Scheda di revisione: Biologie cellulaire générale

Plan du Cours

  1. Fondements de la théorie cellulaire
  2. Progrès des techniques microscopiques
  3. Ordres de grandeur biologiques
  4. Procaryotes et eucaryotes
  5. Organisation de la cellule procaryote
  6. Organisation de la cellule eucaryote
  7. Organites et fonctions cellulaires

Repères chronologiques

  1. 1665Robert Hooke introduit la notion de cellule après avoir observé dans un bouchon de liège des alvéoles ressemblant à des cellules de moine.
  2. 1886Carl Zeiss améliore la résolution du microscope optique grâce à la fabrication de lentilles en verre, favorisant la description des cellules et des tissus à la fin du XIXe siècle.
  3. 1931La microscopie électronique à transmission, développée par des physiciens et des chimistes, permet la description de l’ultrastructure cellulaire dans une première publication en 1945.

1. Fondements de la théorie cellulaire

Points essentiels

  • Au milieu du XIXe siècle, Schleiden et Schwann établissent que la cellule est l’unité structurale et fonctionnelle des plantes et des animaux et que tout organisme est constitué d’une ou plusieurs cellules.

  • En 1855, Rudolf Virchow formule le principe selon lequel une cellule ne peut provenir que de la division d’une cellule préexistante, ce qui s’oppose à la génération spontanée.

2. Progrès des techniques microscopiques

★ À maîtriser

  • En 1930, Frits Zernike met au point la microscopie à contraste de phase, qui permet l’observation de cellules vivantes.

Compléments

  • À la fin du XIXe et au début du XXe siècle, Golgi et Cajal utilisent l’imprégnation à l’argent pour décrire des structures intracellulaires, notamment l’appareil de Golgi, et les neurones.

  • En 1941, Albert H. Coons introduit l’immunofluorescence, qui localise des molécules dans les cellules et les tissus grâce à une réaction antigène-anticorps.

3. Ordres de grandeur biologiques

★ À maîtriser

  • L’ovocyte humain mesure environ 0,1 mm, soit 100 micromètres, de diamètre et constitue une cellule mononucléée visible à l’œil nu.

  • Une cellule humaine classique mesure en moyenne 10 à 30 micromètres, et un adipocyte peut atteindre 80 micromètres de diamètre.

  • En microscopie électronique à transmission, un ribosome mesure environ une dizaine de nanomètres, la membrane plasmique a une épaisseur de 5 à 10 nm avec une moyenne de 7,5 nm, une molécule est de l’ordre du nanomètre à l’ångström et un atome mesure moins d’un ångström.

Compléments

  • L’axone d’un neurone moteur peut mesurer plusieurs dizaines de centimètres et atteindre 1 mètre, tandis que la cellule musculaire squelettique peut mesurer jusqu’à 15 cm ou un peu plus.

  • Le globule rouge a un diamètre constant de 7 micromètres et, comme il est anucléé, sert de repère de taille aux structures voisines en anatomopathologie.

  • En microscopie optique ou électronique, le noyau mesure en moyenne 4 à 5 micromètres, les mitochondries mesurent environ 1 micromètre ou un peu moins et peuvent atteindre 3 micromètres, tandis que les lysosomes mesurent 0,1 à quelques micromètres.

4. Procaryotes et eucaryotes

Notions clés & Définitions

  • Cellule procaryote : Ne possède pas de noyau ni d’enveloppe nucléaire, n’est pas compartimentée et est représentée essentiellement par les bactéries.
  • Cellule eucaryote : Possède un noyau et une organisation plus complexe, tout en assurant de manière autonome son métabolisme et sa reproduction.

★ À maîtriser

📌 Les procaryotes sont essentiellement des bactéries, tandis que les eucaryotes possèdent une organisation cellulaire plus complexe avec un noyau.

Compléments

  • Les virus ne sont pas des cellules, même si certains peuvent présenter une reproduction autonome selon le cours.

Astuce mémo

Procaryote sans noyau, eucaryote avec noyau

5. Organisation de la cellule procaryote

★ À maîtriser

  • Une cellule procaryote peut être en forme de bâtonnet ou sphérique et possède une membrane plasmique, parfois accompagnée d’une paroi épaisse.

  • La cellule procaryote possède des ribosomes spécifiques et ne contient pas d’organites ni de compartimentation cytoplasmique.

  • L’information génétique procaryote est regroupée dans un nucléoïde contenant un unique chromosome constitué d’ADN circulaire.

Compléments

  • Les flagelles procaryotes permettent le déplacement, tandis que les pilis sont des prolongements cytoplasmiques ressemblant à des poils.

6. Organisation de la cellule eucaryote

★ À maîtriser

  • La membrane plasmique eucaryote sépare le milieu intérieur du milieu extérieur et permet les échanges par endocytose, exocytose ou systèmes de transport.

  • Le noyau eucaryote est délimité par une enveloppe de deux membranes, de même nature que la membrane plasmique, provenant des membranes du réticulum endoplasmique granuleux.

  • L’ADN eucaryote est constitué de molécules linéaires organisées en chromatine dans le noyau, avec de l’hétérochromatine périphérique dense aux électrons et de l’euchromatine répartie dans le nucléoplasme et claire aux électrons.

Compléments

  • La membrane plasmique eucaryote participe à la communication par des signaux chimiques, des récepteurs et des jonctions cellulaires ou avec la matrice extracellulaire, ces jonctions assurant aussi l’adhérence.

  • Le nucléole regroupe certaines régions chromosomiques impliquées dans la transcription de certains ARN ribosomaux, et le cytosol contient notamment du glycogène, des éléments du cytosquelette, des centrioles et des ribosomes.

7. Organites et fonctions cellulaires

Notions clés & Définitions

  • Appareil de Golgi : Un empilement de sacs aplatis appelés dictyosomes, où les protéines mûrissent.
  • Mitochondrie : Un organite entouré de deux membranes, dont la membrane interne forme des crêtes, et qui synthétise de l’énergie.
  • Lysosome : Un sac contenant des enzymes qui dégradent complètement du matériel importé de l’extérieur et permettent le recyclage d’éléments cellulaires.

★ À maîtriser

📌 Le réticulum endoplasmique lisse est dépourvu de ribosomes et synthétise les lipides, tandis que le réticulum endoplasmique granuleux est recouvert de ribosomes et synthétise les protéines.

Compléments

  • Le REG est en continuité avec le REL et avec l’enveloppe nucléaire.

  • L’autophagie est la digestion lysosomale de constituants cellulaires vieillissants ou défectueux.

  • Les vacuoles sont volumineuses dans les cellules végétales et petites dans les cellules animales.

Tableaux de synthèse

Comparaison des types cellulaires

CaractéristiqueProcaryoteEucaryote
NoyauAbsent ; nucléoïdePrésent avec enveloppe nucléaire
OrganisationPas de compartimentation ni d’organitesCytosol compartimenté et organites
ADNUn chromosome circulaireMolécules linéaires dans la chromatine
ExempleBactérieCellule animale ou végétale

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1. Quel rôle Robert Hooke a-t-il joué dans l’histoire de la théorie cellulaire en 1665 ?

2. Quelle proposition correspond à la théorie cellulaire formulée par Schleiden et Schwann au milieu du XIXe siècle ?

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En quelle année Robert Hooke a-t-il introduit la notion de cellule ?

En 1665.

Que découvre Robert Hooke dans un bouchon de liège ?

Des alvéoles ressemblant à des cellules de moine.

Que définissent Schleiden et Schwann au XIXe siècle ?

La cellule est l’unité structurale et fonctionnelle des plantes et animaux.

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