1. Les procaryotes A. Morphologie 2. Les eucaryotes A. Architecture cellulaire B. Phylogénie et différenciation 3. La biochimie: prologue A. Structures biologiques B. Processus métaboliques 4. L’origine de la vie

1. Cours: 1, La Vie
1. Les procaryotes
A. Morphologie
2. Les eucaryotes
A. Architecture cellulaire
B. Phylogénie et différenciation
3. La biochimie: prologue
A. Structures biologiques
B. Processus métaboliques
4. L’origine de la vie

2. Propriétés communes des
organismes vivants:
Capacité de récupérer de l’énergie à
partir d’aliments pour assurer leurs
différentes fonctions
Possibilité de s’adapter à des
changements dans leur environnement
La faculté de croître, se différencier
et de se reproduire

6. Vers 1839 T. Schwann a été émise la théorie
cellulaire
C’est-a-dire ;
1. Tous les êtres vivants sont constitues d’une ou
plusieurs cellules
2. La cellule est la plus petite unité possédant les
caractéristiques du vivant
3. Toute cellule provient de la division d’une autre
cellule (R.Virchov, 1885)

8. 1 LES PROCARYOTES
Parmi les premiers microscopistes, Robert
Hooke (17e siècle) a observé des unités
morphologiques appelés cellules
On distingue deux grandes catégories de
cellules: les eucaryotes qui ont un noyau
délimité par une membrane qui renferme
leur ADN (acide désoxyribonucléique) et
les procaryotes qui sont dépourvus de
noyau

10. Les procaryotes, qui comprennent
différentes types de bactéries, ont une
structure simple et sont toujours
unicellulaires
Les eucaryotes, qui peuvent être multi-
cellulaires ou unicellulaires, sont beaucoup
plus complexes
Les virus ne sont pas classés comme
organismes vivants, car ils sont dépourvus
de machinerie métabolique qui leur
permettrait de se reproduire hors de leur
cellule hôte

11. A. Morphologie et fonctions
Les procaryotes sont les organismes les plus
nombreux sur terre
Certaines bactéries peuvent se développer
dans des conditions de vie hostiles aux
eucaryotes, ou même exiger ces conditions,
telles que des environnements chimiques
défavorables, des températures élevées
(jusqu’à 113°C) ou l’absence d’oxygène
La vitesse de reproduction est rapide (< 20
min pour une division cellulaire)

12. a. Les procaryotes ont une anatomie relativement simple
-observés pour la première fois en 1683 par l’inventeur
du microscope, Antoine van Leeuwenhoek

13. Représentation schématique d’une cellule procaryote

14. b. Les procaryotes utilisent plusieurs sources d’énergie
métabolique
Les autotrophes peuvent synthétiser tous leurs
constituants cellulaires à partir de molécules simples
telles que H2O, CO2, NH3 et H2S. Les
chimiolithotrophes tirent leur énergie de
l’oxydation de substances inorganiques:
6CO2 + 6H2O С6Н12О6 + 6O2
2NH3 + 4O2 2HNO3 + 2H2O
H2S + 2O2 H2SO4
Des vastes colonies de chimiolithotrophes à
croissance extrêmement lente ont été découvertes
à 5 km de profondeur de l’océan

15. Les hétérotrophes tirent leur énergie de
l’oxydation de composés organiques et donc se
trouvent finalement dépendants des autotrophes
pour la fourniture de ces substances. Les aérobies
obligatoires (dont les animaux) doivent utiliser
l’oxygène, tandis que les anaérobies utilisent des
agents oxydants comme le sulfate ou le nitrate
Beaucoup d’organismes peuvent dégrader
partiellement des composés organiques par des
réactions d’oxydation/réduction appelées
fermentations. Les anaérobies facultatifs tels que
E. Coli peuvent vivre avec ou sans oxygène. Les
anaérobies obligatoires, au contraire, sont
empoisonnés par l’oxygène

16. 2 LES EUCARYOTES
Les cellules eucaryotes ont un diamètre
compris entre 10 et 100 µm, soit un volume
103 à 106 de fois supérieur à celui des
procaryotes
Ce qui caractérise mieux la cellule eucaryote
n’est pas la taille mais le fait qu’elle contient
une multitude d’organites fermés par une
membrane, chacun ayant une fonction
spécialisée

17. La cellule eucaryote contient des organites bordés de
membrane
Smooth
endoplasmic Nucleus
reticulum
Rough
endoplasmic
reticulum
Flagellum
Not in most Lysosome
plant cells
Centriole
Ribosomes
Peroxisome
Golgi
Microtubule apparatus
Plasma membrane
Cytoskeleton Intermediate
filament
Microfilament Mitochondrion

18. A. Architecture cellulaire
Les cellules eucaryotes, comme les procaryotes
sont limités par une membrane plasmique. La
surface de beaucoup de cellules eucaryotes est
augmentée par la présence de nombreuses
projections et/ou invaginations
De plus la cellule englobe des portions du milieu
extracellulaire par endocytose. Le contraire de
l’endocytose appelé exocytose, est un mécanisme
de sécrétion courant chez les eucaryotes

19. a. Le noyau contient l’ADN de la cellule
-lieu de stockage de l’information génétique codée
dans la séquence des bases des molécules d’ADN
qui constituent les chromosomes
Chromosomes - constitués de chromatine, un
complexe d’ADN et de protéines
Nucléole - un corps dense du noyau, lieu
d’assemblage des ribosomes à partir d’ARN
ribosomiaux et de protéines ribosomiales,
synthétisées dans le cytosol. Les ribosomes
immatures sont alors exportés dans le cytosol

20. b. Le réticulum endoplasmique et l’appareil de Golgi
sont impliqués dans des modifications de protéines
membranaires et de protéines secrétées
-le réticulum endoplasmique granuleux est garnie
de ribosomes impliqués dans la synthèse des
protéines liées aux membranes ou destinées à être
sécrétées
-le réticulum endoplasmique lisse n’est pas associé
à des ribosomes et est le siège de synthèse des
lipides
-l’appareil de Golgi est un empilement de vésicules
membraneuses dans lesquelles ces molécules
poursuivent leur maturation

21. c. Les mitochondries sont le siège du métabolisme
oxydatif
-les mitochondries sont le siège de respiration
cellulaire. Leur taille est comparable à celle d’une
bactérie. Une cellule eucaryote type contient environ
2000 mitochondries
-la mitochondrie présente deux membranes: une
membrane externe lisse et une membrane interne
plissé en crêtes
-les mitochondries ont deux compartiments:
l’espace intermembranaire et la matrice. Les
enzymes qui catalysent les réactions de la
respiration se trouvent dans la matrice

22. Les mitochondries

24. d. Les lysosomes et les peroxysomes sont des
réservoirs d’enzymes de dégradation
Les lysosmes - découverts en 1949 par Christian
de Duve (Prix Nobel, 1974). Les lysosomes sont
des sacs membraneux (diamètre 0.5 µm) remplis
d’enzymes d’hydrolyse
Les peroxysomes contiennent des enzymes
d‘oxydation. Certaines réactions peroxysomiales
produisent du peroxyde d’hydrogène (H2O2), qui
Peut être dégradé par la catalase:
2H2O2 2H2O + O2

25. e. Le cytosquelette organise le cytosol
Le cytosquelette - vaste réseau de filaments qui
confère à la cellule sa forme et la faculté de se
déplacer et qui assure les mouvements de ses
organites
Composantes du cytosquelette:
-microtubules (diamètre 250 Å) constitués de
tubuline et qui guident les mouvements des
organites
-microfilaments (diamètre 90 Å) constitués
d’actine et qui ont une fonction de soutien mécanique
-filaments intermédiaires (diamètre 100-150 Å)
constitués de keratine

26. Micrographie par immunofluorescence
pour révéler l’actine, les mitochondries
et le noyau

27. B. Phylogénie et différenciation
Dessins de quelques cellules humaines

28. Arbre
phylogénique
de l’évolution
de la vie
cellulaire sur
la Terre

29. Le
développement
embryonnaire
d’un poisson,
d’un
amphibien,
d’un oiseau et
d’un
mammifère

30. A. Structures biologiques
Organisation
hiérarchique
de structures
biologiques

31. Organisation
hiérarchique
de structures
biologiques

32. L’organization polymérique des protéines,
des acides nucléiques et des polysaccharides

33. Formation de liaisons peptidiques
résidus
d’acides Les protéines
aminés peuvent
dipeptides contenir une ou
plusieurs
tripeptides chaînes
oligopeptides polypeptidiques
polypeptides
Les protéines sont des polymères qui peuvent contenir
jusqu’à 5000 acides aminés
Dans la nature il existe 20 acides aminés différents

34. Les monomères d’acides nucléiques sont des nucléotides
Les nucléotides sont composés d'un sucre, d'une base
azotée hétérocyclique et d'au moins un groupe
phosphoryle
Nitrogenous
base (A)
Phosphate
group
Sugar

35. Les cinq bases principales dans des
acides nucléiques
A, G, T, C are present in DNA
A, G, U, C are present in RNA

36. L’ADN contient le désoxyribose tandis
que l’ARN contient le ribose

37. Les acides nucléiques se forment par l'établissement d'une liaison
covalente entre le groupe phosphoryle d'un nucléotide et le groupe
hydroxyle du sucre d'un autre nucléotide (liaison phosphodiestère):

38. Structure de la double hélice de l’ADN: deux
brins complémentaires et antiparallèlles
Hydrogen bonding
between
complementary base
pairs (A-T or G-C)
holds the two
strands together

39. B. Processus métaboliques
La plupart des réactions biochimiques font
partie d’une voie métabolique:
E1 E2 E3 E4 etc
S A B P
Voies cataboliques - par lesquelles les nutriments et
substances cellulaires sont dégradés afin de fournir
de l’énergie
Voies anaboliques - synthèse de biomolécules à partir
de molécules plus simples

40. L’énergie nécessaire aux processus anaboliques
est fournie grâce au catabolisme,
essentiellement sous forme d’adénosine
triphosphate (ATP):
ATP + H2O ADP + HPO42-
Des processus qui consomme de l’énergie, comme
la contraction musculaire dépendent de
l’hydrolyse de l’ATP. Ainsi, les processus
anaboliques et cataboliques sont couplés entre
eux via la monnaie de l’énergie biologique
universelle, l’ATP

41. 5 L’ORIGINE DE LA VIE
La vie sur Terre a dû apparaître il y a 4
milliards d’années en trois étapes:
1. L’évolution chimique au cours de laquelle des
simples molécules ont réagi pour former des
polymères organiques complexes
2. L’organisation spontanée de ces polymères pour
donner des entités capables de se répliquer
3. L’évolution biologique aboutissant à la complexité
des formes modernes de vie

42. Les trois
stades de
l’évolution de
la vie

43. B. L’évolution chimique
Expérience de Stanley Miller et
Harold Urey (1953) simulant les
effets d’éclairs d’orage dans
l’atmosphere réductrice
primitive (H2O, CH4, NH3, H2).
La solution obtenue à la fin
contenait des composés
organiques hydrosolsolubles
comme des acides aminés. Les
bases des nucléotides peuvent
aussi être synthétisées dans
des conditions prébiotiques (en
présence d’HCN). La vie est née
probablement suite à la
formation de molécules d’ARN
autoréplicatives