Les enjeux de la biologie cellulaire

Résumé du document

Support de cours de Biologie sur les enjeux de la biologie cellulaire présentant les êtres vivants face au monde minéral et l'organisation structurale hiérarchique.

Extraits

[...] Développement de modèles mécanistes et récemment de modèles dits Structure-Fonction Comparaison entre Animal et Végétal - Plante = Vaste surface fixe aérienne et souterraine pour un volume modeste : Pour un arbre de 40 m de haut, sa surface externe est de 1 ha, sa surface interne (poches sous-stomatiques) de 30 ha et sa surface racinaire de 130 ha ! - Animal = Une symétrie bilatérale avec une double polarité. Plante = Une symétrie radiale avec une seule polarité verticale pour les plantes. Toute forme dépend de la gravité, de l'espace et de la taille des organismes. [...]

[...] En effet, chez les êtres vivants: - Nombre de molécules très élevé, - Complexité très grande, haut niveau d'organisation, - Propriétés dynamiques / physiologie cellulaire 3 fonctions essentielles: Accroissement et renouvellement de la matière sèche / Individus Reproduction et évolution / Générations 3-Capacités de réaction / réseaux d'interactions à toutes les niveaux Phénomène de la vie - Nbre de types cellulaires : 200 chez les animaux + Utilisation de l'énergie de l'environnement + Métabolisme: transformation des molécules exogènes, synthèse des macro-molécules / fonctions, stockage d'ATP / liaisons chimiques 7 + Homéostasie et auto-assemblage Plan du cours 1-Origine de la vie et molécules du vivant 1.1 -Les êtres vivants face au monde minéral - Composition élémentaire de la matière - Les atomes sont les mêmes - Pas de force vitale ! - Comment définir un organisme vivant ? 1.2 -Organisation structurale hiérarchique - De la molécule à l'écosystème - De la cellule aux molécules - Principales molécules organiques - Nombre total de molécules/cellule et constituant 1.3 -Caractéristiques fondamentales de la vie 1.4 -Bref historique de la Bio Cell et des techniques 2-Diversité des formes cellulaires - Qu'est-ce qu'une cellule ? [...]

[...] Adaptation à la fixité chez les végétaux. - Embryogenèse finie chez l'animal et indéfinie chez le végétal (due à l'activité de ses méristèmes gigantisme de certaines plantes). - Développement coloniaire et immortalité chez les végétaux (bourgeons indivisibles + reproduction végétative). Individus égoïstes chez les animaux Unité fonctionnelle Cellule, commune à tous4 les organismes Plan du cours 1-Origine de la vie et molécules du vivant 1.1 -Les êtres vivants face au monde minéral - Composition élémentaire de la matière - Les atomes sont les mêmes - Pas de force vitale ! [...]

[...] 1.2 -Organisation structurale hiérarchique - De la molécule à l'écosystème - De la cellule aux molécules - Principales molécules organiques - Nombre total de molécules/cellule et constituant 1.3 -Caractéristiques fondamentales de la vie 1.4 -Bref historique de la Bio Cell et des techniques 2-Diversité des formes cellulaires - Qu'est-ce qu'une cellule ? -Des procaryotes aux eucaryotes - Notion d'évolution cellulaire 5 Ce qu'il faut retenir . Monde minéral / Êtres vivants Biosphère Cellules a & v C 10 - H O 60 - N 1 - 5 + Êtres manifestent des propriétés étonnantes . + Les atomes sont les mêmes des molécules inanimées + Il n'existe pas de forces vitales ! Esprit vitaliste du XIXè s. [...]

[...] -Des procaryotes aux eucaryotes - Notion d'évolution cellulaire 8 Exemple d'une Organisation structurale hiérarchique Molécule d'un pigment : la chlorophylle Chloroplaste Cellules et chloroplastes Tissus foliaires Feuilles d'un arbre Écosystème forestier 9 Hiérarchie des ultrastructures cellulaires Notion de structure et fonction 10 Composition chimique et liaisons moléculaires Cellules = 90% d'eau et liaisons H Le reste exprimé en pourcentage de poids sec est approximativement de: 50% protéines 15% glucides 15% acides nucléiques 10% lipides 10% autres Les biomolécules et leurs fonctions Macromolécules Les différentes types de liaisons faibles 11 Les Glucides Molécules de base: oses Aldéhyde ou cétone + fonctions alcools primaire ou secondaire Souvent des HEXOSES et Pentoses cycliques, parfois structures linéaires Macromolécules: polyoses ou polysaccharides Diversité des liaisons, linéaires ou branchés Stéréo-isomérie Fonctions cellulaires: énergie métabolique (Glucose, amidon, glycogène), molécules de l'identité cellulaire (reconnaissance, adhésion,12 tissu), structurale (cellulose) Les Lipides - Les acides gras saturés ou insaturés courants en C16, C18 - Les triglycérides (le beurre) Ester d'acides gras et du glycérol Fonction de réserve énergétique Les phospholipides (Phosphatidylcholine) Ester d'acides gras et du glycérol + Phosphatidyl-X Fonction structurale (membrane) Les stéroïdes (cholestérol) Fonctions structurale et hormonale Propriété d'auto-assemblage Amphiphilie MICELLE 13 Les protéines Molécule de base: l'acide aminé / L ou D Classification des 20 aa / Polaire = Hydrophile faiblement ionique ionique Apolaire = Hydrophobe aliphatique cyclique La cystéine est impliquée dans les 14 ponts S=S intra- et inter-moléculaires Peptides et polypeptides Liaison peptidique (amide): δ+ La liaison peptidique est polarisée: liaisons 15 Orientation: N term -aa1-aa aan term Les protéines: des structures I à IV Structure primaire: Enchaînement des aa du polypeptide Structure secondaire: Repliements dus aux liaisons hydrogènes intra-moléculaires (CO/HN) des polypeptides en: Hélice α Feuillets plissés β 16 Structure tertiaire: Ponts S=S intra- ou inter- moléculaires Interactions avec l'environnement cellulaire: chaperons, modifications post-traductionelles, etc. III IV Structure IVre Association entre sous-unités protéiques, apports d'hèmes pontages lipidiques ou glucidiques (Glyco- et lipoprotéines). NON! La fonction d'une protéine n'est pas entièrement déterminée par sa structure c.a.d par l'enchaînement des acides aminés 17 constitutifs de son polypeptide. L'environnement . [...]