📌 Selon la règle de l’octet, un atome est stable lorsque sa couche de valence contient huit électrons et tend à céder ou capter des électrons si ce nombre n’est pas atteint.
Moins d’énergie, liaison plus stable
★ À maîtriser
L’eau représente environ 70 % du poids d’une cellule et presque toutes les réactions cellulaires se déroulent en milieu aqueux.
Les 30 % de la cellule qui ne sont pas de l’eau comprennent des ions et petites molécules, des phospholipides, de l’ADN, de l’ARN, des protéines et des polysaccharides.
Compléments
★ À maîtriser
📌 Les monosaccharides sont des sucres constitués d’une seule molécule, tandis que les polysaccharides résultent de l’union d’un grand nombre de monomères.
Le glucose est le glucide le plus important dans la nature et sa concentration sanguine habituelle est indiquée entre 70 et 110 mg/dL à jeun.
Les glucides alimentaires sont digérés en monosaccharides, absorbés dans l’intestin, transportés par le sang vers le foie, puis utilisés, libérés dans le sang ou polymérisés en glycogène.
L’insuline, sécrétée par les cellules β du pancréas, s’oppose au glucagon, sécrété par les cellules α, car leurs effets sur la glycémie sont antagonistes.
Compléments
Les monosaccharides possèdent généralement la formule .
Le processus oxydatif du glucose comprend trois étapes:
Glycolyse → Krebs → phosphorylation oxydative
📌 Les acides gras saturés ne possèdent que des liaisons simples, tandis que les acides gras insaturés possèdent une ou plusieurs doubles liaisons.
Saturés : simples ; insaturés : doubles
★ À maîtriser
Les protéines sont constituées de 20 types d’acides aminés unis par des liaisons peptidiques covalentes.
Les protéines assurent notamment des fonctions enzymatiques, structurales, de transport, de signalisation, de régulation et de défense.
📌 La structure primaire correspond à l’ordre des acides aminés, tandis que la structure tertiaire correspond au repliement tridimensionnel fonctionnel de la chaîne polypeptidique.
Compléments
Primaire → secondaire → tertiaire → quaternaire
★ À maîtriser
L’ADN est un polymère de nucléotides organisé en deux brins antiparallèles formant une double hélice.
Dans l’ADN, l’adénine s’apparie avec la thymine par deux liaisons hydrogène et la guanine avec la cytosine par trois liaisons hydrogène.
La réplication commence aux origines de réplication, où les protéines initiatrices et l’hélicase séparent les brins, puis la primase pose une amorce d’ARN et la DNA polymérase allonge le nouveau brin en direction 5′-3′.
📌 Le brin directeur est synthétisé continûment dans le sens de la fourche, tandis que le brin retardé est synthétisé par fragments d’Okazaki puis relié par une ligase.
Compléments
Ouvrir → amorcer → allonger → corriger
★ À maîtriser
📌 La transcription produit un ARN à partir d’un brin d’ADN, tandis que la traduction convertit la séquence de l’ARN messager en séquence d’acides aminés.
La transcription comprend l’initiation au promoteur, l’allongement de l’ARN par l’ARN polymérase et la terminaison au niveau d’une séquence terminatrice.
Chez les eucaryotes, les introns sont retirés par épissage et l’ARN messager reçoit une coiffe en 5′ ainsi qu’une queue poly-A en 3′.
Le code génétique est lu par triplets de nucléotides, le codon AUG initie la traduction avec la méthionine et les codons UAA, UAG et UGA terminent la synthèse.
Lors de la traduction, le ribosome lit l’ARN messager de 5′ vers 3′, les ARNt reconnaissent les codons par leur anticodon et le polypeptide s’allonge de l’extrémité N vers l’extrémité C.
📌 Les procaryotes sont dépourvus de noyau, possèdent généralement un ADN circulaire et mesurent environ 1 à 10 μm, tandis que les eucaryotes ont un noyau, des organites et mesurent environ 10 à 100 μm.
Compléments
ADN → ARN → protéines
★ À maîtriser
📌 Le cycle lytique produit des virions et détruit la cellule hôte, tandis que le cycle lysogénique intègre le génome viral dans celui de l’hôte sans provoquer nécessairement sa mort.
Compléments
Les virus mesurent environ 2 à 200 nm et peuvent contenir, en plus de leur acide nucléique et de leur capside, quelques enzymes virales.
Les bactériophages infectent les bactéries, possèdent tous un génome à ADN et peuvent suivre un cycle lytique ou lysogénique.
★ À maîtriser
Le noyau d’une cellule humaine contient 46 chromosomes répartis en 23 paires, dont 22 paires d’autosomes et une paire de chromosomes sexuels.
Le centromère permet l’attachement des fibres du fuseau et la ségrégation correcte des chromatides, tandis que les télomères protègent les extrémités des chromosomes linéaires.
Dans un gène eucaryotique, le promoteur contrôle le début de la transcription, les introns non codants sont retirés par épissage et l’ARNm mature est ensuite traduit en protéine.
Compléments
★ À maîtriser
📌 Les mutations spontanées résultent d’erreurs naturelles de réplication ou de méiose, tandis que les mutations induites sont favorisées par des agents physiques ou chimiques tels que les rayons X, les UV, les virus ou des substances mutagènes.
Les mutations peuvent être géniques, chromosomiques ou génomiques, selon qu’elles touchent une séquence de gène, la structure d’un chromosome ou le nombre de chromosomes.
La trisomie 21, ou syndrome de Down, concerne généralement des individus possédant 47 chromosomes et sa fréquence augmente avec l’âge maternel.
Compléments
Une mutation génique correspond à une substitution, une insertion ou une délétion de bases, tandis qu’une mutation chromosomique peut supprimer, dupliquer, inverser ou déplacer un segment chromosomique.
L’amniocentèse prélève des cellules fœtales dans le liquide amniotique afin d’analyser notamment le caryotype, les protéines et les réactions enzymatiques.
★ À maîtriser
Les cellules spécialisées possèdent le même ADN mais activent des ensembles de gènes différents, comme les cellules bêta pancréatiques qui produisent l’insuline et les lymphocytes B qui produisent des anticorps.
La régulation génique peut agir lors de la transcription, de la modification et de l’exportation de l’ARNm, de sa dégradation, de sa traduction ou de la dégradation de la protéine produite.
📌 Les activateurs stimulent la transcription, tandis que les répresseurs l’inhibent en agissant sur des séquences régulatrices telles que les intensificateurs ou les silencieux.
📌 L’euchromatine est généralement ouverte et transcrite, tandis que l’hétérochromatine est condensée et contient des gènes ou chromosomes inactifs.
Compléments
★ À maîtriser
📌 Le transport passif suit le gradient de concentration ou le gradient électrochimique sans utiliser d’ATP, tandis que le transport actif déplace des solutés contre leur gradient grâce à une dépense énergétique.
Compléments
Le cholestérol stabilise la membrane, limite sa perméabilité et modère sa fluidité à température élevée tout en empêchant la cristallisation des acides gras à basse température.
La pompe sodium-potassium maintient une concentration élevée de sodium à l’extérieur et de potassium à l’intérieur de la cellule.
★ À maîtriser
La mitochondrie comprend une membrane externe, un espace intermembranaire, une membrane interne plissée en crêtes et une matrice contenant des enzymes, des ribosomes et de l’ADN.
L’ATP est la principale monnaie énergétique cellulaire et est constitué d’adénine, de ribose et de trois groupements phosphate dont l’hydrolyse libère de l’énergie.
Les mitochondries produisent de l’ATP par respiration cellulaire, participent à l’apoptose par libération du cytochrome c et génèrent des espèces réactives de l’oxygène.
Compléments
Les complexes TOM et TIM importent les protéines vers la mitochondrie, SAM les insère ou les replie dans la membrane externe et OXA les insère dans la membrane interne.
Dans 99,9 % des cas, les mitochondries humaines sont héritées de la mère, car les mitochondries du spermatozoïde ne persistent généralement pas dans le zygote.
★ À maîtriser
📐 Formule — La respiration cellulaire globale s’écrit .
🔄 La respiration cellulaire du glucose comprend trois étapes:
Le bilan final de la glycolyse est de 2 pyruvates, 2 ATP, 2 NADH, 2 molécules d’eau et 2 ions H+ par molécule de glucose.
En absence d’oxygène, le pyruvate est réduit en acide lactique afin de régénérer le NAD+ et de permettre la poursuite de la glycolyse, tandis qu’en présence d’oxygène il rejoint les voies mitochondriales.
🔄 La respiration cellulaire convertit l’énergie chimique des aliments en ATP en trois étapes:
📐 Formule — L’oxydation complète du glucose vérifie .
La glycolyse comprend une phase d’investissement consommant 2 ATP, puis une phase de rendement qui produit au total 2 pyruvates, 2 ATP, 2 NADH, 2 molécules d’eau et 2 ions H+.
En absence d’oxygène, le pyruvate est réduit en acide lactique afin de régénérer le NAD+ et de permettre la poursuite de la glycolyse ; en présence d’oxygène, il entre dans la voie conduisant au cycle de Krebs.
Le cycle de Krebs transforme l’acétyl-CoA en CO2, régénère l’oxaloacétate et produit, par tour, 3 NADH, 1 FADH2, 1 GTP et 2 CO2.
Lors de la phosphorylation oxydative, les électrons de NADH et de FADH2 parcourent une chaîne de transport, les complexes pompent des protons, l’ATP synthase forme l’ATP et l’oxygène accepte finalement les électrons pour former de l’eau.
Compléments
La phase d’investissement de la glycolyse consomme 2 ATP pour phosphoryler le glucose et former deux molécules de glycéraldéhyde-3-phosphate.
Le couplage chimiosmotique transfère les électrons, pompe des protons vers l’espace intermembranaire, puis utilise le retour des protons par l’ATP synthase pour produire de l’ATP.
Comme une molécule de glucose donne deux pyruvates, le cycle de Krebs s’effectue deux fois et produit 6 NADH, 2 FADH2, 2 GTP et 4 CO2.
★ À maîtriser
📌 Le réticulum endoplasmique lisse, dépourvu de ribosomes, synthétise des lipides, stocke le calcium et participe à la détoxification, tandis que le réticulum endoplasmique rugueux, couvert de ribosomes, synthétise les protéines destinées notamment à la sécrétion ou aux membranes.
Compléments
Le cytoplasme est un système colloïdal polyphasique qui assure notamment des activités enzymatiques, des mouvements intracellulaires, la contraction et l’organisation du fuseau lors de la division cellulaire.
Les maladies de surcharge lysosomiale sont des pathologies génétiques dues au déficit d’au moins une enzyme lysosomiale ; plus de 45 types sont connus et la plupart sont diagnostiqués pendant l’enfance.
Les peroxysomes détoxifient le peroxyde d’hydrogène, oxydent les acides gras et participent aux premières réactions de synthèse de lipides abondants dans la myéline.
★ À maîtriser
Compléments
Les importines permettent l’entrée des grandes molécules dans le noyau et les exportines permettent leur sortie, notamment pour les protéines et les complexes ribonucléoprotéiques.
La lamina nucléaire est une réseau de lamines A, B1, B2 et C situé contre la membrane nucléaire interne, qui soutient l’enveloppe et ancre la chromatine périphérique.
★ À maîtriser
Le cytosquelette comprend trois types de filaments:
Les kinésines se déplacent vers l’extrémité positive des microtubules, tandis que les dynéines se déplacent vers l’extrémité négative en utilisant l’énergie de l’ATP.
Compléments
★ À maîtriser
Le cycle cellulaire dure environ 10 à 24 heures et comprend une interphase représentant environ 90 % du cycle, composée des phases G1, S et G2, puis une phase M de division.
En G1 la cellule croît, en S l’ADN est dupliqué, en G2 la cellule vérifie et prépare la mitose, puis en M se produisent la division nucléaire et la division cellulaire.
Les points de contrôle vérifient l’environnement et l’état cellulaire en G1/S, la réplication et l’absence de dommages de l’ADN en G2/M, puis l’attachement et l’alignement des chromosomes au fuseau pendant M.
En G1, Rb bloque les protéines activant les gènes de la phase S ; des signaux externes activent les CDK qui inhibent Rb, tandis que p53 active p21 en cas de dommage de l’ADN afin de bloquer les CDK et permettre la réparation ou l’apoptose.
La mitose suit les étapes de condensation des chromosomes, formation du fuseau, rupture de l’enveloppe nucléaire, alignement en plaque métaphasique, séparation des chromatides sœurs et reformation de deux noyaux.
La cytodiérèse achève la division en contractant un anneau d’actine et de myosine qui étrangle la cellule mère et forme deux cellules filles.
Les télomères sont des séquences répétées protectrices situées aux extrémités des chromosomes ; ils raccourcissent à chaque division et la télomérase, active dans les cellules germinales et tumorales mais pas dans les cellules somatiques, les maintient longs.
📌 La nécrose est une mort traumatique et passive provoquée par des dommages graves, avec éclatement cellulaire et inflammation, tandis que l’apoptose est une mort programmée sans inflammation.
Compléments
📌 La reproduction asexuée utilise la mitose et produit des clones sans variabilité génétique, tandis que la reproduction sexuée utilise la méiose, les gamètes et l’union de deux patrimoines génétiques.
G1 → S → G2 → M
| Caractéristique | Procaryotes | Eucaryotes |
|---|---|---|
| Noyau | Absent | Présent |
| ADN | Généralement circulaire | Plus complexe, organisé en chromosomes |
| Taille | 1 à 10 μm | 10 à 100 μm |
| Organites | Peu nombreux | Nombreux |
| Type | Gradient | Énergie |
|---|---|---|
| Transport passif | Dans le sens du gradient | Sans ATP |
| Transport actif | Contre le gradient | Avec ATP |
| Osmose | Vers la zone la plus concentrée en solutés | Sans ATP |
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1. Quelle description correspond à la structure d’un atome ?
2. Selon la règle de l’octet, pourquoi un atome peut-il céder ou capter des électrons ?
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De quoi est constitué un atome ?
D'un noyau avec protons et neutrons, entouré d'un nuage électronique.
Quelle condition rend un atome stable selon la règle de l’octet ?
Avoir huit électrons dans sa couche de valence.
Que se passe-t-il si un atome n'a pas huit électrons en couche de valence ?
Il tend à céder ou capter des électrons.
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