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  • Cours biologie cellulaire

    Licence L1

    Les Limites Cellulaires:

    Membranes, Glycocalyx et Paroi

  • Frontires, changes,

    communication,

    et adhsion

    Concepts de biologie cellulaire Le concept est la totalit des dterminations,

    rassembles en leur simple unit daprs Hegel

    Volume cellulaire / Pression et division

    Compartiments cellulaires

    Contrle des changes et des contenus

    Sige de la rception et de la transductionde signaux extrieurs

    Adhsions: Structures pluricellulaires

  • 3-Les membranes biologiques et la paroi cellulaire

    vgtale

    3.1- Concept de frontire biologique

    - Membrane plasmique et enveloppes + Composition et structure des membranes + Proprits de fluidit

    + Notion denveloppe cellulaire + Fonctions cellulaires / Constituants - Glycocalyx de la cellule animale

    + Composition+ Fonction de reconnaissance

    - Paroi de la cellule vgtale+ Composition + Structure et plasmodesmes+ fonctions essentielles

    3.2- Concepts dchanges intercellulaires

    3.3- Concept de communication avec lenviron-

    nement de la cellule

    Plan du cours du 1 au 26/10/08

  • Membrane plasmique

    La membrane plasmique dune paisseurmoyenne de 8,5 nm (variable dun typecellulaire lautre) limite le protoplasmeform par le noyau et le cytoplasme.

    Une paroi pecto-cellulosique sajoute chezles vgtaux uniquement. Des structurescomposes de chitine (polyosides) sonttrouves chez les champignons et lesinsectes

  • Donnes biochimiques(Page 22)

    60%40%Mito:

    Memb.Ext

    80%20%Mito:

    Memb.Int.

    => 4,5%

    60%

    (2%

    Glycosyls)

    40%

    (2,5%

    Glycosyls)

    Memb.

    plasmique

    => 2,5%

    65%(1% Glycosyls)

    35%(1,5% Glycosyls)

    Appareil de

    Golgi

    => 2%

    70%(1,5% Glycosyls)

    30%(0,5% Glycosyls)

    Rticulum

    GlucidesProtinesLipides

    (Phospho-

    lipides,

    Cholestrol)

    Un complexe htro-macromolculaire

    Phospholipides + Protines + Polysaccharides

  • Donnes structurales (TD)

    10 nm

    En haut: MET coupe ultra-fine dune membrane

    cytoplasmique

    Structure tripartite (x 300.000) constitue par

    deux feuillets denses, spars d'un espace clair.

    (Il existe une dissymtrie entre les deux feuillets )

    En bas: Cryo-dcapage / Observat MEB (p22)

    Une surface bossele.

  • Modle

    Mosaque

    Fluide (Page 22)(Singer et Nicholson)

  • Bases molculaires des associations

    (Membranes/Protines) P23

    * Protines TRANS-MEMBRANAIRES =

    intrinsques (Polypeptide domaine hydrophobe en hlice !)

    Ou PERIPHERIQUES = extrinsques

    (Liaisons covalentes aux protinesintrinsques ou aux phospholipides (lipo-protines); Liaisons hydrognes ou ioniques.

  • Diffrents types de

    protines associes la

    membrane plasmique

    Importance des diffrents typesde liaisons

    Acide gras

    Protines trans-membranaires

    Protinesassocies

    Protinesassocies

    Phospho-lipides

  • Contrle des changes

    Strols Eau Ion

    Canal

    ou

    Pore

    Permase Consomme ATP ou gradient

    Simple Facilite

    : sens du gradient de concentration

  • Contrles des changes:

    Contre la diffusion: besoin dnergie

    SS

    SS

    H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+

    SSSS

    SSSS

    ADP + Pi

    ATP

    H+

    S

    S

    S

    2 mcanismes:

    Hydrolyse de lATP Dcharge dun gradient de protons

    Symport

    Antiport

  • Principales fonctions de la membrane

    plasmique / proprits dasymtrie et de

    fluidit:

    -Barrire physique et sgrgation / luttecontre lentropie du systme cellulaire

    -change de la matire / ions minraux etsubstances organiques => Transporteurs etendocytose

    -Capture et transformation de lnergie /photosynthse

    -Transduction des signaux et transfertdinformation longue distance (potentieldaction et mdiateurs chimiques) /Rcepteurs

    -Reconnaissance et adhrence entre lescellules / Jonctions tanches, adhrentes etcommunicantes => Glycocalyx

  • 3-Les membranes biologiques et la paroi cellulaire

    vgtale

    3.1- Concept de frontire biologique

    - Membrane plasmique et enveloppes + Composition et structure des membranes + Proprits de fluidit

    + Notion denveloppe cellulaire + Fonctions cellulaires / Constituants - Glycocalyx de la cellule animale

    + Composition+ Fonction de reconnaissance

    - Paroi de la cellule vgtale+ Composition + Structure et plasmodesmes+ fonctions essentielles

    3.2- Concepts dchanges intercellulaires

    3.3- Concept de communication avec lenviron-

    nement de la cellule

    Plan du cours du 7 au 28/ 02 / 05

  • Membrane et glycocalyx

    Membrane plasmique

    + Polysaccharides ou

    oligosaccarides

    P 23 (Phospholipides et

    cholestrol)

    Toutes les membranes biologiques sont desstructures bi-couches de phospholipides. Les

    protines insres dans chaque type demembrane dterminent ses proprits

    spcifiques

  • Les polysaccharides sont lis par des

    liaisons covalentes aux:

    - Phospholipides => Glycolipides

    - Protines => Glycoprotines

    Bases molculaires des associations

    Membranes/Polysaccharides

  • Le Glycocalyx

    Page 24

    Leurs rles => - Ciment inter-cellulaire

    - Reconnaissance

  • 3-Les membranes biologiques et la paroi cellulaire

    vgtale

    3.1- Concept de frontire biologique

    - Membrane plasmique et enveloppes + Composition et structure des membranes + Proprits de fluidit

    + Notion denveloppe cellulaire + Fonctions cellulaires / Constituants - Glycocalyx de la cellule animale

    + Composition+ Fonction de reconnaissance

    - Paroi de la cellule vgtale+ Composition + Structure et plasmodesmes+ fonctions essentielles

    3.2- Concepts dchanges intercellulaires

    3.3- Concept de communication avec lenviron-

    nement de la cellule

    Plan du cours du 7 au 28/ 02 / 05

  • Parois vgtales (P25-27)

    3 parties principales se formant successivement :- lamelle moyenne, partie la plus externe, elle estcommune 2 cellules contiges. Se forme lapremire et est constitue de matires pectiques.- La paroi primaire, La premire forme et laseule pour les cellules indiffrencies. Elle estplastique et capable de crotre (1 3 !m). Lesmicrofibrilles de cellulose forment une texturedisperse o se trouve la matrice amorphe.- La paroi secondaire, rigide et pouvant atteindreune paisseur de plusieurs !m, limite la croissancecellulaire. Les microfibrilles de cellulose et lamatrice sont disposes de faon rgulire dcrivantdes hlices redresses par rapport laxe

  • Au-del de la membrane, la paroi

    Chez les plantes, une paroi pecto-cellulosique

    Chez les bactries, une paroi de peptido-glycane

  • Paroi dune cellule

    vgtale vue en

    microscopie

    lectronique

    transmission

    (MET)

    Membraneplasmique

    Lamelle moyenne

    Cellule

    Cellule

  • Origine et formation de la

    paroi dune cellule vgtale

    Tlophase Cytodirse

  • Schma 3-D des diffrentes

    couches formant les parois

    primaire et secondaire (3 sous-

    couches S1, S2 et S3) de 6

    cellules vgtales voisines

  • Paroi vgtale (P25-27)

    Trois groupes de glucides les pectines (pectates de calcium)

    les hmicelluloses

    la cellulose (microfibrilles)

    Des protines (extens., expans., XET)

    De la lignine (composs phnoliques)

    => La cellulose est un "-1-4

    glucane. (insoluble dans la plupart des

    solvants) Structure cristalline forme demicrofibrilles (2000 monomres) dun

    diamtre de 20 30 nm.

  • Rpartition des lignines et de la cellulose

    dans les parois (lamelle moyenne, lm; p.

    primaire, P1; p. secondaire, P2) de 2

    cellules adjacentes A et B

    Cellules de sclrenchyme ou de xylme

  • Principales fonctions de la paroi

    cellulaire vgtale:

    -Soutien et cohsion intercellulaire

    -Modifications ioniques de lacellule (H+, Ca++)

    -Migrations intra-tissulaires / eau,gaz et ions / Voie apoplasmique

    -Croissance (extensibilit de laparoi)

    -Division / Volume cellulaire

    -Barrire vis vis des parasites

    -Lieu de stockage des dchetscellulaires / Notion dincrments !

  • 3-Les membranes biologiques et la paroi cellulaire

    vgtale

    3.1- Concept de frontire biologique

    - Membrane plasmique et enveloppes + Composition et structure des membranes + Proprits de fluidit

    + Notion denveloppe cellulaire + Fonctions cellulaires / Constituants - Glycocalyx de la cellule animale

    + Composition+ Fonction de reconnaissance

    - Paroi de la cellule vgtale+ Composition + Structure et plasmodesmes+ fonctions essentielles

    3.2- Concepts dchanges intercellulaires

    3.3- Concept de communication avec lenviron-

    nement de la cellule

    Plan du cours

  • 3.2- Concepts dchanges intercellulaires

    - Diffusion simple travers la bicouche+ Diffusion dite lipophile (gaz, strodes)+ Diffusion directe (eau, outre aquaporines)+ Phnomnes dosmose et de turgescence

    - Transport passifs par diffusion facilite+ Les permases+ Les canaux ioniques

    - Transport actif+ Les pompes - ATP Na+ / K++ Les pompes Ca++ Les pompes protons H++ Transports coupls - Cas du transporteur intestinal du glucose = symport Na+ / Glucose - Lchangeur danions HCO3-/Cl- des hmaties de mammifres = antiport

    Remarque: les