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Chapitre 1Introduction à la Cytologie

🔬 Définition

Cytologie (du grec kytos = cellule, logos = science) : science qui étudie la structure, la composition chimique et les fonctions de la cellule, unité fondamentale du vivant.

La biologie cellulaire est la discipline qui étudie la cellule en tant qu'unité de base de la vie, aussi bien dans son organisation structurale que dans son fonctionnement physiologique.

📖 Bref historique

DateScientifiqueDécouverte
1665Robert Hooke1er observation de cellules (liège) → coinage du terme "cellule"
1674Leeuwenhoek1ers protozoaires & bactéries au microscope
1838–39Schleiden & SchwannThéorie cellulaire : tout être vivant est composé de cellules
1855Virchow"Omnis cellula e cellula" — toute cellule vient d'une cellule
1931Ruska & KnollMicroscope électronique → révolution ultrastructurale

La théorie cellulaire est le fondement de toute la biologie moderne. Toute pathologie est au fond une pathologie cellulaire.

🧬 Principes généraux de la vie cellulaire

Métabolisme : ensemble des réactions chimiques permettant à la cellule de produire de l'énergie et de synthétiser ses composants.
Reproduction : capacité à se diviser et transmettre l'information génétique.
Réponse aux stimuli : adaptation aux modifications de l'environnement.
Homéostasie : maintien de l'équilibre interne de la cellule.
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Chapitre 2Méthodes d'Étude de la Cellule

🔭 Microscopie

TypePouvoir de résolutionUtilisation
Microscopie optique (MO)0,2 µm (200 nm)Cellules vivantes, tissus colorés, structure générale
ME à transmission (MET)0,2 nmUltrastructure fine, organites, membranes
ME à balayage (MEB)10 nmSurface cellulaire en relief, morphologie 3D
Microscopie confocale0,2 µmFluorescence, imagerie 3D de cellules vivantes
Microscopie à force atomique (AFM)< 1 nmSurface moléculaire, membranes biologiques

Pouvoir de résolution = plus petite distance entre 2 points distincts. Plus il est petit, meilleure est la résolution.

🎨 Colorations

Hématoxyline-Éosine (HE) :

  • Hématoxyline (basique) → noyaux en bleu-violet
  • Éosine (acide) → cytoplasme en rose

Coloration de Gram (Bactéries) :

  • Gram+ → violet (paroi épaisse)
  • Gram− → rose/rouge (paroi fine)

Réaction de Feulgen : spécifique de l'ADN (coloration rouge-violet). PAS : révèle les polysaccharides (coloration magenta).

⚙️ Techniques biochimiques

Centrifugation différentielle : fractionnement des organites cellulaires par vitesses croissantes de centrifugation.

Homogénat → 600 g → Noyaux & débris
Surnageant → 10 000 g → Mitochondries, lysosomes
Surnageant → 100 000 g → Ribosomes, RE, Golgi
Surnageant → Reste = Cytosol

Autoradiographie : suivi de molécules radioactives pour étudier leur devenir cellulaire.

Immunofluorescence : localisation de protéines grâce à des anticorps couplés à des fluorochromes.

Western blot : séparation et identification de protéines par électrophorèse + anticorps.

🧪 Techniques histochimiques & cytochimiques

Permettent de localiser in situ des molécules spécifiques dans les cellules ou tissus.

Histochimie : réactions chimiques sur coupes de tissu.
Cytochimie : réactions chimiques sur cellules isolées.

Techniques immuno-enzymatiques (ELISA, immunohistochimie) : détection d'antigènes grâce à des anticorps couplés à une enzyme révélatrice (peroxydase, phosphatase alcaline).

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Chapitre 3Types Cellulaires : Procaryotes & Eucaryotes

⚖️ Comparaison Procaryote / Eucaryote

CaractèreProcaryote (Bactérie)Eucaryote
Taille1–10 µm10–100 µm
NoyauAbsent (nucléoïde)Présent (enveloppe nucléaire)
Organites membraneuxAbsentsPrésents (RE, Golgi, mito…)
ADNCirculaire, nu, haploïdeLinéaire, associé à histones, diploïde
Ribosomes70S (30S + 50S)80S (40S + 60S)
Paroi cellulairePeptidoglycane (Gram+/−)Absente (plantes: cellulose)
DivisionScissiparité (binaire)Mitose / Méiose
CytosqueletteAbsent (rudimentaire)Présent et élaboré

Les ribosomes 70S des procaryotes sont la cible des antibiotiques (aminosides, macrolides…) — différence fondamentale en pharmacologie.

🦠 Cellule Bactérienne (Procaryote) — Structure

Enveloppes (de l'extérieur vers l'intérieur) :

  • Capsule : polysaccharides, protection, virulence
  • Paroi : peptidoglycane (rigidité, forme)
  • Membrane plasmique : bicouche lipidique

Structures internes :

  • Nucléoïde : ADN circulaire + ARN + protéines
  • Plasmides : ADN extrachromosomique (résistances)
  • Ribosomes 70S
  • Mésosome : invagination membranaire (≈ mitochondrie)

Appendices : Flagelles (mobilité), Pili (fixation et conjugaison).

🧫 Cellule Eucaryote — Organisation générale

La cellule eucaryote est compartimentée. Ses grandes régions :

  • Membrane plasmique : frontière cellulaire, échanges
  • Cytoplasme = Hyaloplasme (cytosol) + Organites
  • Organites membraneux : RE, Golgi, mitochondries, lysosomes, peroxysomes
  • Organites non-membraneux : ribosomes, cytosquelette, centrosome
  • Noyau : séparé par l'enveloppe nucléaire, contient le génome
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Chapitre 4Virus & Agents Non Cellulaires

🧬 Définition et caractères des Virus

Un virus est un agent infectieux acellulaire, parasite intracellulaire obligatoire. Il ne peut se reproduire qu'à l'intérieur d'une cellule hôte vivante. Il n'est pas une cellule : pas de métabolisme propre, pas de ribosomes.
Taille : 20 à 300 nm (invisible au microscope optique).
Génome : ADN ou ARN (jamais les deux), simple ou double brin.

🔩 Structure virale

Virion = Acide nucléique + CapsideEnveloppe)
ComposantDescriptionRôle
Acide nucléiqueADN ou ARN, simple/double brin, linéaire/circulaireInformation génétique
CapsideProtéines (capsomères) : symétrie hélicoïdale, icosaédrique ou complexeProtection du génome, attachement aux cellules
EnveloppeDouble membrane lipidique (dérivée de la cellule hôte) + glycoprotéines viralesFusion membranaire, tropisme
PéplosEnveloppe + spicules glycoprotéiquesReconnaissance des récepteurs cellulaires

Les virus nus (sans enveloppe) sont plus résistants dans l'environnement que les virus enveloppés.

🔄 Cycle de multiplication virale

Attachement Pénétration Décapsidation
Réplication du génome Synthèse protéines Assemblage Libération

Deux cycles possibles :

Cycle lytique : multiplication rapide → lyse cellulaire → libération des virus.
Cycle lysogénique : intégration du génome viral dans l'ADN hôte (provirus) → latence possible.

🦠 Classification des virus

CritèreTypes
Nature de l'acide nucléiqueVirus à ADN / Virus à ARN
Structure de l'acide nucléiqueSimple brin (+/−) / Double brin
Présence d'enveloppeNus / Enveloppés
Symétrie de la capsideHélicoïdale / Icosaédrique / Complexe
Cellule cible (tropisme)Neurotrope, hépatotrope, lymphotrope…

Rétrovirus (ex. VIH) : virus à ARN utilisant la transcriptase inverse pour synthétiser de l'ADN → intégration dans le génome hôte.

Bactériophages (phages) : virus infectant les bactéries. Structure avec tête icosaédrique, queue et fibres de queue.

Prions : agents protéiques infectieux, sans acide nucléique. Forment des agrégats pathologiques (ex: maladie de Creutzfeldt-Jakob).

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Chapitre 5Membrane Plasmique

🏗️ Structure — Modèle de la mosaïque fluide (Singer & Nicolson, 1972)

La membrane plasmique est une bicouche lipidique dans laquelle flottent librement des protéines. Elle est asymétrique, fluide et dynamique.

Épaisseur : 7–10 nm. Visible uniquement en MET (aspect trilamellaire : sombre-clair-sombre).

🧪 Constituants lipidiques

LipideProportionRôle
Phospholipides~50%Charpente bicouche, imperméabilité aux molécules polaires
Cholestérol~25%Régule la fluidité (ni trop rigide, ni trop fluide)
Glycolipides~5%Reconnaissance cellulaire, groupes sanguins (face externe uniquement)
Sphingolipides~20%Signalisation, microdomaines (radeaux lipidiques)

Les lipides sont distribués de façon asymétrique : phosphatidylcholine et sphingomyéline en face externe ; phosphatidylsérine et phosphatidyléthanolamine en face interne (cytoplasmique).

🔬 Protéines membranaires

Protéines intrinsèques (intégrales) : traversent la bicouche (transmembranaires). Hydrophobes. Ex: récepteurs, canaux ioniques, transporteurs.
Protéines extrinsèques (périphériques) : associées à une face de la bicouche. Hydrophiles. Ex: enzymes de signalisation.

Fonctions des protéines membranaires :

  • Transport (canaux, pompes, transporteurs)
  • Réception de signaux (récepteurs hormonaux)
  • Catalyse enzymatique
  • Jonctions intercellulaires
  • Reconnaissance cellulaire (antigènes de surface)

🍬 Glycocalyx

Le glycocalyx est le revêtement glucidique de la face extracellulaire de la membrane, formé par les chaînes glucidiques des glycolipides et glycoprotéines.

Rôles : reconnaissance cellulaire (groupes sanguins ABO), protection mécanique, lubrification, interactions intercellulaires et avec la MEC.

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Chapitre 6Transport Membranaire

🚪 Transports passifs (sans énergie)

TypeMécanismeExemples
Diffusion simpleGradient de concentration, lipophiles ou petites moléculesO₂, CO₂, alcool, hormones stéroïdes
Diffusion facilitéePar protéines canaux ou transporteurs, sans énergieGlucose (GLUT), ions (aquaporines)
OsmoseMouvement de l'eau de la solution hypotonique vers hypertoniqueTransport d'eau (aquaporines)

Transports actifs (avec énergie = ATP)

TypeMécanismeExemple
Transport actif primairePompe ionique ATPase, contre gradientPompe Na⁺/K⁺ ATPase (3 Na⁺ sortent, 2 K⁺ entrent)
Transport actif secondaireCouplé au gradient de Na⁺ créé par la pompeSymport Na⁺/glucose (entérocytes)
AntiportDeux molécules en sens opposéÉchangeur Na⁺/H⁺

La pompe Na⁺/K⁺ ATPase est cruciale pour le potentiel de membrane des cellules excitables (neurones, cardiomyocytes). Elle consomme ~30% de l'ATP cellulaire.

🫧 Transports vésiculaires (cytose)

Endocytose

  • Phagocytose : ingestion de grosses particules (bactéries), par pseudopodes (macrophages, neutrophiles)
  • Pinocytose : ingestion de liquide et petites molécules
  • Endocytose par récepteurs : médiée par clathrine (ex: LDL, transferrine). Très spécifique.

Exocytose

  • Constitutive : continue, ex: sécrétion de collagène
  • Régulée : déclenchée par signal (Ca²⁺), ex: neurotransmetteurs, insuline

L'endocytose par récepteurs interposés est la voie d'entrée de nombreux virus (VIH, grippe) et toxines (toxine diphtérique).

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Chapitre 7Adhérence & Communication Intercellulaire

🤝 Jonctions intercellulaires

TypeStructureRôleExemples
Jonctions serrées (tight junctions)Claudines et occludines, fermeture de l'espace intercellulaireÉtanchéité (barrière hémato-encéphalique, épithélium intestinal)Épithélium intestinal
Jonctions adhérentesCadhérines + actineCohésion mécaniqueÉpiderme
DesmosomesCadhérines + filaments intermédiairesRésistance mécanique maximaleCœur, peau
Gap junctions (jonctions communicantes)Connexines (connexons)Communication ionique et chimique directeMyocarde, neurones
HémidesmosomesIntégrines + lame basaleAncrage cellule-MECÉpithélia

📡 Communication intercellulaire par signaux chimiques

Signalisation endocrine : hormone sécrétée dans le sang, agit à distance (ex: insuline).
Signalisation paracrine : médiateur agit sur cellules voisines (ex: prostaglandines).
Signalisation autocrine : cellule répond à ses propres signaux (ex: certaines cellules cancéreuses).
Signalisation synaptique : neurotransmetteur à travers une synapse (ex: acétylcholine).

Types de récepteurs membranaires :

  • Récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) → adénylyl cyclase → AMPc
  • Récepteurs à activité tyrosine kinase (RTK) → phosphorylations en cascade
  • Récepteurs canaux (ionotropes) → ouverture directe de canaux ioniques

🔗 Molécules d'adhérence cellulaire (CAMs)

FamilleLigandRôle
CadhérinesCadhérine (homo)Jonctions cellule-cellule Ca²⁺-dépendantes
IntégrinesMEC (fibronectine, lamininine…)Adhésion cellule-MEC, signalisation inside-out/outside-in
SélectinesGlucidesAdhésion leucocytes à l'endothélium (inflammation)
IgCAMsVariableAdhésion Ca²⁺-indépendante, système nerveux
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Chapitre 8Cytosquelette

🏛️ Vue d'ensemble

Le cytosquelette est un réseau de filaments protéiques qui parcourt tout le cytoplasme. Il assure la forme cellulaire, le mouvement, le transport intracellulaire et la division.

Il se compose de 3 types principaux de filaments :

🔴 Microfilaments d'actine (F-actine)

Diamètre : 7 nm. Filaments les plus fins.
Protéine : actine G (globulaire) → actine F (filamenteuse).

Organisation : réseau cortical sous la membrane, faisceaux parallèles, réseau tridimensionnel.

Fonctions :

  • Contraction musculaire (avec myosine)
  • Mouvements cellulaires : pseudopodes, lamellipodes, filopodes
  • Cytodiérèse (anneau contractile en mitose)
  • Microvillosités (bord en brosse des entérocytes)

Protéines associées : myosine (moteur moléculaire), cofiline (dépolymérisation), profiline, ABP, gelsoline.

🟡 Filaments intermédiaires

Diamètre : 10 nm. Les plus stables, non polarisés.
TypeProtéineCellule
KératinesKératine acide/basiqueCellules épithéliales
VimentineVimentineCellules mésenchymateuses, fibroblastes
DesmineDesmineCellules musculaires
NeurofilamentsNF-L, NF-M, NF-HNeurones
LaminesLamine A, B, CEnveloppe nucléaire (toutes cellules)
GFAPGFAPAstrocytes

Rôle : soutien mécanique, résistance aux contraintes de tension, ancrage des desmosomes.

La vimentine est utilisée comme marqueur en anatomopathologie pour identifier les tumeurs d'origine mésenchymateuse.

🟢 Microtubules

Diamètre : 25 nm. Les plus larges des filaments cytosquelettiques.
Protéine : tubuline α et β (hétérodimère) → protofilaments → microtubule (13 protofilaments).

Polarité : extrémité + (croissance rapide) et extrémité − (au MTOC = centrosome).

Fonctions :

  • Rails pour le transport vésiculaire (kinésine vers +, dynéine vers −)
  • Formation du fuseau mitotique
  • Structure des cils et flagelles (doublets de microtubules)
  • Centrioles et centrosome
Cil/Flagelle = axonème = 9 doublets périphériques + 2 singuliers centraux (9+2)
Dynéine axonemale : moteur du mouvement ciliaire

Médicaments ciblant les microtubules : colchicine (dépolymérise, anti-inflammatoire) ; taxol/paclitaxel (stabilise, anticancéreux).

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Chapitre 9Système Endomembranaire

🏭 Vue d'ensemble

Le système endomembranaire est un ensemble de compartiments membraneux interconnectés fonctionnellement : réticulum endoplasmique (RE), appareil de Golgi, lysosomes, vésicules, et la membrane plasmique.
Ribosome RE rugueux Vésicule de transfert Golgi (cis→médian→trans) Lysosome / Membrane / Exocytose

🧵 Réticulum Endoplasmique (RE)

RE rugueux (RER)

  • Parsemé de ribosomes
  • Synthèse des protéines sécrétées et membranaires
  • Glycosylation des protéines (N-glycosylation)
  • Contrôle qualité (chaperonnes : BiP/GRP78)

RE lisse (REL)

  • Sans ribosomes
  • Synthèse des lipides et hormones stéroïdes
  • Détoxification (foie, rein) → cytochrome P450
  • Stockage du Ca²⁺ (muscles : REL = réticulum sarcoplasmique)

📦 Appareil de Golgi

Empilements de saccules aplatis (dictyosomes), organisés en face cis (réception du RE), face médiane (modification) et face trans (tri et expédition).

Fonctions :

  • Modifications post-traductionnelles des protéines (O-glycosylation, phosphorylation, sulfatation)
  • Tri et adressage des protéines vers leur destination finale
  • Synthèse des protéoglycanes et glycolipides
  • Formation des lysosomes (vésicules contenant les enzymes lysosomiales)

Signal d'adressage vers les lysosomes : mannose-6-phosphate (M6P) → reconnu par récepteur M6P au Golgi trans.

🗑️ Lysosomes

Organites sphériques (0,05–0,5 µm) délimités par une membrane, contenant plus de 50 hydrolases acides (pH interne ≈ 4,5–5).

Enzymes lysosomiales : protéases, lipases, nucléases, glycosidases, phosphatases.

Fonctions :

  • Hétérophagie : digestion de matériaux extracellulaires (phagosomes + lysosomes = phagolysosomes)
  • Autophagie : digestion de composants cellulaires vieillis (autophagosomes + lysosomes)
  • Recyclage des composants cellulaires

Les maladies de surcharge lysosomiale (ex: maladie de Gaucher, Tay-Sachs) résultent du déficit en enzymes lysosomiales → accumulation de substrats.

🔵 Ribosomes

Structure : 2 sous-unités : grande (60S) + petite (40S) = 80S (eucaryotes). Composés d'ARNr + protéines.
Fonctions : traduction de l'ARNm en protéines. Peuvent être libres (protéines cytosoliques) ou liés au RER (protéines sécrétées).

Polysomes (polyribosomes) : plusieurs ribosomes sur un même ARNm pour une traduction simultanée.

🌀 Peroxysomes

Organites sphériques (0,5–1,5 µm) délimités par une membrane simple, contenant des oxydases et la catalase.

Fonctions :

  • β-oxydation des acides gras très longs (chaîne > C20)
  • Détoxification (alcool, H₂O₂) : H₂O₂ → H₂O + O₂ (catalase)
  • Synthèse des plasmalogènes (constituants de myéline)

Déficit en peroxysomes : syndrome de Zellweger (maladie grave du nouveau-né). Déficit en une enzyme peroxysome : adrénoleucodystrophie (ALD).

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Chapitre 10Mitochondrie

Généralités

La mitochondrie est l'organite de la respiration cellulaire. Elle produit la majorité de l'ATP (énergie) de la cellule. Présente en plusieurs centaines à milliers par cellule selon les besoins énergétiques.

Taille : 0,5–10 µm. Nombre : 200–2000 par cellule. Très abondantes dans les cellules à haute activité métabolique (cardiomyocytes, hépatocytes).

Théorie endosymbiotique (Lynn Margulis) : les mitochondries seraient d'anciennes α-protéobactéries englouties par endosymbiose → explication de leur ADN propre, leurs ribosomes 70S, leur double membrane.

🏗️ Structure de la mitochondrie

CompartimentDescriptionContenu/Fonction
Membrane externeLisse, perméable (porines)VDAC (canaux), passage de petites molécules
Espace intermembranaireÉtroit, entre les 2 membranesCytochrome c (apoptose), protons (gradient)
Membrane interneRepliée en crêtes (cristae)Chaîne respiratoire, ATP synthase (complexe V)
MatriceEspace interneCycle de Krebs, β-oxydation, ADN mitochondrial, ribosomes 70S

🔋 Production d'ATP — Respiration cellulaire

Glucose → Glycolyse (cytosol) → Pyruvate → Pyruvate déshydrogénase →
Acétyl-CoA → Cycle de Krebs (matrice) → NADH / FADH₂
→ Chaîne respiratoire (mb interne) → Gradient H⁺ → ATP synthase → ATP
ÉtapeLocalisationATP produit
GlycolyseCytosol2 ATP nets
Cycle de KrebsMatrice2 GTP + NADH/FADH₂
Phosphorylation oxydativeMembrane interne~32 ATP
Total~36–38 ATP/glucose

ADN mitochondrial (ADNmt) : circulaire, 16 569 pb, code pour 13 protéines de la chaîne respiratoire + ARNr + ARNt. Héritage maternel exclusif.

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Chapitre 11Noyau Interphasique

🎯 Structure du noyau

ComposantDescriptionFonction
Enveloppe nucléaireDouble membrane (externe : liée au RE ; interne : lamina nucléaire)Barrière noyau/cytoplasme
Pores nucléaires (NPCs)~3000–5000 par noyau, ∅ ≈ 120 nm ; complexe de 30+ protéines (nucléoporines)Transport sélectif ARN → cytoplasme / protéines → noyau
Lamina nucléaireRéseau de lamines A/B/C sous la membrane interneForme du noyau, ancrage chromatine
NucléoplasmeLiquide nucléaireMilieu de la transcription et réplication
Nucléole1–3 par noyau, non délimité par membraneSynthèse et maturation des ARNr, assemblage des sous-unités ribosomiales
ChromatineADN + histonesConservation et expression du génome

La progéria (syndrome de Hutchinson-Gilford) est due à une mutation de la lamine A → vieillissement prématuré accéléré.

🧶 Chromatine & Chromosomes

ADN double brin Nucléosome (ADN enroulé autour octamère d'histones H2A×2, H2B×2, H3×2, H4×2)
Fibre de 30 nm Boucles (300 nm) Chromosome condensé (métaphase)
Euchromatine : peu condensée, transcriptionnellement active, riche en gènes exprimés.
Hétérochromatine : très condensée, transcriptionnellement silencieuse (constitutive : centromères/télomères ; facultative : chromosome X inactif = corpuscule de Barr).

Caryotype humain normal : 46 chromosomes = 22 paires d'autosomes + 1 paire de gonosomes (XX ou XY). Diploïde (2n = 46).

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Chapitre 12Cycle Cellulaire, Mitose & Méiose

🔄 Le cycle cellulaire

G1 → Point de restriction → S (réplication ADN) G2 → Point de contrôle G2/M → M (Mitose) G1
PhaseDurée moyenneÉvénements clés
G16–12 hCroissance cellulaire, synthèse protéines, point de restriction (G1/S)
S6–8 hRéplication de l'ADN (2n → 4n), synthèse histones
G23–4 hVérification ADN, synthèse des protéines mitotiques
M (Mitose)1–2 hDivision du noyau puis du cytoplasme
G0VariableCellules quiescentes (neurones, cardiomyocytes) ou en différenciation

Les cyclines (D, E, A, B) s'associent aux CDK (kinases dépendantes des cyclines) pour contrôler les transitions entre phases. Les CDK inhibiteurs (p21, p27, p16) freinent le cycle.

🧬 Mitose — Les 5 phases

PhaseÉvénements
ProphaseCondensation chromosomes, disparition nucléole, début du fuseau mitotique
PrométaphaseRupture enveloppe nucléaire, attachement kinétochores aux microtubules du fuseau
MétaphaseChromosomes alignés sur la plaque équatoriale (plaque métaphasique)
AnaphaseSéparation des chromatides sœurs, migration vers les pôles
Télophase + CytokinèseDécondensation chromosomes, reformation enveloppe, division cytoplasme par l'anneau contractile d'actine-myosine

Résultat : 2 cellules filles diploïdes génétiquement identiques à la cellule mère.

🧪 Méiose

La méiose est une division cellulaire spécialisée des cellules germinales produisant 4 cellules haploïdes (n=23) génétiquement diversifiées à partir d'une cellule diploïde (2n=46).
Cellule 2n → Méiose I (réductionnelle) → 2 cellules n (2 chromatides)
→ Méiose II (équationnelle) → 4 cellules n (1 chromatide)

Prophase I (longue, 4 stades) : leptotène → zygotène (synapsis) → pachytène (crossing-over / recombinaison) → diplotène → diacinèse.

Crossing-over : échange de segments entre chromosomes homologues → brassage génétique → diversité génétique.

Spermatogenèse : 1 cellule 2n → 4 spermatides → 4 spermatozoïdes fonctionnels.
Ovogenèse : 1 cellule 2n → 1 ovocyte II + 1 globule polaire I → 1 ovule + 3 globules polaires (non fonctionnels).

Les erreurs de méiose (non-disjonction) causent des anomalies chromosomiques : Trisomie 21 (Down), 47 XXY (Klinefelter), 45 X (Turner).

🔒 Points de contrôle du cycle cellulaire

Point de contrôleRégulateur cléRôle
G1/S (restriction)p53, Rb, p21Intégrité ADN, taille cellulaire
G2/MComplexe CDC2-cycline BVérification réplication ADN complète
Assemblage du fuseauBubR1, Mad2Attachement correct kinétochores-microtubules

p53 ("gardien du génome") : mutation de TP53 présente dans ~50% des cancers humains. En cas de dommage ADN : p53 active p21 → arrêt du cycle → réparation ou apoptose.

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Chapitre 13Matrice Extracellulaire (MEC)

🕸️ Définition et rôles

La matrice extracellulaire (MEC) est un réseau macromoléculaire complexe qui remplit l'espace entre les cellules. Elle fournit un soutien structurel et influence le comportement cellulaire (prolifération, différenciation, migration, apoptose).

🧱 Composants principaux

MoléculeTypeRôle
CollagèneProtéine fibreuse (28 types, I le + abondant)Résistance à la traction, structure, cicatrisation
FibronectineGlycoprotéineAdhésion cellule-MEC (liaison intégrines), migration cellulaire
LaminineGlycoprotéineComposant majeur de la lame basale, différenciation
ÉlastineProtéine fibreuseÉlasticité (vaisseaux, poumons, peau)
ProtéoglycanesProtéine core + glycosaminoglycanes (GAG)Hydratation, filtration, signalisation, résistance à la compression
Acide hyaluroniqueGAG non sulfatéViscosité du liquide synovial, hydratation

🏗️ Lame basale

La lame basale est une forme spécialisée de MEC organisée en feuillet continu sous les épithéliums, les cellules musculaires et les neurones. Composée principalement de laminine, collagène IV, nidogène et perlécane.

Rôles : support des épithéliums, filtration (glomérule rénal), séparation tissu épithélial/conjonctif, contrôle de la migration cellulaire.

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Chapitre 14Apoptose & Cellule Cancéreuse

💀 Apoptose — Mort cellulaire programmée

L'apoptose est un processus de mort cellulaire programmée, génétiquement contrôlé, nécessaire au développement, à l'homéostasie tissulaire et à l'élimination des cellules endommagées. À distinguer de la nécrose (mort accidentelle, inflammatoire).

Caractères morphologiques de l'apoptose :

  • Rétrécissement cellulaire
  • Condensation de la chromatine
  • Fragmentation de l'ADN
  • Formation de corps apoptotiques
  • Phagocytose sans inflammation

Voies de déclenchement :

  • Voie intrinsèque (mitochondriale) : stress cellulaire → Bax → libération cytochrome c → apoptosome → caspase 9 → caspases effectrices (3, 6, 7)
  • Voie extrinsèque (récepteurs de mort) : FasL/Fas, TNF → caspase 8 → caspases effectrices

Protéines anti-apoptotiques : Bcl-2, Bcl-XL. Protéines pro-apoptotiques : Bax, Bak, Bad, Bid. L'équilibre Bcl-2/Bax détermine le destin de la cellule.

☠️ Cellule cancéreuse

Le cancer est une maladie génétique (mutations somatiques) caractérisée par une prolifération cellulaire incontrôlée, une résistance à l'apoptose et une capacité à envahir d'autres tissus (métastases).

Hallmarks du cancer (Hanahan & Weinberg) :

  • Autosuffisance en signaux de croissance (mutations oncogènes : RAS, HER2)
  • Insensibilité aux signaux antiprolifératifs (perte de Rb)
  • Résistance à l'apoptose (surexpression Bcl-2, perte p53)
  • Potentiel réplicatif illimité (activation de la télomérase)
  • Angiogenèse (VEGF)
  • Invasion et métastases (perte E-cadhérine, activation MMP)
  • Reprogrammation métabolique (effet Warburg : glycolyse aérobie)
  • Échappement immunitaire
Proto-oncogènes → Oncogènes : gènes normaux stimulant la croissance qui, mutés, sont hyperactifs (ex: RAS, MYC, HER2).
Gènes suppresseurs de tumeur : freinent le cycle cellulaire. Leur perte = tumeur (ex: p53, Rb, BRCA1/2).

📌 Récapitulatif — Points essentiels à retenir

  • Procaryote : pas de noyau, ribosome 70S, ADN circulaire nu
  • Eucaryote : noyau membranaire, ribosomes 80S, organites membraneux
  • Virus : acellulaire, parasite intracellulaire obligatoire, pas de métabolisme propre
  • Membrane plasmique : bicouche lipidique + protéines (modèle mosaïque fluide)
  • Pompe Na⁺/K⁺ : 3 Na⁺ sortent, 2 K⁺ entrent, consomme de l'ATP
  • Lysosome : hydrolases acides, pH 4,5 – digestion intracellulaire
  • Mitochondrie : double membrane, crêtes, cycle Krebs, chaîne respiratoire → ATP
  • ADNmt héritage maternel, ribosomes 70S mitochondriaux
  • Noyau : pores, lamina (lamines), nucléole (ARNr), chromatine (nucléosomes)
  • Cycle cellulaire : G1-S-G2-M, contrôlé par cyclines/CDK et points de restriction
  • p53 : gardien du génome, muté dans ~50% des cancers
  • Méiose : brassage génétique, 4 cellules haploïdes
  • Apoptose ≠ Nécrose : mort programmée, sans inflammation
  • Cancer : accumulation de mutations, 8 hallmarks