Composition de la cellule (membrane, réticulum endoplasmique, Golgi, microtubules,.). Examen
بيولوجية الخلية

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Réponses brèves

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Avertissement: Les éléments d'information ci joints ne peuvent constituer les réponses définitives aux questions posées, considérant d'éventuels manques de précisions que le Responsable de l'épreuve pourrait fournir sur place, suite à la demande des étudiants. Pour alerter une réponse non convenable, contacter infos(at)takween.com

1/Une structure vivante est une structure capable de se reproduire car porteuse d'une information génétique sous forme d'ADN, ARN.

Commentaire: Pour la biologie moléculaire, le vivant est l'être qui porte la molécule d'Acide Désoxyribonucléique (ADN) ou d'Acide Ribonucléique (ARN) supports de l'information génétique. Pour la physiologie, le vivant est l'être qui produit des réactions biochimiques (transformation des substrats en produits). Pour la thermodynamique, l'être vivant est ce qui est capable de se perpétuer et de se transformer en dégradant de l'énergie prise à l'environnement.

2/ Caractéristiques principales d'une cellule procaryote:
1/ ne possédant pas de membrane nucléaire, 2/ Ayant un ADN sans introns, .

	Eucaryotes	Procaryotes
Génome	Noyau, ADN Linéaire, Plusieurs chromosom., gènes morcelés, nucléole, Présence d'une membrane nucléaire	Nucléoïde, ADN circulaire, Chromosome unique, Gène linéaire, Absence de nucléole, Plasmide, Absence de membrane nucléaire
Membrane	Bicouche	Bicouche, Paroi externe
cytoplasme	Organites	Absence d'organites
Cytosquelet.	Présent	Absent
Ribosomes	40S-60S/ 80S	30S-50S/ 70S
Motilité	Flagelle ondulatoire, cils, (tubuline, actin/ myosine)	Flagelle rotatif (flagelline)
Respiration/ Energie	Mitochondrie	Membrane
Organisation	Pluricellulaire	Unicellulaire

3/ Deux structures différenciant les virus des cellules 1/ Présence de capside pour les virus. 2/ Une cellule contient l'ADN et l'ARN. Par contre un virus contient uniquement une composante (soit ADN, soit ARN), .... QCM cellule et organites

4/ Légendez le schéma suivant: 1. Feuillet clair: acides gras des phospholipides, 2. Feuillet sombre: têtes polaires des phospholipides -> Phospholipide. Structure 3D

Commentaire: En microscopie électronique on observe une structure trilamellaire de la membrane : un feuillet clair de 3 nm (environ 2 fois la longueur d'une chaîne d'acide gras saturés ou insaturés) entouré par 2 feuillets sombres de 2,5 nm chacun ; l'épaisseur totale est donc d'environ 8 nm. Ce constat a permis de mettre en évidence la structure en bicouche phospholipidique de la membrane plasmique

5/ Les noms des phospholipides:

- de la couche lipidique externe de la membrane plasmique: - PL à phosphatidylcholine (charge -) - PL à sphingomyéline (charge -).
- de la couche lipidique interne de la membrane plasmique: - PL à phosphatidylsérine (amphotère) - PL à phosphatidyléthanolamine (charge -).

Commentaire: presque toutes les molécules lipidiques qui possèdent de la choline dans leurs têtes (phosphatidylcholine et sphingomyéline) se trouvent dans la monocouche externe, alors que presque toutes les molécules de phospholipides qui contiennent un groupement terminal amine primaire (phosphatidyléthanolamine et phosphatidylsérine) se trouvent dans la monocouche interne. Remarque: Lorsque les cellules animales subissent une apoptose (mort cellulaire programmée), les phosphatidylsérines se déplacent rapidement dans la monocouche extracellulaire où ils sont reconnus par des cellules phagocytaires .. Plus de détail dans livre sciences de la vie-Biochimie (pages 37-68)

6/ Fluidité membranaire: La fluidité couvre les possibilités de mouvement des constituants de la membrane (lipides et protéines) dans le plan de la membrane. Les interactions entre les lipides déterminent le degré de liberté de mouvement de chacune des molécules.

a) Les facteurs influençant la fluidité de la membrane:

- Longueur des chaînes d'acides gras (chaînes courte -> fluidité augmente) - Insaturation/saturation des acides gras (insaturation -> fluidité augmente)
- Quantité de cholestérol - Protéines membranaires. Autres facteurs comme la température --> Acide gras. Structure 3D

Commentaire: La fluidité de la membrane dépend de la composition en lipide. Une membrane composée uniquement de phospholipides sera très fluide (les phospholipides se déplaçcant rapidememnt dans la membrane), tandis qui'une membrane contenant plus de cholestérol (moins mobile) sera moins fluide.

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Membrane cellulaire. Dynamique et fluidité

b) Exemple de phénomène physiologique qui montre l'importance de la fluidité membranaire: Augmentation des acides gras insaturés dans les membranes des bactéries vivant dans les faibles températures, .

7/ La pompe à Na+, K+: (mettez une croix devant la ou les réponse(s) juste(s).

- maintient le potentiel de membrane
- fait sortir 3 Na+ contre le gradient de concentration
- fait entrer 2 K+ dans le même sens du gradient de concentration

8/ Les microtubules:

- La protéine principale des microtubules: tubuline, protéine globulaire.

Vidéo filaments du cytosquelette (Fr, sous-titrage: Ar):

- L'extrémité moins d'une microtubules se situe du côté centrosome (associée au centrosome. Le centrosome est un complexe protéique situé près du noyau et il est constitué de deux centrioles eux-mêmes constitués de tubuline).
- L'extrêmité plus d'une microtubule se situe vers la périphérie de la cellule.
- Les protéines motrices accessoires associées aux microtubules la kinésine et la dynéine qui assurent le transport des organites et des vésicules vers différents compartiments de la cellule en se déplaçant sur le microtubule. Les kinésines se déplacent vers l'extémité (+) (vers la membrane plasmique) et les dynéines se déplacent vers l'extrémité (-) (vers le noyau). Comme la myosine II (associée aux filaments d'actine), ces protéines motrices utilisent l'énergie dérivée de l'hydrolyse de l'ATP pour se déplacer.
- Trois structures cellulaires formées d'un assemblage organisé de microtubules: 1/ Fuseau mitotique, 2/ Flagelles, 3/ Cils.

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Examen 1 de Biologie cellulaire, 2003, Faculté des Sciences, Université Cadi Ayyad, Marrakech, Maroc)

Réponses brèves

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I- Répondez par vrai ou faux aux propositions suivantes:
- Toutes les endomembranes ont une structure tripartite et renfermant peu de choléstérol .........
- Le REG se présente en général sous forme tubulaire ............
- La chaîne du cytochrome b5 n'est présente que dans les membranes des saccules golgiens .................
- La D- glucosaminyl-transférase existe uniquement dans les membranes du REG ..........
- La sulfatation se déroule dans le dictyosome et nécessite de l'ATP ......
- Les cavités du réticulum sarcoplasmique représentent un milieu approprié pour l'isolement des ions Ca++ ............
- Les glyoxysomes sont des peroxysomes capables de convertir des lipides en glucides dans les graines en germination ...........
- Après exocytose, la membrane des vésicules de sécrétion s'intègre à la membrane plasmique en gardant les mêmes caractéristiques que celles des saccules golgiens de la face de formation ..........
II- Classez dans l'ordre de déroulement, les étapes de transfert (selon la théorie du signal) des chaînes polypeptidiques à travers la membrane du REG. Mettez à chaque étape le numéro correspondant ...........
- Excision de la séquence signal par la peptidase signal.
- Interaction entre protéine signal et protéine tunnel.
- Fixation de l'ARNm par son extrêmité 3' sur son récepteur.
- Déplacement du complexe ribosome-protéine tunnel le long de l'ARNm.
- Engagement de la chaîne polypeptidique traduite dans le tunnel.
- Traduction de la séquence signal.
III- L'observation au microscope d'un neutrophile (leucocyte granulocyte) phagocytant une bactérie (voir schéma ci dessous), montre que les inclusions cytoplasmiques du neutrophile sont impliquées dans l'élimination de la bactérie phagocytée.

2. Quelle est la structure qui protège la cellule contre l'action destructrice des hydrolases acides et les caractéristiques lui permettant d'assurer cette fonction ? ................................
3. Donnez le nom du processus par lequel sera éliminée la bactérie dans le neutrophile..................................
4. Représentez par un schéma clair avec légende complète, le mécanisme de ce processus.
5. Quel est le rôle joué par ce processus dans le cas du neutrophile ? .......
6. Citez les rôles jouées par ce processus dans d'autres types de cellules (utiliser un tableau).

IV- Dans un tube à essai, on dispose d'un mélange constitué des éléments suivants: protéines (PM = 120000), ARNr 45 S, ARNr 28 S, ARNr 18 S et ARNr 5 S.
1.Donnez la définition du paramètre D: ............
2. Quel type de centrifugation peut-on utiliser pour séparer les molécules du mélange ? ...............
3. Citez une technique permettant d'identifier séparément protéines et ARNr (ou acides nucléiques d'une manière générale).
4. Expliquer brièvement le mécanisme de synthèse de l'ARNr 45 S: .........
5. Dans quelle structure cellulaire a lieu la maturation de l'ARNr 45 S? Quelles sont les molécules issues de cette maturation ?
- Lieu de maturation: .........
- Molécules produites: .........
V- On pratique, in vitro, une culture cellulaire dans un milieu contenant des protéines marquées (radioactives). Des groupes cellulaires sont prélevés puis traités par la technique d'autoradiographie, successivement aux temps T1 et T2. Au temps T1, les images radioactives sont observées dans le cytoplasme et le noyau. Au temps T2, elles sont toutes concentrées au niveau du noyau.
1. Citez les 3 principales étapes de traitement des coupes cellulaires par la technique d'autoradiographie:
a/ ......., b/ .........., c/ .........
2. D'après les résultats de l'expérience, quelle est la nature probable de la protéine radioactive utilisée ?: .........................
3. Comment expliquer l'accumulation de cette protéine au niveau du noyau, au temps T2 ?: .....................
4. Quel rôle joue cette protéine au niveau du noyau ?: ................
VI-
Le tableau ci dessous regroupe des questions relatives aux structures et fonctions respiratoires (dans les mitochondries) et photosynthétiques (dans les chloroplastes). Répondez à ces questions en remplissant le tableau.

Question	Au niveau des mitochondries	Au niveau des chloroplast.
1. Dans quelle membrane se trouvent les transporteurs d'électrons ?
2. Citer 3 transporteurs spécifiques d'électrons
3. Quelle est la molécule finale réduite par les électrons transportées ?
4. Dans quel milieu s'accumulent les protons H+ lors du transport d'électrons ?
5. Quel est le mécanisme d'activation de l'ATP-synthétase ?

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Réponses brèves

--- Questions 2003

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Avertissement: Les éléments d'information ci joints ne peuvent constituer les réponses définitives aux questions posées, considérant d'éventuels manques de précisions que le Responsable de l'épreuve pourrait fournir sur place, suite à la demande des étudiants. Pour alerter une réponse non convenable, contacter infos(at)takween.com.

I- Répondez par vrai ou faux aux propositions suivantes:

- Toutes les endomembranes ont une structure tripartite et renfermant peu de choléstérol: Vrai (le cholestérol, presque absent des membranes des compartiments intracellulaires, est essentiel dans la membrane plasmique, avec 15 à 20 % du poids sec de la membrane).
- Le REG se présente en général sous forme tubulaire: Faux (REG s/forme citernes, REL s/forme tubules)
- La chaîne du cytochrome b5 n'est présente que dans les membranes des saccules golgiens: Faux
- La D- glucosaminyl-transférase existe uniquement dans les membranes du REG: Faux ( La glycosylation en N (N-glycosylation, la plus fréquente) commence en même temps que la traduction, dans le lumen du réticulum endoplasmique rugueux (REG), et se continue jusque dans l'appareil de Golgi. L'attachement de sucres en O (O-glycosylation, moins fréquente) se fait dans l'appareil de Golgi, grâce à l'action de glycoprotéines glycosyltransférases ) --> Glycosylation des protéines + adressage.
- La sulfatation se déroule dans le dictyosome et nécessite de l'ATP: Vrai (La sulfatation est une addition des radicaux sulfates à une glycoprotéine donnant un mucopolysaccharide. Elle se fait en 2 étapes : 1/ activation du sulfate par l'ATP à l'aide d'une ATP sulfurylase (ATP + sulfate --> A-5'-phosphosulfate (A-5'-P-S) + Pi,
A-5'-P-S + ATP --> 3'-Phosphoadénosine-5'-P-S (PAPS) + ADP en présence de l'ATP sulfurylase), 2/ Transfert du sulfate par une sulfotransférase:
PAPS + Glycoprotéine -> Glycoprotéine sulfatée + 3'-P-Adénosine-5'-P (PAP))
- Les cavités du réticulum sarcoplasmique représentent un milieu approprié pour l'isolement des ions Ca++: Vrai (Le réticulum sarcoplasmique est le nom donné au réticulum endoplasmique lisse des cellules musculaires striées ou lisses, squelettiques et cardiaques. Ce compartiment est une réserve interne d'ions Ca2+).
- Les glyoxysomes sont des peroxysomes capables de convertir des lipides en glucides dans les graines en germination: Vrai.
- Après exocytose, la membrane des vésicules de sécrétion s'intègre à la membrane plasmique en gardant les mêmes caractéristiques que celles des saccules golgiens de la face de formation ..........

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Vidéos

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(Vidéos sur DVD avec explications dans le livre 'Science de la vie-Biochimie', Baaziz 2012, édité pour la préparation de la transition Secondaire-Supérieur (Ar --> Fr). Soutenir cette action par l'acquisition de cet ouvrage et en même temps appuyer la continuité des services gratuits rendus par le site takween.com au profits de tous les étudiants)

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Cellule. Constituants chimiques et rôle de la membrane plasmique (Ar, Fr):

Membrane plasmique. Lipides, protéines et glycocalix (Ar)

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