Généralités sur les bases du vivant : Procaryotes, Eucaryotes et Virus

Flashcards de révision basées sur la fiche de cours N°1 de Biologie Cellulaire (CPCM) traitant des procaryotes, eucaryotes, organites, parasites et virus.

Quelle est la définition d'une cellule selon le cours ?

C'est la plus petite structure organisée capable de vivre de manière indépendante.

Quels sont les deux types cellulaires de base et quelle est l'étymologie de leurs noms ?

Les cellules procaryotes (du grec pró signifiant « avant » et karyon signifiant « noyau ») et les cellules eucaryotes (du grec eu signifiant « parfait » et karyon signifiant « noyau »).

Quels sont les deux types de bactéries appartenant aux procaryotes ?

Les eubactéries (ou « vraies » bactéries) et les archaébactéries (bactéries archaïques).

Quelles sont les caractéristiques et pathologies associées aux eubactéries Escherichia coli et Mycobacterium tuberculosis ?

Escherichia coli est une bactérie intestinale chez l'homme, à l'origine d'infections urinaires en pathologie et utilisée en génie génétique. Mycobacterium tuberculosis (BK, bacille de Koch) est à l'origine de la tuberculose.

Dans quelles conditions extrêmes les archaébactéries peuvent-elles vivre et quelle est leur application en biologie moléculaire ?

Elles peuvent vivre dans des milieux avec un $\text{pH} < 1$, sans oxygène, à fortes concentrations de sels, ou à des températures $T > 90\,^\circ\text{C}$ ou $< 0\,^\circ\text{C}$. Leurs polymérases issues de ces bactéries (fonctionnant à plus de $70\,^\circ\text{C}$) sont utilisées en génie génétique pour la PCR.

Combien de bactéries colonisent respectivement la bouche, la peau et l'intestin chez l'Homme ?

$10^{10}$ bactéries colonisent la bouche, $10^{12}$ colonisent la peau et $10^{14}$ colonisent l'intestin (constituant le microbiote intestinal).

Quels sont les exemples d'êtres eucaryotes unicellulaires cités dans le cours ?

Les levures (comme Saccharomyces cerevisiae, la levure du boulanger ou de bière), certaines algues et les protozoaires (animaux microscopiques).

Combien de cellules et de types cellulaires différents composent le corps humain ?

L'Homme est constitué de $10^{13}$ cellules et de plus de $200$ types cellulaires différents aux fonctions spécialisées.

Quelle est la définition d'un parasite ?

Un organisme vivant se nourrissant, s'abritant ou se reproduisant aux dépens d'un autre organisme appelé l'hôte, soit de manière permanente (hôte permanent), soit pendant une phase de son cycle vital (hôte temporaire).

Quelles sont les deux catégories de parasites selon leur structure unicellulaire ou multicellulaire ?

Les protozoaires (eucaryotes unicellulaires) et les métazoaires (eucaryotes multicellulaires possédant des tissus et des organes, comme le tænia chez l'homme).

Quels agents ou organismes ne sont PAS considérés comme des parasites selon le cours ?

Les virus, les bactéries et les levures.

Quelle est la différence fondamentale de compartimentation et de système membranaire entre procaryotes et eucaryotes ?

Les procaryotes possèdent un seul système membranaire (la membrane plasmique) sans compartimentation ni noyau. Les eucaryotes possèdent une compartimentation intracellulaire avec des organites délimités par des membranes internes et une enveloppe nucléaire délimitant le noyau.

Comment diffère l'organisation du matériel génétique (ADN) entre les procaryotes et les eucaryotes ?

Chez les procaryotes, l'ADN est une seule molécule double brin le plus souvent circulaire (nucléoïdes) directement diffus dans le cytoplasme. Chez les eucaryotes, l'ADN est double brin linéaire porté par des chromosomes individuels ($2n = 46$ chromosomes chez l'Homme) localisés dans le noyau.

Quelles sont les tailles respectives des êtres unicellulaires procaryotes et eucaryotes ?

Les procaryotes ont une taille de $0{,}1$ à $1\,\mu\text{m}$, tandis que les eucaryotes unicellulaires ont une taille de $10$ à $100\,\mu\text{m}$.

Quelle est la définition morphologique du cytoplasme et la définition biochimique du cytosol ?

Le cytoplasme englobe tout ce qui se situe à l'intérieur de la membrane plasmique excepté le noyau (définition morphologique). Le cytosol est la fraction visqueuse semi-liquide du cytoplasme où baignent les organites, constituée d'environ $85\%$ d'eau, de glucides, lipides, protéines et divers ARN (définition biochimique).

Quelle est la distinction fonctionnelle et structurale entre le réticulum endoplasmique lisse (REL) et le réticulum endoplasmique granuleux (REG) ?

Le REL est le site de synthèse des lipides (phospholipides membranaires, acides gras, stéroïdes) et de stockage du calcium. Le REG (ou rugueux) est caractérisé par la présence de ribosomes et constitue le site de synthèse des protéines.

Quels sont les rôles majeurs de l'appareil de Golgi ?

Il est le lieu de modification de certaines protéines après leur synthèse (exemple : la glycosylation, réaction enzymatique lian de façon covalente un glucide à une protéine) et un lieu de triage.

Que sont les lysosomes et quelle est leur fonction ?

Ce sont des vésicules membranaires d'origine golgienne contenant des enzymes hydrolytiques permettant la dégradation et le recyclage des structures cellulaires.

Quelle est la fonction principale des mitochondries et quel pourcentage d'ATP fournissent-elles ?

Elles fournissent l'énergie nécessaire au fonctionnement de la cellule en produisant plus de $95\%$ de l'ATP (Adénosine triphosphate).

De quoi est composé le cytosquelette et quelles sont ses fonctions ?

Il est composé de microfilaments (filaments d'actine), de filaments intermédiaires et de microtubules (filaments de tubuline). Il confère à la cellule sa forme, permet le déplacement des organites et des cellules, et coordonne la mitose.

Sur cette image du cytosquelette observée en microscopie, à quoi correspondent les colorations rouge, verte et bleue ?

La coloration rouge correspond aux microfilaments (filaments d'actine), la vert aux microtubules (filaments de tubuline) et la bleue au noyau.

Quelle est la définition d'un virus et quelle est sa taille par rapport aux bactéries ?

C'est une entité biologique non vivante de très petite taille ($20$ à $300\,\text{nm}$), incapable de se reproduire de manière autonome et nécessitant une cellule hôte. En comparaison, les bactéries mesurent $0{,}1$ à $1\,\mu\text{m}$.

Quelle est la différence d'usage entre le terme « virus » et le terme « virion » ?

Le terme « virus » désigne l'agent infectieux à tous les stades du cycle viral (extracellulaire ou intracellulaire). Le terme « virion » désigne spécifiquement la particule virale telle qu'on la trouve à l'extérieur des cellules infectées.

De quoi est constituée la nucléocapside (ou core) chez un virus nu ?

Elle est formée de l'ensemble de la capside (assemblage de protéines codées par le génome viral) et du génome (acide nucléique).

D'où dérive l'enveloppe des virus enveloppés et comment influe-t-elle sur leur vulnérabilité ?

Elle dérive des membranes de la cellule hôte (membrane plasmique, enveloppe nucléaire, RE ou Golgi). Sa nature lipidique rend les virus enveloppés très sensibles à la chaleur, aux détergents et aux solvants organiques.

Sur quel récepteur cellulaire se lient les spicules du VIH lors de l'infection virale ?

Les spicules du VIH portent la protéine gp120 qui se lie spécifiquement au récepteur CD4 des lymphocytes T.

Quelle est la caractéristique enzymatique principale des rétrovirus et qu'est-ce qu'un provirus ?

Les rétrovirus possèdent l'enzyme transcriptase inverse (rétrotranscriptase) qui convertit avec une faible fidélité l'ARN viral en ADN proviral. Le provirus est la copie ADN intégrée dans le génome de l'hôte qui se réplique avec lui.

Qu'est-ce qu'un bactériophage (ou phage) et quelle est la nature de son matériel génétique chez la grande majorité d'entre eux ?

C'est un virus n'infectant que des bactéries. Pour plus de $95\%$ des phages connus, le matériel génétique est une molécule d'ADN double-brin linéaire.

Combien de temps dure le cycle de réplication du phage T4 ?

Le cycle de réplication du phage T4 dure environ $30\,\text{minutes}$, depuis l'entrée de l'ADN dans la bactérie (Escherichia coli) jusqu'à la destruction de celle-ci.