Biologie cellulaire
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Biologie cellulaire
Ce cours traite des principes fondamentaux de la biologie cellulaire, en abordant la cellule comme unité de base des êtres vivants, ainsi que les similitudes universelles entre toutes les cellules.
1. Introduction à la Cellule
- La cellule est définie comme l'unité de base vivante, structurale, fonctionnelle, et reproductrice de tout être vivant.
- La cytologie est la science qui étudie la morphologie, la structure et l'ultra-structure des cellules, tandis que la cytochimie s'intéresse à l'étude des molécules qui composent les constituants cellulaires.
2. Les Similitudes Universelles des Cellules
Les cellules partagent huit caractéristiques communes :
- ADN comme matériel génétique : Toutes les cellules stockent l'information génétique sous forme d'ADN.
- Code génétique universel : Le code génétique utilisé dans les gènes est le même pour toutes les cellules, avec de rares exceptions.
- Synthèse protéique via les ribosomes : Toutes les cellules traduisent les gènes en protéines à l'aide de l'ARN et des ribosomes.
- Rôle des protéines : Les protéines contrôlent la structure et la fonction des cellules.
- Besoins énergétiques : Les cellules utilisent l'ATP pour leurs processus métaboliques.
- Membrane plasmique : Elles sont entourées d'une membrane composée de lipides et de protéines.
- Cytosquelette : Présent dans le cytoplasme, il maintient la forme cellulaire et participe à diverses fonctions.
- Capacité à croître et se reproduire : Les cellules sont capables de se multiplier et de manifester les propriétés du vivant.
3. Composition Chimique de la Matière Vivante
- Les principaux éléments chimiques composant les cellules sont le carbone, l'oxygène, l'hydrogène, et l'azote, représentant 95 % de la masse sèche cellulaire.
- Les cellules contiennent diverses molécules essentielles :
- Eau : Représente environ 60 % de la masse cellulaire.
- Protéines : Environ 17 %, participant à de nombreuses fonctions biologiques.
- Lipides : Environ 15 %, jouant un rôle dans les membranes et la réserve d'énergie.
- Minéraux, acides nucléiques, et glucides : Présents en proportions moindres.
4. Organisation du Monde Vivant et Théorie Cellulaire
- La théorie cellulaire énonce que tous les êtres vivants sont composés de cellules, que la cellule est l'unité de base de la vie, et que toute cellule provient d'une cellule préexistante.
- Les cellules présentent une immense diversité de formes et de structures, mais partagent les similitudes universelles mentionnées.
Conclusion
Ce cours fournit les bases de la biologie cellulaire en définissant les caractéristiques communes à toutes les cellules, leur composition chimique, et leur rôle fondamental dans l'organisation du vivant.
- Enseignant: chahinaize zaoui
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- Enseignant: chahinaize zaoui
Le cours se concentre sur la membrane plasmique, les systèmes membranaires, les différenciations apicales, et l'enveloppe nucléaire, en expliquant leurs structures, leurs fonctions, et les processus associés.
1. Introduction à la Membrane Plasmique
- La membrane plasmique forme une barrière entre le milieu intracellulaire et extracellulaire, essentielle pour la survie et le fonctionnement des cellules.
- Constituée principalement de lipides (phospholipides), de protéines, et de glucides, elle assure l'intégrité cellulaire et régule les échanges.
2. Les Huit Similitudes Universelles des Cellules
- Toutes les cellules partagent les caractéristiques suivantes :
- Stockage de l'ADN comme matériel génétique.
- Utilisation d'un code génétique universel.
- Synthèse des protéines par les ribosomes.
- Dépendance à l'ATP pour l'énergie.
- Présence d'une membrane plasmique.
- Possession d'un cytosquelette.
3. Structure de la Membrane Plasmique
- La membrane est une bicouche lipidique intégrant des protéines transmembranaires et associées.
- Les glucides membranaires, situés principalement sur la face externe, jouent un rôle dans la reconnaissance cellulaire et la communication.
4. Transport Vésiculaire
- Le transport vésiculaire est utilisé par les cellules pour déplacer des macromolécules à travers la membrane.
- Exocytose : Processus par lequel les vésicules fusionnent avec la membrane pour libérer leur contenu à l'extérieur de la cellule.
- Endocytose : Processus d'absorption de substances externes, qui peut être subdivisé en pinocytose (absorption de liquides) et phagocytose (capture de grosses particules).
5. Différenciations Apicales de la Membrane Plasmique
- Les cellules spécialisées présentent des modifications apicales qui augmentent leurs capacités fonctionnelles :
- Microvillosités : Augmentent la surface d'échange, particulièrement dans les cellules absorbantes.
- Cils et stéréocils : Contribuent au mouvement des substances à la surface cellulaire ou participent à la détection sensorielle.
6. Enveloppe Nucléaire
- L'enveloppe nucléaire entoure le noyau, protégeant l'ADN et régulant les échanges nucléocytoplasmiques.
- Composée de deux membranes concentriques, l'une externe en continuité avec le réticulum endoplasmique et l'autre interne associée à la lamina nucléaire, elle confère une structure stable au noyau.
- Les pores nucléaires permettent le transport sélectif des molécules entre le noyau et le cytoplasme, facilitant le passage des ARN, des protéines, et d'autres composants nécessaires aux fonctions cellulaires.
Ce cours fournit une base solide sur la membrane cellulaire, sa composition, ses fonctions, et les mécanismes de transport membranaire essentiels au maintien de la vie cellulaire. L'enveloppe nucléaire, en tant que composante du système membranaire, joue un rôle clé en protégeant le matériel génétique et en régulant les échanges entre le noyau et le cytoplasme, assurant ainsi une organisation fonctionnelle des processus cellulaires.
- Enseignant: chahinaize zaoui
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- Enseignant: chahinaize zaoui
Ce cours présente les caractéristiques fondamentales des cellules procaryotes, en mettant l'accent sur les bactéries comme modèle de base, les organites constants et inconstants, ainsi que les différents types de procaryotes, y compris des exemples remarquables de bactéries géantes.
1. Les Bactéries : Prototype des Procaryotes
- Les bactéries représentent le modèle de base des cellules procaryotes, caractérisées par une structure simple sans noyau ni organites membraneux.
- Leur taille varie généralement entre 1 et 10 µm, bien que certaines espèces atteignent des dimensions exceptionnelles.
2. Organites Constants des Procaryotes
Les organites constants sont présents dans toutes les cellules procaryotes :
- Paroi bactérienne : Structure rigide entourant la membrane plasmique, offrant protection et maintien de la forme. Les bactéries se divisent en Gram+ (paroi épaisse de peptidoglycane) et Gram- (paroi plus fine avec une couche de lipopolysaccharides).
- Membrane plasmique : Régule les échanges avec l'environnement et joue un rôle clé dans le métabolisme.
- Cytoplasme : Contient les ribosomes, le nucléoïde (zone où se trouve l'ADN circulaire), et d'autres composants nécessaires aux fonctions cellulaires.
- ADN : Généralement sous forme d'un chromosome circulaire libre dans le cytoplasme (nucléoïde).
- Ribosomes : Impliqués dans la synthèse des protéines, présents en grand nombre dans le cytoplasme.
3. Organites Inconstants des Procaryotes
Les organites inconstants peuvent être présents ou absents selon les besoins spécifiques ou les conditions environnementales :
- Capsule : Couche externe gélatineuse offrant une protection supplémentaire contre les attaques environnementales et facilitant l'évasion du système immunitaire.
- Flagelles : Structures de motilité permettant le déplacement dans le milieu environnant.
- Pili ou fimbriae : Appendices impliqués dans l'adhésion aux surfaces ou l'échange de matériel génétique (conjugaison).
- Inclusions cytoplasmiques : Réserves de substances nutritives (lipides, glycogène, etc.) ou d'autres composants.
- Plasmides : Petites molécules d'ADN circulaire extrachromosomiques, souvent impliquées dans la résistance aux antibiotiques ou d'autres fonctions spécifiques.
- Spores : Formes de résistance permettant aux bactéries de survivre dans des conditions extrêmes.
4. Les Exemples Remarquables de Bactéries Géantes
- Bien que la majorité des bactéries soient petites, certaines atteignent des dimensions remarquables :
- En 1997 : Thiomargarita namibiensis :
- Découverte dans les sédiments marins, cette bactérie atteint 0,75 mm, la rendant visible à l'œil nu.
- En 2020 : Thiomargarita magnifica :
- Découverte dans les mangroves, elle mesure entre 1,75 cm et 2 cm, dépassant largement la taille habituelle des bactéries.
- En 1997 : Thiomargarita namibiensis :
5. Types de Procaryotes
- Bactéries : Présentent une grande diversité morphologique (cocci, bacilles, spirilles) et de métabolismes.
- Mycoplasmes : Bactéries très petites dépourvues de paroi cellulaire.
- Cyanophytes (cyanobactéries) : Capables de photosynthèse, contribuant à la production d'oxygène dans les écosystèmes.
Conclusion
Ce cours offre une compréhension approfondie des caractéristiques des cellules procaryotes, en explorant les structures constantes et inconstantes, les distinctions morphologiques, ainsi que les cas exceptionnels de bactéries géantes. Cela permet de mieux appréhender l'adaptabilité et la diversité des procaryotes dans divers environnements.
- Enseignant: chahinaize zaoui
Ce cours de cytologie est conçu comme un outil didactique pour les étudiants des premiers cycles en Médecine, Pharmacie et Chirurgie dentaire. Il propose une vue d'ensemble moderne et accessible sur la cellule et ses organites, en abordant à la fois les aspects morphologiques et physiologiques, mais sans entrer dans les détails des phénomènes physiologiques qui seront couverts en Physiologie cellulaire.
Le cours explore l'organisation interne des cellules, leur fonctionnement, leur reproduction et leur interaction avec l'environnement, dont l’objectif général est d’apporter une vue d'ensemble de conceptions de base et des préoccupations relatives à la biologie cellulaire. Dans ce cours et au fil des différents chapitres nous allons voyager dans la cellule animale vivante, afin d’en connaitre ses différents organites, et de préciser le lien entre la structure et l’organisation des constituants cellulaires et les fonctions de la cellule. Il est conçu pour permettre aux étudiants de vérifier et approfondir les notes de cours, de combler les lacunes en cas d'absence, et de fournir des compléments scientifiques. Cependant, il ne remplace pas le cours manuscrit et personnel pris en amphithéâtre, mais sert plutôt de support complémentaire pour l'apprentissage.
- Enseignant: Nour El Houda Bouchikhi
La membrane plasmique est une barrière à perméabilité sélective qui autorise le passage de solutés et les échanges entre la cellule et le milieu extérieur.
- Enseignant: Amina Zergui
Un virus est un agent infectieux nécessitant un hôte, souvent une cellule, dont les constituants et le métabolisme déclenchent la réplication.
- Enseignant: Amina Zergui
Le tissu cartilagineux est un tissu conjonctif pauvre en cellules (10% de la masse totale) et dont la matrice extracellulaire est solide et élastique. Il est constitué de cellules (chondrocytes), de fibres et d’une substance fondamentale riche en cartilagéine. Il constitue la majeure partie du squelette embryonnaire et fœtal.
- Enseignant: Amina Zergui
Organite central et vital de toute cellule vivante, limité par une double membrane perforée de nombreux pores, contenant les chromosomes et un ou plusieurs nucléoles.
- Enseignant: Amina Zergui
Le prion est un type de protéine naturellement présent dans l'organisme dans sa forme cellulaire (PrPC) susceptible de donner une forme pathogène PrPSc par une mauvaise conformation ou repliement. Cette forme pathogène est capable de transmettre cette forme mal repliée à des variantes normales de la même protéine. Ces prions dits pathogènes caractérisent plusieurs maladies neurodégénératives mortelles et transmissibles chez l'homme et de nombreux autres animaux.
- Enseignant: Amina Zergui
- Enseignant: Dalila Seddiki
- Enseignant: Dalila Seddiki
le prion est une entité acellulaire.
Lorsqu'elle est mal repliée, la protéine prion se dégrade difficilement, elle s'accumule et forme des dépôts à l'intérieur et à l'extérieur des cellules du cerveau. La protéine prion anormale peut transmettre son anomalie de conformation à d'autres protéines prion.
vParticules protéiques: il s’agit de forme aberrante d’une protéine normale ,responsables de maladies dégénératives du système nerveux central chez l’homme et les animaux
vDimensions: autour de 0,01 micron
(protéine PrPc et Pr Pres).
Agent responsable de l’encéphalopathie sub-aigue spongiforme transmissible ( maladie de Creutzfeldt-Jacob) chez l’homme : démence, perte de coordination motrice, syndrome extrapyramidal, la maladie de la vache folle chez les bovins.
- Enseignant: chahinaize zaoui
les Acaryotes (virus) sont des entités vivantes acellulaires puisqu'elles ne renferment pas les huit similitudes du monde cellulaire qui sont :
.1. Toutes les cellules emmagasinent les informations dans les gènes formés d’ADN
2.le code génétique utilisé dans les gènes est le même (rare exceptions).
3. Tous les types cellulaires décodent les gènes portés par leurs ADN grâce a un système d’ARN qui traduit l’information génétique en protéines.
4.Toutes les cellules synthétisent les protéines grâce aux ribosomes
5.Les protéines contrôlent la structure et la fonction des toute les cellules
6.Les cellules ont besoin d’énergie pour la synthèse de leurs constituant (ATP)
7.Toutes les cellules sont entourées d’une membrane plasmique formée de protéines et de lipides.
8.Toutes les cellules renferment dans leur cytoplasme un cytosquelette qui leur donne leur forme.
- Enseignant: chahinaize zaoui
les mitochondries font partie du système membranaire des cellules eucaryotes , ne sont pas seulement la source d'énergie elles assurent toutes les fonctions suivantes :
1. Respiration cellulaire
2- Fonctions de synthèses
3- Thermogenèse
4- Régulation calcique
5- Mitochondrie et vieillissement
6- Mitochondries et apoptose
- Enseignant: chahinaize zaoui
la cellule eucaryote diffère de la cellule procaryote par sont compartimentage assuré par le système membranaire. la membrane plasmique est l'une des huit similitudes du monde cellulaire. Elle est constituée de phospholipides qui lui confère sa fluidité et de cholestérol lui conférant sa stabilité incorporés de protéines dotés d'autres rôles .
- Enseignant: chahinaize zaoui
le tissu nerveux est constitué par des cellules nerveuses (neurones) et des cellules qui les accompagnent ( cellules gliales). Au niveau du Système nerveux central(Cerveaux, cervelet et moelle épinière) le soutien et la nutrition sont assurés par les méninges et les ventricules en collaboration avec la névroglie contrairement au système nerveux périphérique( ganglions et nerfs) qui est nourrit et soutenu par le tissu conjonctif. la substance grise est constituée par les corps cellulaires des neurones et est corticale aux niveaux du cerveau et cervelet et centrale au niveau de la moelle épinière. la substance blanche est constituée par les axones.
aux niveau de la substance grise , la forme des neurone nous permet de reconnaitre l'organe : les neurones pyramidaux sont retrouvés au niveau du cortex cérebral, les multipolaires au niveau de la moelle épinière et ceux de Purkinj au niveau du cortex cérébelleux.
- Enseignant: chahinaize zaoui
le module de biologie cellulaire consiste à étudier la cellule dans tout ses états commençant par l'individualiser parmi les entités vivante , ensuite l'étudier sur le plan structural, ultra-structural et structure moléculaire. il existe une diversité structurale et métabolique entre les cellules mais toutes les cellules regroupent huit similitudes universelles.
le monde des vivants est constitué d'entité vivantes acellulaire (Virus et prions) et d'entités vivantes cellulaires (eucaryotes et procaryotes).
Une fois la cellule individualisé, une étude détaillée des procaryotes représentées par les bactéries est réalisée sur le plan cytologique suivi de l'étude de la cellule procaryotes.
l'étude de la cellule se comportant comme un individu est nécessaire pour faire la différence entre protozoaires et métazoaires qui lors de leurs évolution ont acquis certains caractères dont le développement embryonnaire.
Suite à ce voyage dans le monde animal, il est inévitable d'étudier le comportement d'une cellule germinale unique fécondé pour donner un individu pluricellulaire assurée par la discipline d'embryologie.
la cellule embryonnaire donne naissance à des tissus embryonnaires appelés feuillet embryonnaire qui donneront les quatre type de tissus de l'individu. l'étude de ces tissus est appelée l'histologie.
à la fin et après avoir étudier la cellule en cytologie, taxonomie, embryologie et histologie , il est nécessaire de l'étudier dans un état pathologique qui est la cellule cancéreuse entité cellulaire dans un miroir inversé.
- Enseignant: chahinaize zaoui
le tissus cartilagineux est un tissu conjonctif spécialisé non vascularisé qui assure la fonction du squelette .Il existe 3 principaux tissus conjonctifs dont le cartilage hyalin , le cartilage élastique et le cartilage fibreux. Sa nutrition et protection sont assurées par le périchondre, qui est un tissu conjonctif richement vascularisé, à l'exception du cartilage articulaire qui est nourrit par le liquide synovial.
- Enseignant: chahinaize zaoui