I. La cellule eucaryote : une cellule compartimentée

II. La cellule eucaryote : une cellule spécialisée

III. La cellule eucaryote : une cellule intégrée dans l'organisme

La cellule eucaryote unité structuraleet fonctionnelle

I. La cellule eucaryote : une cellule compartimentée

1- Le noyau protège l'information héréditaire par une double membrane

- Doublet de membranes (+ pores + lamina int.) - RNP = Vol noyau / (Vol. cyto - Vol noyau)- Nucléole bien dev. pdt digestion

a) Généralités

a) Généralités

b) Constitution chimique

- Ultracentrifugation fraction "noyau"- Qualitatif : eau + lipides + enzymes + glucides + ions + ARN

+ ADN + protéines- Quantitatif : ADN 20% Prot. Histones 20% + non-histone 50%

(A+C)/ (T+G) = 1

(A+T)/ (C+G) = 1,5 chez l'Homme

a) Généralités

b) Constitution chimique

c) Coloration spécifique

Réactif de Brachet :- vert de méthyle colore la chromatine de l'ADN en vert;- pyronine colore les ARN du nucléole en rose

Réactif de Feulgen (HCl + réactif de Schiff)- libère les fonctions aldéhyde de l'ADN : la fushine devient rose

a) Généralités

b) Constitution chimique

c) Coloration spécifique

d) Mort cellulaire programmée

- Noyau se condense puis est dégradé- Membranes plasmiques et cellulaires s'invaginent- Ex. vers Caenorhabditis  : 11 gènes connus (dt 2 de démarrage et 1 de protection)

1- Le noyau protège l'information héréditaire par une double membrane

2- Mitochondries et chloroplastes : organites énergétiques à double membrane

a) Généralités

- 1 < Taille < 30 µm- Crêtes lamellaires ( ATP) ou tubules (thermogenèse). Surfaces variables- Quantitatif : 10% à 30% du volume cellulaire

b) Semi-autonomie génétique

- ADN circulaire (X10 exemplaires) Taille 1,5 105 pb pr CP Taille mito. 104 chez l'Homme à 105 chez levure- Crêtes lamellaires ( ATP) ou tubules (thermogenèse)

1- Le noyau protège l'information héréditaire par une double membrane

2- Mitochondries et chloroplastes : organites énergétiques à double membrane

3- Appareil de Golgi et le REG : lieu de la synthèse protéique

Flux et Tri protéique

a) Le réticulum peut porter des ribosomes

- Lames applaties 20 nm à 50 nm X 50 surface- Membrane peu épaisse 6 nm ( 7,5 plasmique)- REG (granaire) basal dans la cellule pancréatique- cavité riche en eau : favorise action des enzymes (glycolases,

phosphatase…)- Ribosomes :

1 dictyosome = 3 à 10 saccules emplilés entourés de vésicules (cis = face convexe, trans=face concave et latérales)

parfois associés à la membrane externe du noyau

b) L'appareil de Golgi : ensemble des dictyosomes

1- Le noyau protège l'information héréditaire par une double membrane

2- Mitochondries et chloroplastes : organites énergétiques à double membrane

3- Appareil de Golgi et réticulum : lieu de synthèses

4- La vacuole stocke et gère les flux d'eau

a) Technique d'isolement vacuolaire

- Récupération directe (ex : laticifères d'hévéa)- Electrophorèse en flux continu (ex. algue Valonia marine

géante)- Ultracentrifugation : densité tonoplaste 1,10 g/cm3

plasmalemme 1,17 g/cm3

- Protoplastes + choc osmotique ou thermique

b) Origine de la vacuole

- Vacuum très dispersé ds cellules méristématiques

1- Réseau provacuolaire dérivant du REL 2- Cage de séquestration 3- Vacuoles autophagiques (lysosomes primaires) 4- Vacuoles à membranes uniques

- Dédifférenciation réversible

c) Turgescence de la vacuole et prot érigé

- Echanges trans-tonoplaste mee rouge neutre- Def pression osmotique Pression hydrostatique contrecarrant

flux d'eau

= RT (Cle plus concentré (ex. vacuole) - C le moins concentré (ex. milieu extérieur))

- Particpe au grandissement cellualire à l'ouverture / fermeture des stomates

<100 atm

d) Vacuole et homéostasie du cytoplasme• Equilibre hydrique

Plasmodesme

Membrane plasmique retractée

Tractus cytoplasmique

Paroi pectocellulosique

d) Vacuole et homéostasie du cytoplasme• Equilibre hydrique• Composition

Mg2+ X 90Ca2+ X1000 [Ca2+] vacuolaire = 1 à 10 mM

[Ca2+] cytoplasmique = 0.1 à 10 M)

d) Vacuole et homéostasie du cytoplasme• Régulation du pH cytoplasmique

- ATPase inhibée par anions (Cl- et NO3-) et DCCD (N-N' dicyclohexyl carbo di-imide) mais pas par vanadate (ATPase du plasmalemme)

• Homéostasie du Ca2+

• Equilibre "hormonal"

- transport actif IIaire (découplage ATPase tonoplamique à nigérine stop entrée de Ca2+ dans vacuole)

- synthèse éthylène- concentre gibbérelline- tonoplaste = membranes cibles de l'auxine (AIA)

• Réserves

- saccharose le jour (excès avant export)- malate la nuit (chez plantes crassulescentes)- inuline (chez liliacée, dahlia, chicorée)

e) Vacuole : "grenier" et "estomac" de la cellule

• Activité lysosomiale (lytique)

- Hydolases recyclage métabolique

• Détoxification : produits du métabolisme secondaire

- flavonoides anthocyanes à rouges pH 4/ bleu à pH 7 / violet) fitness reproducteur- tanins- alcaloïdes : nicotine, morphine etc.

f) Vacuole : détoxification et défense de la cellule

- acides toxiques (citriques, maliques, oxalique) cristallisés en présence de Ca2+

• Défense

- allotoxicité (allos = autre) ex.- inactive pectinases et cellulases- génestéines (5%) oestradiol (stérilité

moutonsAustralie)

- autotoxicité- antioxydants- inhibiteurs d'enzymes - précurseur de coumarine ( HCN)

- GS-pump ("Glutathion S-conjugate", famille des "Multiple Resistance associated Prot") herbicides, métaux lourds, arsenic etc.

CYTOPLASME

CANAUX

TRANSPORTEURS

POMPES

• Mécanismes de séquestration et détoxification

1- Le noyau protège l'information héréditaire par une double membrane

2- Mitochondries et chloroplastes : organites énergétiques à double membrane

3- Appareil de Golgi et le REG : lieu de la synthèse protéique

4- La vacuole gère les flux d'eau et stocke

5- Autres organites à simples membranes : lysosomes et peroxysomes

cristal d'oxalate de calcium

Coopération peroxysome/mito/CP pendant la photorespiration

Endosome mature

Lysosome

Vésicule d'endocytose (recouverte de clathrine)

fusionnant avec

donnant

100 nm

6- Le cytosquelette : organisateur de l'architecture et du trafic cellulaire

a) Microtubules : charpente et rails• Diamètre• Structure

24 nm

• Diamètre• Structure• Polymérisation (inhibée par colchicine, vinblastine,

vincristine cf chimiothérapie)

a) Microtubules : charpente et rails

• Diamètre• Structure• Polymérisation• Polarité : pôle – associé au centriole

- +

• Diamètre• Structure• Polymérisation• Polarité : pôle – associé au centriole• Déplacement de molécules sur les microtubules

• Position cellulaire

b) Microfilaments : forme et mouvements• TONOFILAMENTS (ex. cytokératines) :

- Position cellulaire

- Diamètre : 10 nm

- Structure : association complexe

10 nm

Mee du renouvellement des tonofilaments (eq. dynamique) par Photobleaching

MYOFILAMENTS fins d'actine• Diamètre• Structure

6 nm

MYOFILAMENTS fins d'actine• Position cellulaire

MYOFILAMENTS épais de myosine• Structure

14 nm

BILAN fonction des éléments du cytosquelette

BILAN position des éléments du cytosquelette

I. La cellule eucaryote : une cellule compartimentée

BILAN de la compartimentation

- Augmentation de la quantité de membranes

- Protection de :

- la forme

- le contenu

- le contenant

- Séparation des voies métaboliques et concentrations

- optimisation des cinétiques

- gradients

- Problèmes :

- coût

- échanges