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BIOLOGIE CELLULAIRE 1
S1B0100 2009-2010
Compartimentation cellulaire Structure et Fonctions des Organites
Mitochondrie Chloroplaste Proxysome
Mtabolisme bionergtique
Rticulum endoplasmique Appareil de Golgi Lysosomes Endosomes Systme endomembranaire Synthse et transport des protines
ATP : Adnosine triphosphate
NH2 N N O O P O O O N N Adnine (base purique)
~O
P O
~O
P O
O
CH2 O -D-ribose, sucre 5 carbones (pentose) OH
HO P-P-P
Adnosine (nucloside) AMP ADP ATP
~
Liaison haut potentiel, riche en nergie
Hydrolyse
ATP
Phosphorylation
ADP + Pi
Le mtabolisme bionergtique : structure et fonctions des organites impliqus
A - Les mitochondries 1 - Analyse en MP : structure et proprits des mitochondries 2 - Ultrastructure du chondriome en microscopie 3 - Composition chimique et organisation de lenveloppe mitochondriale 4 - Le mtabolisme intramitochondrial 5 - Origine, multiplication et mort des mitochondries B - Les plastes 1 - Les interconversions plastidiales 2 - Ultrastructure et fonctions des plastes 3 - Les chloroplastes 4 - Origine, multiplication et mort des plastes C - Les proxysomes 1 - Ultrastructure des proxysomes 2 - Fonction des proxysomes 3 - Biogense et renouvellement des proxysomes
1 - Analyse en MP : Structure et proprits des mitochondries a - Polymorphisme et Mobilit du chondriome(ensemble des mitochondries en suspension dans le cytosol) Visible en MP : - coloration cytochimique au vert Janus B - Immunofluorescence en microscopie fluorescence - Microscopie contraste de phase (mobilit observe)
Mitos = filament chondros = grain
Granulaire (0,5 1 m)
Ovalaire (2 / 4 m)
Filamenteuse (0,2 0,5 / 7 m)
Morphologie modifie par les proprits physicochimiques du cytosol (pH et pression osmotique)
Immobilit selon une demande locale en nergie ou mobilit importante suivant le courant cytosolique (mouvement du cytosquelette)
1 - Analyse en MP : Structure et proprits des mitochondries b - Distribution intracellulaire des mitochondriesSouvent uniforme Exception des cellules spcialises :Lumire intestinale
Epithlium intestinalMicrovillosits apicales
Lot apical de Mitochondries
Noyau
Lot basal de mitochondries
Lame basale Capillaire sanguin Tissu conjonctif vascularis
Entrocyte
1 - Analyse en MP : Structure et proprits des mitochondries b - Distribution intracellulaire des mitochondriesSouvent uniforme Exception des cellules spcialises :Tte Spirale mitochondriale Pice intermdiaire
Pice terminale
Flagelle
Spermatozode
2 - Ultrastructure du chondriome en microscopie lectronique
Une constance ultrastructurale
3 - Composition chimique et organisation de lenveloppe
H+
matrice
H2O O-- + 2H+
ATP
ADP + Pi NADH F1 FADH2 F0membrane interne
NAD+ 2e- + O2 FAD
I
2e-
II2e
-
III
IVCytochrome C
H+
H+
H+
H+
Espace intermembranaire
5 - Origine, multiplication et mort des mitochondries Origine : Thorie endosymbiotique (Mereschkowski 1905) Mitochondries = organismes procaryotes en symbiosedans les cellules eucaryotes Les mitochondries drivent lorigine dune -protobactrie arobie. Les arguments et preuves : . ADN circulaire double brin prsentant des similitudes avec lADN bactrien) . Expression de linformation gntique mitochondriale indpendante de celle du noyau : ARNm, ARNt, ribosomes propres. . Multiplication indpendante du noyau . Double membraneMitochondrie Organite semi-autonome Internalisation -protobactrie arobie
Cellule eucaryote anarobie
Endocytose
Cellule eucaryote arobie
5 - Origine, multiplication et mort des mitochondries
Multiplication : division de mitochondries existantes
Mort : autophagie dans le compartiment lysosomal
1 - Les interconversions plastidiales : Le plastidome
Proplaste Oloplaste Protoplaste
Leucoplaste Etioplaste
Amyloplaste
Chloroplaste
Chromoplaste
2 Les diffrents plastes et leur fonction : a - Les proplastes Petit plastes incolores sphriques (1 m) Ultrastructure simple Non diffrencis
cytosol enveloppe vsicule lamelle membranaire stroma
dans les cellules indiffrencies : dans lembryon dans les cellules mristmatiques
2 Les diffrents plastes et leur fonction : b - Les tioplastes Couleur jaune, peu diffrencis et non photosynthtiques Obscurit tioplastes
Lumire chloroplastes
Feuille tiole
Jeune plante tiole de Soja
Pois
2 Les diffrents plastes et leur fonction : c - Les chromoplastesChromoplastes / MP
Couleur jaune, orange, rouge ou violette de nombreux fruits, fleurs et racinesPoivrons Tomates
Carotte Violette
Forsythia
2 Les diffrents plastes et leur fonction : c - Les chromoplastes 4 types ultrastructuraux
Cristaux
Pigments carotnodiens = Ttraterpnes (C40)
Rouge
Orange
Violet
Jaune
2 Les diffrents plastes et leur fonction : d - Les amyloplastesA partir du glucose du cytosol Amidon, rserve durable
Stockage damidon dans les organes de rserveracines tubrises, rhizomes, fruits, graines, spores . Banane
Grain de mas
Taille variable : 1 - 175 m Constance ultrastructurale Cytosol Enveloppe
Rhizomes (Iris) Pomme de Terre
Amidon
Stroma
Absence de chlorophylle et de structures membranaires
2 Fonctions des plastes : d - Les amyloplastesStrate Hile
Simple
Strie
Enveloppe
Strie commune
Semi-Compos
Compos
3 - Les Chloroplastes
Feuille Elode Microscopie photoniqueAlgues et microalgues Ptridophytes - Fougres Briophytes - Mousses
Couleur verte Chlorophylles Photosynthse
Ovode 3 - 4 m longueur 2 - 3 m diamtre
3 - Les Chloroplastes : a - Ultrastructure, organisation gnrale ADN circulaire double brin (plastome) Enveloppe Membrane externe Membrane interne Globules plastidiaux
Thylakode intergranaire Granum
Thylakode granaire
Plastoribosomes
Stroma :
- pH alcalin - riche en protines (Rubisco), ions (Mg2+, PO32+), molcules organiques varies
Plage damidon transitoire
Les chloroplastes ressemblent aux mitochondries mais ont un compartiment supplmentaire
Espace intermembranaire Membrane interne
Stroma
Membrane thylakodale
Lumen
4 - Origine, multiplication et mort des plates
Origine : Thorie endosymbiotique Ils drivent dune cyanobactrie
Multiplication Ils proviennent de la division de plastes existants
Mort - destruction Par autophagie dans le compartiment lysosomal
1 - Ultrastructure des proxysomes Cellules eucaryotes animales et vgtales Organite de forme ovale ou sphrique dlimit par une membrane Taille : 250 nm 1,5 m as de gnome ni de ribosome
Rseau particulaire et canaliculaire
Canalicule Proxysome Particule Une seule membrane
500 nm
Proxysomes
Microtubules du cytosquelette
ADN nuclaire
Rpartition en microscopie fluorescence
3 - Origine, multiplication et mort des proxysomes
Origine : non dtermine Multiplication : bourgeonnement du rticulum endoplasmique croissance et division de proxysomes prexistants
Mort : autophagie dans le compartiment lysosomal