UE2 Biologie cellulaire

Introduction 
Sommaire 
De la cellule au noyau et à l’ADN, support de l’hérédité
I. Introduction
II. Localisation de l’information génétique dans la cellule
A. Information génétique contenue dans le noyau
B. Utilisation par la cellule de l’information contenue dans le noyau
III. Nature chimique du matériel génétique
A. Transformation des bactéries, découverte de la substance transformante
B. Découverte de la fonction d’un gène
C. Redécouverte de la substance transformante
D. ADN support de l’information génétique
E. Nature de la liaison chimique et diffraction des rayons X
F. Structure de l’ADN
G. Rappel sur les différentes liaisons rencontrées

Transmission des caractères de l’hérédité 
I. Mécanismes du maintien de l’information génétique
A. Introduction
B. Les mécanismes de réplication de l’ADN
C. Mécanisme de réparation de l’ADN
II. Structure et réplication des chromosomes
A. Introduction
B. L’ADN au sein du chromosome
C. Protéines de structure associées à l’ADN
D. Diversité de structure et de fonctions de la chromatine
E. Organisation globale des chromosomes
F. Réplication des chromosomes

Noyau et nucléole ̶ Relations nucléo-cytoplasmiques
I. De la structure de la chromatine à l’expression des gènes
A. Introduction – Comment passer du génotype au phénotype ?
B. Mécanismes généraux de la transcription
C. Trois sortes de transcription chez les eucaryotes
D. Synthèse et maturation des ARNm par l’ARN polymérase II
E. Synthèse et maturation des ARN de transferts et des ARN 5s et 7s
F. Synthèse et maturation des ARNr par l’ARN polymérase I
G. Conclusions
II. Du gène à la protéine
A. Principes du code génétique
B. Caractéristiques du code génétique
C. Traduction du message génétique

Les méthodes de biologie cellulaire
I. Source du matériel biologique
A. Micro-organismes utilisés dans les laboratoires
B. Animaux utilisés dans les laboratoires
C. Modification du génome par la méthode CRISPR
D. Cellules eucaryotes en culture
E. Origine des cellules cultivées
F. Culture en suspension, culture sur support solide
G. Les différents types de culture cellulaire
II. Méthodes de séparation
A. La cytométrie en flux
B. Fractionnement cellulaire, ultracentrifugation
C. Chromatographie
D. Électrophorèse
III. Méthodes de quantification et d’analyse
A. Spectrophotométrie
B. Électrotransfert des protéines sur support solide
C. Détection des protéines
D. Microscopie
IV. Notions de génie génétique
A. Les vecteurs
B. Les enzymes utilisées le plus couramment en génie génétique
C. Le clonage
D. Électrophorèse des acides nucléiques
E. Hybridation moléculaire et sondes
F. Marquage des acides nucléiques – Marquage in vitro
G. La PCR

L’interférence par ARN ou RNAi
I. Un peu d’histoire
II. Mécanismes
III. Un outil extrêmement puissant pour inhiber l’expression d’un gène cible
Le cytosquelette
I. Structuration du cytosol par des filaments constituants le cytosquelette
A. Filaments d’actine
B. Microtubules (MT)
C. Filaments intermédiaires : grande famille hétérogène de protéines
Maturation et transport des constituants de la cellule
I. Compartimentation des cellules eucaryotes
A. Introduction
B. Origines possibles de ces organites
C. Comment reconnaître la route suivie par les protéines
D. Deux routes divergentes
E. Trois façons différentes d’aller d’un compartiment à l’autre
F. Ce qui détermine le destin d’une protéine
II. Le compartiment cytosolique
A. Modifications des protéines dans le cytosol, réversibles ou non
B. Attachement à la membrane de certaines protéines du cytosol
C. Adoption d’une conformation par les protéines en cours de synthèse
D. Rôle des protéines chaperons dans la conformation des protéines
E. Protéolyse sélective par les protéasomes, dépendante d’une étiquette
F. Deux façons d’induire la dégradation spécifique d’une protéine
G. Différentes sortes d’ubiquitinylation pour des rôles différents de l’ubiquitine
H. Résistance aux protéases de certaines protéines de conformation anormale
III. Le transport cytoplasme – noyau
A. Transport à travers les pores du noyau
IV. Le transport à partir du réticulum endoplasmique (RE)
A. RE endoplasmique granulaire et RE lisse
B. RE lisse dépourvu de ribosomes et abondant dans certaines c.
C. Séparation possible du RE lisse et RE granulaire
D. Transport des protéines à travers la membrane du RE granulaire
E. Ce qui se passe dans la lumière du RE
F. Synthèse des lipides au niveau du RE
V. Mécanismes mol. du transport par des vésicules et maintien de la diversité des différents compartiments
A. Principe du transport, problématique et questions
B. Stratégies d’étude du transport par les vésicules
C. Plusieurs types de couverture des vésicules
D. Mécanismes de formation des vésicules recouvertes
E. Vésicules recouvertes de COPI et COPII
F. Mécanismes moléculaires du transport par les vésicules
VI. Transport des protéines à travers l’appareil de Golgi
A. Organisation de l’appareil de Golgi
B. Principes généraux du transport dans le Golgi par des vésicules
C. Modifications des chaînes N-oligosaccharidiques dans le Golgi
D. Modification des chaînes O-oligosaccharidiques dans le Golgi
E. Modifications séquentielles dans des compartiments spécialisés
F. Conséquences pour les protéines modifiées
VII. Transport à partir de l’appareil de Golgi
A. Différentes voies possibles à partir de la face trans du Golgi
B. Vers les lysosomes
C. Vers les vésicules de sécrétion et la surface de la cellule : exocytose
VIII. Transport à partir de la membrane plasmique : endocytose
A. Introduction et définitions
B. Pinocytose
C. Endocytose par récepteur interposé
D. Quelles routes après l’endocytose ?
E. Dans les c. épithéliales : 2 compartiments distincts d’endosome initial
IX. Transport vers les mitochondries
A. Structure générale de la mitochondrie et problèmes de transport
B. Moyens d’étude de la mitochondrie
C. Génome de la mitochondrie, sa réplication et son expression
D. Démonstration du transport par des méthodes biochimiques
E. Translocation dans la matrice de la mitochondrie
X. Le cas des peroxysomes
A. Introduction
B. Ce qu’il se passe dans les peroxysomes
C. Importation de tout le contenu à partir du cytosol
D. Biogenèse et division des peroxysomes

Matrice extracellulaire et adhésion cellulaire
I. MEC : ensemble structuré de macromol. mis en place par les cellules dans leur environnement immédiat
II. Tissus conjonctifs
A. Des propriétés mécaniques très diverses
B. Les collagènes sont les principaux constituants protéiques EC des TC
C. Structure des collagènes
D. Les fibres élastiques sont composées d’élastine
E. La fibronectine est une prot.à multiples dom. qui aide les cellules à s’attacher et qui organise la MEC …….. 175
F. Polysaccharides et protéines de la matrice
III. La lame basale
A. Introduction : des fonctions variées
B. Les laminines sont les composants principaux des lames basales
C. Le collagène IV donne à la lame basale sa force élastique
IV. Jonctions cellulaires
A. Jonctions serrées
B. Jonctions d’ancrage
C. Les jonctions communicantes (gap junctions)
V. Conclusion

Communications cellulaires chimiques et leur régulation
I. Introduction
II. Principes généraux de la communication chimique
A. Classification selon la distance parcourue par la molécule de signalisation
B. Caractéristiques de la signalisation chimique
III. Transport des petites molécules à travers la membrane
A. Introduction
B. Principes du transport à travers la membrane
C. Protéines de transport et transport actif à travers la membrane
IV. Signalisation via des récepteurs transmembranaires
A. Signalisation via des récepteurs couplés aux protéines G
B. Production de l’AMPc par régulation de l’activité de l’adénylyl-cyclase
C. Voie d’activation des inositol-phospholipides via une phospholipase C-β
D. Odorat et vision dépendent de récepteurs couplés aux protéines G
E. Signalisation par l’intermédiaire de récepteurs associés à une enzyme

Division et cycle de division de la cellule, apoptose
I. Mécanismes de division de la cellule
A. Introduction
B. Les différentes phases du cycle de division de la cellule
C. Division de la phase M en six phases
D. Préparation des chromosomes à la mitose
E. Mise en place d’une machine du cytosquelette pour assurer la division
F. Les étapes de la mitose
G. Dynamique des microtubules au cours de la mitose
H. La cytodiérèse
II. Cycle de division de la cellule (cycle cellulaire)
A. Constituants du système de régulation du cycle de division de la cellule
B. Régulation intracellulaire des événements du cycle de division cR.
III. Apoptose et mort de la cellule
A. Définitions : nécrose et apoptose
B. Marqueurs biochimiques des cellules en apoptose
C. Apoptose déclenchée par une cascade de protéolyses intracellulaires
D. Activation initiale des pro-caspases
E. Protéines pro-apoptose et anti-apoptose

Remerciements et Remarques