COURS DE BIOLOGIE CELLULAIRE - URED - Douala

1 UNIVERSITE DE Douala . INSTUTUT UNIVERSITAIRE DE TECHNOLOGIE. **. Plate forme des Technologies de l'Information et du Num rique : PFTIN. Fili re : G nie Biom dical **. COURS DE BIOLOGIE CELLULAIRE . Mars 2015. Par : Pr. Leopold Gustave LEHMAN. Immuno-parasitologue Mme Arlette Linda NGAPMEN p. MBOA. Etudiante en : Option Parasitologie IUT/PFTIN/G nie Biom dical/1 re Ann e/ COURS magistral BIOLOGIE CELLULAIRE /Pr. Lehman Mboa Ngapmen CHAPITRE 1 : LA CELLULE. I. INTRODUCTION. Les organismes animaux ou v g taux sont des ensembles complexes constitu s de plusieurs parties agenc es entre elles pour accomplir les fonctions vitales telles que la croissance, la nutrition ou la reproduction. Un organisme tel que le notre est constitu de plusieurs organes sp cialis s chacun dans une fonction qui contribue la vie de l'ensemble (Ex Appareil digestif: langue, estomac, foie pancr as ). L'anatomie permet d' tudier la disposition, la forme et la structure des organes. Chaque organe est son tour constitu d'un assemblage de minuscules compartiments d limit s chacun par une membrane entourant une suspension aqueuse de macromol cules.

2 Ces compartiments sont des cellules. La BIOLOGIE CELLULAIRE tudie les cellules et leurs organites, les processus vitaux qui s'y d roulent ainsi que les m canismes permettant leur survie. II. HISTORIQUE DE LA BIOLOGIE CELLULAIRE . 1677 : Antoine van Leeuwenhoek, connu pour ses am liorations du microscope, observe le poivre pour v rifier s'il porte des aiguilles minuscules. Cela l'am ne la d couverte accidentelle d'animalcules, connus sous le nom de protozoaires. 1858 : Louis Pasteur r fute la g n ration spontan e, croyance selon laquelle des formes de vie peuvent appara tre spontan ment. 1665 : Robert Hooke d couvre des cellules dans du li ge en utilisant les premiers microscopes. 1839 : Theodor Schwann d couvre que les plantes et les animaux sont faits de cellules, concluant que la cellule est l'unit commune de structure et de d veloppement: th orie CELLULAIRE . Il donna son nom aux cellules de Schwann. 1858 : Rudolph Virchow affirme que les cellules naissent du r sultat de la division CELLULAIRE ( omnis cellula ex cellula ).

3 Page 2/38. IUT/PFTIN/G nie Biom dical/1 re Ann e/ COURS magistral BIOLOGIE CELLULAIRE /Pr. Lehman Mboa Ngapmen III. GENERALITES SUR LA CELLULE. La cellule (du latin cellula petite chambre) est l'unit structurale, fonctionnelle et reproductrice constituant toute partie d'un tre vivant ( l'exception des virus). Chaque cellule est une entit vivante qui, dans le cas d'organismes multicellulaires, fonctionne de mani re autonome, mais coordonn e avec les autres. Les cellules de m me type sont r unies en tissus (assemblage de cellules remplissant une fonction particuli re l'int rieur), eux-m mes r unis en organes (assemblage de plusieurs tissus qui remplissent une fonction sp cifique. Ex : foie, cerveau, thyro de). La cellule est l'unit de base des tres vivants. De fa on g n rale, L'ensemble des syst mes biologiques peut se diviser en deux cat gories: 1 - Les virus Ils ne sont pas des cellules au vrai sens du terme car ils ne poss dent que le mat riel g n tique (acaryotes).

4 De ce fait, ils n'ont pas un m tabolisme propre et d pendent obligatoirement d'une cellule qu'ils infestent pour la fabrication de leur mat riel g n tique. 2 - Les organismes cellulaires Ils peuvent tre constitu s d'une seule cellule. Ils sont alors dits unicellulaires. Ex: bact ries, amibes, plasmodies. Ils vivent alors isol s ou en colonies. Les organismes pluricellulaires sont constitu s de plusieurs cellules sp cialis es fonctionnant de fa on coh rente. Ils se divisent en 2 groupes: - Les organismes cellulaires procaryotes (bact ries) : ils sont des unicellulaires caract ris s essentiellement par l'absence d'une enveloppe nucl aire. Le mat riel g n tique est repr sent par un seul chromosome qui baigne dans le cytoplasme - Les organismes cellulaires eucaryotes : ce sont, contrairement aux procaryotes, des organismes chez lesquels le nucl oplasme est bien d fini et s par du cytoplasme par une membrane nucl aire double. Les eucaryotes regroupent deux grands ensembles: Les protozoaires constitu s d'une seule cellule isol e (amibes, param cies, plasmodies).

5 Ou associ e dans un agr gat appel colonie (Gonium, volvox). Les m tazoaires dont les cellules sont group es en tissus (conjonctifs, pith liaux, musculaire, nerveux, de soutien, osseux, cartilagineux). IV. CELLULES PROCARYOTES ET CELLULES EUCARYOTES. Les deux grands types d'organismes cellulaires, procaryotes et eucaryotes, ont un anc tre commun unicellulaire appel proto-cellule ou prog note qui est un organisme procaryote. Page 3/38. IUT/PFTIN/G nie Biom dical/1 re Ann e/ COURS magistral BIOLOGIE CELLULAIRE /Pr. Lehman Mboa Ngapmen Les procaryotes sont identifi s aux bact ries : la plupart vivent comme des organismes monocellulaires mais certaines bact ries s'associent en cha nette. Les procaryotes ont leur ADN dans le cytoplasme de la cellule. Les eucaryotes (ou noyau-vrai ) poss dent un noyau, compartiment s par du reste du contenu CELLULAIRE , qui contient l'ADN. Attention !!! Les virus, ou acaryotes, sont des l ments (et non des cellules) qui ne poss dent ni de noyaux ni de cytoplasme et ne peuvent se reproduire qu'en parasitant une cellule h te en d tournant la machinerie CELLULAIRE .

6 Sch ma 1 : plan d'organisation des cellules Tableau 1 : Composition moyenne des cellules vivantes CELLULES PROCARYOTES. Les cellules procaryotes sont divis es en deux types cellulaires : Les arch obact ries qui prennent en compte les cellules m thanog nes, les cellules halophiles et les cellules thermoacidophiles. Les arch obact ries sont les premi res . coloniser les roches nues car elles survivent avec le minimum de ressources. Page 4/38. IUT/PFTIN/G nie Biom dical/1 re Ann e/ COURS magistral BIOLOGIE CELLULAIRE /Pr. Lehman Mboa Ngapmen Les eubact ries (ou vraie-bact rie ) sont les plus proches des bact ries actuelles. Elles prennent en compte les bact ries contemporaines, les mycoplasmes et les cyanobact ries. Le procaryote classique est Escherichia-coli (ou E-coli), qui est une bact rie habitant dans la flore intestinale humaine gr ce une paroi CELLULAIRE rigide. Les bact ries se distinguent de part leurs parois cellulaires mise en vidence par la coloration de Gram.

7 On trouve des bact ries gram + et des bact ries gram : Les bact ries gram + retiennent le colorant, coloration violette. Leurs parois poss dent une couche unique de peptidoglycane qui repose sur la membrane plasmique, les deux constituent la paroi CELLULAIRE . On pourra prendre comme exemple les staphylocoques. Les bact ries gram sont beaucoup plus perm ables au colorant, coloration rose. Leurs parois sont constitu es d'une couche fine de peptidoglycanes qui repose sur la membrane plasmique entour e par une membrane externe : il y a donc trois couches. L'exemple le plus pertinent sera Escherichia coli. Les cellules procaryotes contiennent un compartiment unique, le cytoplasme, contenant un chromosome ou une mol cule d'ADN unique qui est le plus souvent circulaire et que l'on appelle le nucl o de. Les bact ries se r pliquent rapidement par division CELLULAIRE ou scissiparit . Elles peuvent tre pathog nes ou non pathog nes. Sch ma 2 : Organisation g n rale de la cellule procaryote (bacterie).

8 Escherichia coli Algue bleue Page 5/38. IUT/PFTIN/G nie Biom dical/1 re Ann e/ COURS magistral BIOLOGIE CELLULAIRE /Pr. Lehman Mboa Ngapmen CELLULES EUCARYOTES. Les eucaryotes correspondent aux organismes multicellulaires (animaux, plantes, champignons) ainsi qu' quelques eucaryotes unicellulaires. Les eucaryotes monocellulaires correspondent aux protistes qui sont de deux types : animal les protozoaires et v g tal les protophytes. Les cellules eucaryotes sont d limit es par une membrane (animaux) ou paroi (v g taux) et poss dent un noyau qui est l'organite contenant le g nome de l'individu. Les cellules v g tales sont le sommet de l' volution v g tale : elles sont capables de synth tiser toutes substances organiques partir de mati re inorganique et de lumi re. Elles contiennent des chloroplastes pr sentant des vacuoles volumineuses limit es par une double membrane qui correspondent des saccules empil es les unes sur les autres appel es thylako de, o se r alisent la photosynth se et donc qui contiennent de la chlorophylle.

9 Les chloroplastes, comme les mitochondries, peuvent se reproduire et poss dent leurs propres ADN. Sch ma 3 : Organisation g n rale de la cellule animale eucaryote Sch ma 4 : Organisation g n rale de la cellule v g tale eucaryote Page 6/38. IUT/PFTIN/G nie Biom dical/1 re Ann e/ COURS magistral BIOLOGIE CELLULAIRE /Pr. Lehman Mboa Ngapmen Tableau 2 : Tableau comparatif des cellules procaryotes et eucaryotes Caract ristiques Cellule procaryote Cellule eucaryote Taille G n ralement petite (1-10 m) G n ralement grande (10-100 m). Cytosquelette Absent Pr sent Organites Absent Pr sents Absence de Noyau Noyau pr sent ADN avec quelques prot ines non- ADN complex avec des prot ines histones histones; simple. Chromosome : une et prot ines non-histones dans un noyau Syst me g n tique seule mol cule circulaire dans les entour d'une membrane nucl aire. nucl otides non rattach s la Chromosome constitu de plusieurs membrane mol cules lin aires Certaines formes de mitose, Centrioles Directe par fission binaire ou Division CELLULAIRE pr sents chez la +part fuseau mitotique bourgeonnement.

10 Pas de mitose pr sent Syst me Pr sent chez la plupart des partenaires m le G n ralement absent ou tr s modifi . reproducteur et femelle Absorption pour la plupart, Absorption, ingestion, photosynth se chez Nutrition photosynth se chez d'autres certains Pas de mitochondries, enzymes Mitochondrie pr sente avec enzymes M tabolisme oxidatives li es la membrane oxydatives empaquet es l'int rieur. nerg tique CELLULAIRE et non envelopp es Mod le plus unifi de m tabolisme oxydatif s par ment Mouvements Aucun Phagocytose, pinocytose intracellulaires Globules Neurone rouges Cellule dendriti Cellule que musculai re Fibrobla stes Sch ma 5 : Diversit des cellules au sein d'un organisme Page 7/38. IUT/PFTIN/G nie Biom dical/1 re Ann e/ COURS magistral BIOLOGIE CELLULAIRE /Pr. Lehman Mboa Ngapmen V. COMPOSITION DE LA CELLULE. Les organites constituant la cellule dont les mitochondries, r ticulum endoplasmique, chloroplastes, noyau, membrane CELLULAIRE , abritent des mol cules et mat riaux de base en biochimie, dont les prot ines, lipides, glucides et acides nucl iques.