LA CELLULE et les ORGANISMES PLURICELLULAIRES

1. LA CELLULE et les ORGANISMES PLURICELLULAIRES

2. Rappel sur l’évolution Soupe prébiotique = 6 éléments essentiels C H O N S P  1ères molécules = ARN - Acides aminés acides gras – sucres ADN énergie, membranes et métabolisme  Double couche phospholipidique =sélection de chaînons membrane cellulairemétaboliques efficacesplus d’énergie  Adaptation à l’environnement par symbiose de 2 systèmes différents  Respiration aérobie et anaérobie  Evolution spécifique et fonctionnelle des cellules  Organisation pluricellulaire

3. Production des molécules essentielles dans les conditions de l’atmosphère primordiale

9. Tailles et formes des cellules Réception de signaux issus de 100.000 autres cellules Cils vibratiles Différents exemples de cellules A : cellule nerveuse humaine B : paramécie C : cellules de jeune plante (tige) D : bactérie minuscule E : neutrophile englobant un globule rouge lignine cellulose Globule blanc polynucléaire neutrophile Globule rouge

10. Assortiment de protozoaires Echelle 10mm

11. Caractéristiquescomparées des procaryotes et des eucaryotes

12. la cellule structure et organisation

13. Bactéries d'environ 1 à 2 µm de diamètre vues au microscope optique (X1000) Cellules procaryotes : 1 à 10 µm Plus petits procaryotes : ~ 0,1 à 1 µm Cellules eucaryotes : 10 à 100 µm Plus petite cellule humaine = spermatozoïde (~ 3 µm) Plus grande cellule humaine = ovule (~ 100 µm)

14. Virus (50 à 100 nm) Protéine ~ 3 nm Bactérie (2 µm) Si une cellule animale avait la taille d'un immeuble de six logements 1 µm = 1/1000 mm 1 nm = 1/1000 µm

15. La taille des cellules est limitée par leur rapport surface / volume Les échanges entre la cellule et son milieu se font par la surface de la membrane cellulaire. Ces échanges sont proportionnels au volume de la cellule. • Si on augmente le diamètre d'une cellule: • La surface augmente au carré • Le volume augmente au cube Plus la taille augmente, plus le volume devient important par rapport à la surface. Le rapport surface / volume diminue.

16. Structure générale d'une cellule animale eucaryote

18. Les éléments de la cellule

19. Le noyau Nucléole Structure de synthèse de l’ARN ribosomal (transcription des gènes assemblage ARNr puis exportation vers le cytosol)

20. Réticulum endoplasmique

21. Réticulum endoplasmique • Constitution: • Le réticulum endoplasmique est fait d'une seule membrane enroulée sur elle-même. • Elle est formé de tubes qui sont interconnecté entre eux. • Types: • Réticulum endoplasmique rugueux • Réticulum endoplasmique lisse • Toutes les cellules eucaryotes possèdent un réticulum endoplasmique.

22. Réticulum endoplasmique rugueux • Propriété: • Sa membrane porte de très nombreux ribosomes. • Fonctions: • Joue un rôle capital dans la synthèse et la transformation des protéines. • Fabrique toutes les protéines qui sont sécrétées par la cellule. • Est utilisé pour fabriquer soigneusement la membrane cellulaire et plus spécifiquement des phospholipides et du cholestérol. • Il est le support physique aux ribosomes qui effectuent l'assemblage des acides aminés en protéines.

23. Ribosomes

24. Réticulum endoplasmique lisse • Propriété: • C'est le prolongement du rugueux. • Fonctions: • Il est nécessaire dans la formation des corps gras et dans celle des lipoprotéines ( lipides + protéine ). • Il s'occupe de l'absorption,la fabrication et le transport des lipides comme dans les cellules intestinales. • Contient les enzymes qui rentre dans la formation des corps gras, dans celle du cholestérol et celle des lipoprotéines.

25. Les ribosomes • Propriété: • petite structure cellulaire responsable de la synthèse des protéines. • Certains ribosomes sont libres dans le cytoplasme. • Certains autres sont associés au réticulum endoplasmique, formant le réticulum endoplasmique rugueux. • Structure: • Constitué de molécules d’un type particulier d’ARN. • Porte des sites de fixation • l’un lui permettant de s’accrocher aux ARN messagers (ARNm), les deux autres donnant la possibilité à des ARN de transfert (ARNt) de se fixer sur le ribosome. • Fonctions: • Jouent un rôle essentiel dans la synthèse des protéines. • Parcourent les ARN messagers (ARNm) et ajoutent les nouveaux acides aminés. • Sert de catalyseurs de la synthèse protéique.

26. L'appareil de Golgi

27. Appareil de Golgi • Description : Organite des cellules eucaryotes constitué d'un empilement de saccules, petits sacs, aplatis s’ajoutant continuellement. • Utilité : L'appareil de Golgi reçoit lipides et protéines du réticulum endoplasmique et les réexpédie, après transformation et tri, vers un certain nombre de destinations internes ou externes à la cellule.

28. Structure générale d'une cellule animale eucaryote

29. Mitochondrie (suite) Les mitochondrie qui sont en grande quantité dans les cellules sont considérés comme les moteurs de celles-ci. Elles transforment la nourriture en ATP (Adénosine triphosphate). Elles produisent donc l'énergie nécessaire aux fonctions vitales par le biais du processus de respiration cellulaire.

30. Mitochondrie • Crête • Espace intermembranaire (renferme des enzymes, des transporteurs d'hydrogène, de l'ADP, de l'ATP) • Membrane externe (composition voisine de la membrane plasmique) • Membrane interne (protéines chargées du transfert de l'hydrogène et des électrons + ATP)

31. Chloroplaste (136)

32. Chloroplaste • Membrane interne (composition voisine de la membrane plasmique) • Membrane externe (composition voisine de la membrane plasmique) • Espace intermembranaire (contient des enzymes, des transporteurs d'hydrogène, de l‘ADP et de l‘ATP • Thylakoïdes (renferment des pigments photorécepteurs + protéines + ATP) • Granum (empilement de thylakoïdes) • Lamelle

33. Chloroplaste (suite) Toute une chaîne de réactions d'oxydoréduction (déclenchée par l’énergie lumineuse) se déroule dans les thylakoïdes pour produire de l'énergie que la cellule emmagasine. Réalisée au niveau des pigments chlorophylliens, cette oxydation libère des électrons et des protons qui permettront de produire de l'ATP. Grâce à cet énergie, la cellule végétale fabrique toutes sortes de substances nutritives (principalement des sucres) à partir d'éléments minéraux.

34. Lysosome (132)

35. Les lysosomes

36. Lysosome (suite) • Les lysosomes sont les « poubelles » de la cellules. • Ils ont 2 fonctions principales: • l'hétérophagie : la digestion des matériaux provenant de l’extérieur de la cellule (substance alimentaire ou bactéries) • l'autophagie : digestion de certaines parties de la cellule qui sont inutiles (prévention de la formation de substances toxiques) • Ils proviennent de l’appareil de Golgi et sont surtout constitué d’enzymes digestifs

37. Péroxysome

38. Les peroxysomes

39. Peroxysomes (suite) • C’est un petit organite qui a pour rôle l’oxydation des acides gras à longue chaîne, la décomposition de l’oxyde d’hydrogène (toxique cellulaire), la dégradation des prostaglandines (substances semblables aux hormones). • Ils sont plus nombreux dans les cellules hépatiques (foie).

40. Vacuoles

41. Cytosquelette • Rôle: • Maintien de la forme des cellules • Surtout dans le cas des cellules animales qui sont dépourvues, au contraire des cellules végétales, de paroi rigide. • Intervient dans les mouvements des cellules • Chez les unicellulaires comme les amibes, mais également chez les pluricellulaires, notamment avec les globules blancs • Sert de « rails » pour le transport de certaines molécules au sein de la cellule. • Est très important pour la croissance de la paroi cellulaire, car l'orientation des microfibrilles de cellulose qui sont associées à la paroi est déterminée par l'orientation des microtubules du cytosquelette.

42. Cytosquelette Vimentine, kératine, desmine….. famille hétérogène fibres en forme de cordage (10nm) lamina nucléaire, résistance mécanique Actine polymères hélicoïdaux Structure flexibles (7nm) responsables des mouvements cellulaires (dans le cortex cellulaire) Tubuline longs cylindres creux (25nm) rigides,rectilignes attachés au centrosome

43. Cytosquelette (suite) • Constitution: • Microfilaments • Les microfilaments constituent un réseau principalement localisé sous la surface cellulaire. • Filaments intermédiaires • Les filaments intermédiaires constituent un réseau qui occupe tout l'espace cytoplasmique. Sous la membrane nucléaire interne ils constituent la lamina. • Microtubules • Les microtubules constituent un "réseau" dont le centre est situé au niveau du centrosome.

45. Les tissus

46. Deux exemples de mécanismes d’assemblage des cellules en tissus Feuillet épithélial : membrane basale et formation de jonctions intercellulaires Évolution d’un être unicellulaire en organisme pluricellulaire migration des cellules de la crête neurale ganglions et cellules satellites

47. Formation d’un tube ou d’une vésicule par incurvation d’un feuillet épithélial A : shéma de la formation d’un tube ou d’une vésicule B : formation du tube neural (embryon de poussin de 2 jours) C : formation du cristallin (coupe d’un œil)

48. Les stades de développement d’un embryon de poisson zèbre

49. bourgeon de membre de poussin duplication du modèle des doigts Des conséquence d’anomalies d’expression des gènes (mutation dans le gène de sélecteur homéotiques) antennes converties en jambes

50. Vue schématique de l’organisation d’une hydre animal diploblastique ordre des cnidaires