Biologie Cellulaire - Résumé et notions clés du cours Pr. GAMRANI
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Fiche de Révision - Biologie Cellulaire
Résumé et notions clés du cours Pr. GAMRANI
Niveau : Intermediate
Introduction à la Biologie Cellulaire
La biologie cellulaire est la branche de la biologie qui étudie la structure, la fonction et le comportement des cellules, qui sont les unités fondamentales de la vie. Elle permet de comprendre comment les cellules interagissent, se développent, se divisent et communiquent pour assurer la vie des organismes.
1. Structure fondamentale de la cellule
1.1 Définition de la cellule
Une cellule est l’unité de base, structurale et fonctionnelle de tout être vivant.
Les cellules peuvent être procaryotes (sans noyau défini, comme les bactéries) ou eucaryotes (avec noyau).
1.2 Organisation générale d’une cellule eucaryote
| Composant | Fonction |
|---|---|
| Membrane plasmique | Barrière semi-perméable régulant les échanges |
| Noyau | Contient l’ADN et contrôle les fonctions cellulaires |
| Cytoplasme | Milieu où baignent les organites |
| Mitochondries | Production d’énergie (ATP) via respiration cellulaire |
| Réticulum endoplasmique (RE) | Synthèse et transport des protéines (RE rugueux) et des lipides (RE lisse) |
| Appareil de Golgi | Tri, modification et emballage des protéines |
| Lysosomes | Digestion intracellulaire |
| Cytosquelette | Structure et mobilité cellulaire (microtubules, filaments) |
1.3 Différences majeures entre cellule procaryote et eucaryote
| Aspect | Procaryote | Eucaryote |
|---|---|---|
| Taille | 1 à 10 µm | 10 à 100 µm |
| Noyau | Absent (ADN circulaire libre dans le cytoplasme) | Présent (ADN linéaire contenu dans un noyau) |
| Organites membranaires | Absents | Présents (mitochondries, RE, etc.) |
| Division | Fission binaire | Mitose et méiose |
2. Le noyau et le matériel génétique
2.1 Le noyau
Le noyau est entouré par l’enveloppe nucléaire, une double membrane perforée par des pores pour les échanges moléculaires.
Le noyau est le centre de contrôle génétique de la cellule.
2.2 L’ADN
L’acide désoxyribonucléique (ADN) porte l’information génétique codée en une séquence de nucléotides (A, T, G, C).
- L’ADN est organisé en chromosomes.
- Le gène est une unité fonctionnelle d’ADN codant pour une protéine ou un ARN.
2.3 Réplication et transcription
- Réplication : duplication de l’ADN avant la division cellulaire
- Transcription : synthèse d’ARN à partir de l’ADN
[Diagramme]
3. La synthèse des protéines
3.1 De l’ADN à la protéine
Le dogme central de la biologie moléculaire :
[Formule mathématique]
- Transcription : dans le noyau, l’ADN est copié en ARN messager.
- Traduction : dans le cytoplasme, l’ARNm est lu par les ribosomes pour assembler les acides aminés en protéine selon le code génétique.
3.2 Le code génétique
- Codon : séquence de trois bases nucléotidiques codant un acide aminé.
- Exemple :
| Codon (ARN) | Acide aminé |
|---|---|
| AUG | Méthionine (start) |
| UUU | Phénylalanine |
| UAA, UAG | Codons stop |
4. La membrane plasmique et les échanges cellulaires
4.1 Structure de la membrane plasmique
Composée d’une bicouche lipidique (phospholipides) dans laquelle sont insérées des protéines.
La membrane est semi-perméable et régule le passage des substances.
4.2 Mécanismes de transport
-
Transport passif : sans énergie, selon le gradient de concentration
- Diffusion simple
- Diffusion facilitée (via protéines)
- Osmose (diffusion de l’eau)
-
Transport actif : nécessite de l’énergie (ATP), contre le gradient
- Exemple : pompe sodium-potassium
4.3 Exemple: pompe sodium-potassium
[Diagramme]
5. Division cellulaire
5.1 Objectifs
- Croissance
- Remplacement cellulaire
- Reproduction
5.2 Les deux types principaux
| Division | Description | Résultat |
|---|---|---|
| Mitose | Division cellulaire somatique | 2 cellules filles diploïdes identiques |
| Méiose | Production des cellules reproductrices (gamètes) | 4 cellules filles haploïdes |
5.3 Les phases de la mitose
- Prophase
- Métaphase
- Anaphase
- Télophase
[Diagramme]
6. Le cytosquelette
6.1 Fonctions
- Maintien de la forme cellulaire
- Facilitation du mouvement cellulaire
- Transport intracellulaire
- Organisation des organites
6.2 Composants
| Type | Diamètre (nm) | Rôle principal |
|---|---|---|
| Microfilaments (actine) | ~7 | Mobilité, contraction |
| Microtubules | ~25 | Transport, division cellulaire |
| Filaments intermédiaires | 8-12 | Résistance mécanique |
Synthèse des points essentiels
- La cellule est l’unité vitale de base avec une organisation interne complexe (noyau, organites).
- Le matériel génétique (ADN) est contenu dans le noyau et assure la transmission de l'information.
- Le dogme central (ADN → ARN → protéine) permet la synthèse des protéines nécessaires au fonctionnement cellulaire.
- La membrane plasmique régule les échanges via mécanismes passifs et actifs.
- La division cellulaire comprend mitose (cellules somatiques) et méiose (gamètes).
- Le cytosquelette joue un rôle structural et fonctionnel crucial.
Diagramme global résumé des composants et fonctions d’une cellule eucaryote :
[Diagramme]
Cette fiche regroupe les notions clés essentielles du cours du Pr. GAMRANI pour comprendre la biologie cellulaire à un niveau intermédiaire, permettant un socle solide pour approfondir la biologie moléculaire et cellulaire.
Bonne révision !
