Cours de biologie cellulaire
Chapitre 1 : Généralités sur la biologie cellulaire
1. Historique
Les cellules ne peuvent pas être observées à l’œil nu en raison de leur très petite taille. L’histoire de la biologie cellulaire est donc étroitement liée au perfectionnement du microscope. Voici un résumé de cette histoire :
- **1665 :** Robert Hooke propose le terme "cellule" en observant des coupes de liège avec un microscope rudimentaire.
- **1674 :** Antony Van Leeuwenhoek décrit plusieurs micro-organismes vivants.
- **1838-1839 :** Mathias Schleiden et Theodor Schwann formulent les deux premiers principes de la théorie cellulaire :
1. Tous les organismes sont constitués d’une ou de plusieurs cellules.
2. La cellule est l’unité structurale de la vie.
- **1855 :** Rudolph Virschow énonce le troisième principe de la théorie cellulaire :
3. Les cellules ne peuvent provenir que de la division d’une cellule préexistante (omnis cellula ex cellula).
Les progrès dans les équipements microscopiques ont permis l’identification des principales structures cellulaires.
2. Définition
La cellule est l’unité de base en termes de structure et de fonction des organismes biologiques. Toute cellule dérive d’une cellule préexistante par division.
3. Différents types de cellules
Il existe deux types fondamentaux de cellules :
- **Cellules procaryotes :** cellules sans vrai noyau, avec le matériel génétique non enfermé dans une enveloppe nucléaire et sans organites.
- **Cellules eucaryotes :** cellules avec un noyau délimité par une enveloppe nucléaire et des compartiments cytoplasmiques appelés organites.
La différenciation cellulaire est le processus par lequel une cellule acquiert les caractéristiques d’un type cellulaire spécifique. Les cellules différenciées se caractérisent par une structure cellulaire particulière, une production spécifique, et une fonction cellulaire spécifique. Les cellules peuvent être :
- **Totipotentes :** capables de se différencier en tous les types cellulaires d’un organisme (zygote et très jeunes cellules embryonnaires).
- **Pluripotentes :** capables de se différencier en plusieurs types de cellules.
- **Cellules souches spécialisées :** comme les cellules souches hématopoïétiques.
4. Cas des virus
Les virus sont des structures vivantes constituées par un matériel génétique (ADN ou ARN) et une coque protéique. Ils se caractérisent par :
- Absence des structures cellulaires essentielles.
- Nécessité de la « machinerie cellulaire » d’une cellule hôte pour se reproduire.
Donc, les virus ne sont pas des cellules ; ils sont dans un état dit acaryote.
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Chapitre 2 : Composition chimique de la cellule
Les êtres vivants sont composés de trois types de matières :
- **Eau :** dépasse en général les 60 %.
- **Matière organique :** riche en carbone.
- **Éléments minéraux :** restent après combustion.
1. Eau
1.1. **Structure de l’eau :**
- Molécule polaire (PM = 18) avec une répartition inégale des charges.
- Peut se dissocier en H+ et OH-.
1.2. **L’eau dans la cellule :**
- Molécule la plus abondante dans les cellules vivantes.
- Solvant de nombreuses substances cellulaires.
- Milieu où se déroulent les réactions biologiques.
- Participe aux réactions chimiques et stabilise les structures cellulaires.
2. Les substances organiques
Les molécules organiques sont principalement composées de carbone. Les quatre types principaux sont :
2.1. **Les glucides :**
- Monosaccharides (ex : glucose).
- Disaccharides (ex : saccharose).
- Polysaccharides (ex : amidon, cellulose).
2.2. **Les lipides :**
- Molécules hydrophobes ou amphiphiles.
- Comprennent les graisses, cires, stérols, vitamines liposolubles, triglycérides, et phospholipides.
- Les acides gras sont des longues chaînes carbonées.
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Programme
1. **Généralités sur la biologie cellulaire**
2. **Constitution chimique des êtres vivants**
3. **Méthodes d’étude de la cellule**
4. **La membrane plasmique**
5. **Le hyaloplasme**
6. **Le noyau**
7. **Les systèmes de conversion d’énergie**
8. **Les systèmes endomembranaires**
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