthétiquesStructure:
Paroi : [PS + L + P] rigidité (forme, / P°osm.) Membrane : [L + P] limite diffusion ions/molécules enzymes / respiration cellulaire Nucléoïde : ADN/2 circulaire (± ADN plasmidique)Cytoplasme : ribosomes (Σprotéines)
cytosol (siège activité métabolique)Mobilité cellulaire : rotation de flagelles
Reproduction : scissiparité
Échanges de matériel génétique (recombinants) (environnements hostiles)-Introduction à la Biologie Cellulaire-© L. NICOD - UFR SMP - Université de Franche-ComtéPACES 2012-13 / S1 : UE2
- Ex.de bacille mobile non photosynthétique:Escherichia coli
paroiflagellemembrane plasmiquecytoplasme30/08/2012
6-Introduction à la Biologie Cellulaire-© L. NICOD - UFR SMP - Université de Franche-ComtéPACES 2012-13 / S1 : UE2
- ex de bactéries photosynthétiquesLes cyanobactéries
(= " algues bleues » / eutrophisation des eaux) = Photo-autotrophes (± strictes): lumière ions inorganiques CO 2Composés
organiques (sucres) non utilisablesdépendantes de ... dans eaux douces, salées, sol-Introduction à la Biologie Cellulaire-© L. NICOD - UFR SMP - Université de Franche-ComtéPACES 2012-13 / S1 : UE2Organismes unicellulaires: Protistes (amibes, levures)
pluricellulaires: PlantesChampignonsAnimaux2. La cellule eucaryote
30/08/2012
7-Introduction à la Biologie Cellulaire-© L. NICOD - UFR SMP - Université de Franche-ComtéPACES 2012-13 / S1 : UE2
Organisation générale/ eucaryote
2-1. Membrane plasmique
(= plasmalemme): bicouche lipidique asymétrique + (glyco)protéines cell-coat (= glycocalyx): chaînes osidiques rôles: intégrité de la cellule fluidité (perméabilité, échanges, ...)-Introduction à la Biologie Cellulaire-© L. NICOD - UFR SMP - Université de Franche-ComtéPACES 2012-13 / S1 : UE2
2-2. Compartimentation: +++
a -Organites à double membrane: * Noyau: chromatine (ADN/2 + histones),nucléole enveloppe nucléaire double (ribosomes, lamina)Mitochondrie: memb. externe perméable
memb. interne / crêtes (ATP) matrice : ADNmtChloroplaste:ADN, chlorophyllephotosynthèse
1 μmqqs μm
qqs μm30/08/2012
8-Introduction à la Biologie Cellulaire-© L. NICOD - UFR SMP - Université de Franche-ComtéPACES 2012-13 / S1 : UE2
Théorie
endosymbiotique chloroplaste mitochondrie-Introduction à la Biologie Cellulaire-© L. NICOD - UFR SMP - Université de Franche-ComtéPACES 2012-13 / S1 : UE2
b -Organites à simplemembrane: = système endomembranaire * Réticulum endoplasmique(RE): = réseau de cavités en continuité avec memb. nucléaireRE rugueux (RER ou REG): + ribosomes / f. externe
RE lisse (REL): sans ribosomes
* Appareil de Golgi: = empilement de saccules aplatis (dictyosomes, citernes)Face cis/ noyau ; face trans/ memb. plasmique
Localisation: centre cellulaire (vers centrosome)
30/08/2012
9-Introduction à la Biologie Cellulaire-© L. NICOD - UFR SMP - Université de Franche-ComtéPACES 2012-13 / S1 : UE2*
Lysosomes(+++ Macrophages)
= vésicules de digestion riches en enzymesEndosomes
= réseau de vésicules à pH acide sans enzymesPeroxysomes (pas S.E.)
= vésicules riches en enzymes:R°oxydation, catalase
2-3. Cytosol (= hyaloplasme)
= gel aqueux + cytosquelette microtubules (MT)microfilts. d"actine (MF) fil ts. Intermédiaires (FI)0,5 à 2 μm
-Introduction à la Biologie Cellulaire-© L. NICOD - UFR SMP - Université de Franche-ComtéPACES 2012-13 / S1 : UE2
NoyauMitochondries
Peroxysomes
Vésicules de sécretion
Lysosomes
Membrane Plasmique
CYTOSOL
GolgiRETICULUM ENDOPLASMIQUE
Endosomes
30/08/2012
10-Introduction à la Biologie Cellulaire-© L. NICOD - UFR SMP - Université de Franche-ComtéPACES 2012-13 / S1 : UE2
1.La levure (champignon unicellulaire):
(ex: Saccharomyces cerevisiae)Cellules eucaryotes
les + simples Développement dans milieu simple (ions, glucose, vit.)Division: fission ou bourgeonnement
Paroi rigide
Membrane plasmique
Cytoplasme:actine, ribosomes,
mitochondries, " lysosome »,RE-golgi rudimentaires
Noyau haploïde (16 chr + nucléole)
+ pores / membrane nucléairePlasmides / ADN
V. Modèles cellulaires eucaryotes
-Introduction à la Biologie Cellulaire-© L. NICOD - UFR SMP - Université de Franche-ComtéPACES 2012-13 / S1 : UE2
La levure
30/08/2012
11-Introduction à la Biologie Cellulaire-© L. NICOD - UFR SMP - Université de Franche-ComtéPACES 2012-13 / S1 : UE2
2. L"amibe= Protozoaire
(ex : Amoeba proteus)Eucaryotes unicellulairesles + grands (L :1mm)
les + complexesMembrane plasmique renforcée
rigide & fluide / pas de paroiNoyau: enveloppe (lamina) + pores
>100 chr & >10 nucléolesCytoplasme + syst. endomembr.:
ribosomes, mitoch., lysosomes, RE, Golgi, cytosquelette( pseudopodes) vacuoles de phagocytose vacuoles contractiles-Introduction à la Biologie Cellulaire-© L. NICOD - UFR SMP - Université de Franche-ComtéPACES 2012-13 / S1 : UE2
Cellule
animale3.La cellule végétale
Paroi épaisse
(fibres de cellulose + PS + Protéines)Membrane plasmique (échanges)
Noyau:
memb. nucléaire + lamina (protéines) chromosomes nombreux (>200) nucléoles (1 à 10)Cytoplasme + syst. endomembranaire:
ribosomes, mitoch., RE, Golgi, lysosomes,Cytosquelette (MT et MF)
Chloroplastes
(chlorophylle)Vacuole centrale (réserves, déchets)
30/08/2012
12-Introduction à la Biologie Cellulaire-© L. NICOD - UFR SMP - Université de Franche-ComtéPACES 2012-13 / S1 : UE2
4.La cellule animale
Animaux supérieurs:
= 200 types de cellules différentes, spécialiséesStructure:
Glycocalyx (GP de surface)
Membrane plasmique
Cytoplasme + syst. endomembranaire
+ cytosquelette (MT /centrioles, MF, FI) + peroxysomes (oxyd°moléc. orga.)-Introduction à la Biologie Cellulaire-© L. NICOD - UFR SMP - Université de Franche-ComtéPACES 2012-13 / S1 : UE2
30/08/2012
13-Introduction à la Biologie Cellulaire-© L. NICOD - UFR SMP - Université de Franche-ComtéPACES 2012-13 / S1 : UE2
1. Les cultures cellulaires
2. Le fractionnement cellulaire:
= Purification & analyses biochimiques des organites / protéines cellulairesTechniques:- Centrifugation
- Chromatographie sur colonne - Electrophorèse3. (Les techniques de biologie moléculaire)
Identification, isolement & séquençage des gènes4. (Les études morphologiques)VI. Méthodes d"étude de la cellule
-Introduction à la Biologie Cellulaire-© L. NICOD - UFR SMP - Université de Franche-ComtéPACES 2012-13 / S1 : UE2
1. Les cultures cellulaires animales
= Réponse à la nécessité d"un grand nombre de cellules / études diversesInformations sur un type cellulaire
/ population hétérogène d"un tissuIsolement cellules / tissu:
dissociation + mise en culture +/- prolifération]Comportements ≠ en culture:
Cellulescirculantescultureen suspension
organisées /tissuadhérentes / supportCultures primaires/ secondaires
lignées (immortelles - commercialisées)30/08/2012
14-Introduction à la Biologie Cellulaire-© L. NICOD - UFR SMP - Université de Franche-ComtéPACES 2012-13 / S1 : UE2
Les cellules, dans notre corps, baignent dans un liquide (comme leurs ancêtres unicellulaires dans la mer): le liquide interstitiel-Introduction à la Biologie Cellulaire-© L. NICOD - UFR SMP - Université de Franche-ComtéPACES 2012-13 / S1 : UE2
Culture cellulaire
quelques caractéristiquesMilieu de culture adapté complexe:
(nutriments, facteurs de croissance ...)Maintien en survie ou prolifération
Immortalisation
:spontanée (mutations) induiteInhibition de contact / support
repiquage)30/08/2012
15-Introduction à la Biologie Cellulaire-© L. NICOD - UFR SMP - Université de Franche-ComtéPACES 2012-13 / S1 : UE2
2. Le fractionnement cellulaire
Comment casser les cellules & tissus?
Séparation contrôlée :
des fractions & organites cellulaires des macromoléculesÉclatement cellules:
choc osmotique (hypotonique) ultra-sons broyagePrécautions : organites doivent rester intacts
Homogénat cellulaire(en suspension dans tampon)Purification & analyse biochimiques
des organites& protéinescellulaires-Introduction à la Biologie Cellulaire-© L. NICOD - UFR SMP - Université de Franche-ComtéPACES 2012-13 / S1 : UE2
= Centrifugations (ultracentrifugations) répétéesà vitesses croissantes
séparation des composants/ taille& densitéComposants les + denses :
recueillis / 1ère centrifugation + composants sont petits, + force centrifuge (pour les sédimenter)est élevée (derniers recueillis)a. Centrifugation différentielle30/08/2012
16-Introduction à la Biologie Cellulaire-© L. NICOD - UFR SMP - Université de Franche-ComtéPACES 2012-13 / S1 : UE2
Centrifugation différentielle:
Homogénat
cellulaireCentrifugation
basse vitesse1000 g
Culot:
cellules entières, noyaux, cytosqueletteCentrifugation
surnageant vitesse moyenne20 000 g
Culot:
mitochondries, lysosomes, peroxysomesCentrifugation
surnageant vitesse élevée80 000 g
Culot:
microsomes, petites vésiculesCentrifugation
surnageantvitesse très élevée150 000 g
Culot:
ribosomes, macromolécules, virus...1243-Introduction à la Biologie Cellulaire-© L. NICOD - UFR SMP - Université de Franche-ComtéPACES 2012-13 / S1 : UE2
b. Centrifugation en gradient de concentration / densitéGradient croissant de la
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