LUCAGEN

Origines de la Vie

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De la Matière Inerte au Vivant : Une Enquête Scientifique

La Terre Primitive à l'Hadéen
Figure 0.1 : Représentation artistique de la Terre à l'Hadéen (4 Ga).

1. Le Théâtre Géologique : La Terre Primitive

Pour comprendre l'émergence de la vie, il faut replacer le décor de l'Hadéen et de l'Archéen (4.5 - 3.5 Ga).

  • L'Atmosphère Primitive : Contrairement à l'expérience de Miller-Urey (1953) qui supposait une atmosphère très réductrice (CH4, NH3), les modèles actuels suggèrent une atmosphère dominée par CO2 et N2, issue du volcanisme. Cela rend la synthèse spontanée d'acides aminés plus difficile, déplaçant l'intérêt vers des environnements spécifiques (évents hydrothermaux).
  • Le Bombardement Tardif : Vers 3.9 Ga, la Terre a subi des impacts météoritiques majeurs. Paradoxalement, cela a pu apporter des matériaux organiques (acides aminés, bases azotées) et créer des cratères hydrothermaux propices à la chimie prébiotique.

2. Du Minéral au Vivant : Scénarios d'Abiogenèse

Comment la chimie est-elle devenue biologie ? Trois hypothèses majeures s'affrontent et se complètent.

A. Le Monde ARN ("Genes First")

Proposé par Walter Gilbert (1986). L'ARN peut à la fois stocker l'information (comme l'ADN) et catalyser des réactions (Ribozymes).
Preuve clé : Le ribosome, la machine à fabriquer les protéines, est un ribozyme. Le cœur catalytique est de l'ARN, pas de la protéine.
Défi : La synthèse prébiotique du Ribose et des nucléotides est chimiquement ardue (problème de stabilité). Les travaux de John Sutherland (MRC Cambridge) ont récemment montré une voie de synthèse plausible activée par les UV.

B. Le Monde Métabolisme ("Metabolism First")

Proposé par Günter Wächtershäuser. La vie a commencé par des cycles de réactions chimiques auto-catalytiques sur des surfaces minérales (Pyrite, FeS).
Concept : L'énergie précède l'information. Le cycle de Krebs inverse (rTCA) pourrait fixer le CO2 spontanément sur des surfaces de fer-soufre.

C. Les Évents Alcalins (L'Hypothèse de Nick Lane)

Évents Hydrothermaux Alcalins
Figure 0.2 : Les fumeurs blancs, berceau potentiel de la vie.

Les fumeurs blancs (et non noirs) fournissent un environnement idéal :
1. Gradients de Protons : L'eau alcaline (pH 10) sortant dans l'océan acide (pH 5) de l'Hadéen crée un gradient naturel de H+, précurseur de la bioénergétique moderne (ATP Synthase).
2. Micro-pores : La roche forme des micro-chambres qui concentrent les molécules, agissant comme des "cellules minérales".

3. L'Invention de la Frontière : La Membrane

Pour qu'il y ait évolution, il faut individualiser les systèmes. La nature a exploité les propriétés physiques des lipides.

Auto-assemblage : Les acides gras (amphiphiles) forment spontanément des vésicules (liposomes) dans l'eau.
Perméabilité Sélective : Les membranes primitives d'acides gras sont plus perméables que nos phospholipides modernes, permettant le passage des nutriments sans canaux protéiques complexes.
Expérience de Szostak : Son laboratoire a montré que des vésicules d'acides gras peuvent "grandir" en volant des lipides à d'autres vésicules (compétition) et se diviser sous l'effet de forces mécaniques (vagues).

4. La Reproduction : Copier l'Information

Le Saint Graal est une molécule capable de se copier elle-même sans enzymes (car les enzymes n'existent pas encore).

Réplication Non-Enzymatique : On cherche des conditions où des nucléotides s'alignent sur un brin modèle et se lient spontanément. C'est lent et sujet aux erreurs.
Le Paradoxe d'Eigen : Pour copier un long génome précis, il faut une enzyme complexe. Pour coder une enzyme complexe, il faut un long génome. La solution réside probablement dans des réseaux coopératifs de petits ARN.

5. État de l'Art et Laboratoires de Pointe

L'origine de la vie est passée de la spéculation philosophique à la science expérimentale ("Synthetic Biology").

Szostak Lab (Harvard / HHMI)

Étude des "Protocellules" : vésicules d'acides gras contenant de l'ARN capable de réplication chimique.

Sutherland Lab (MRC LMB Cambridge)

Chimie des systèmes ("Systems Chemistry"). A démontré la synthèse simultanée des précurseurs d'ARN, de lipides et d'acides aminés à partir de HCN et H2S.

NASA Astrobiology Institute

Recherche de biosignatures sur Mars et les lunes glacées (Encelade, Europe) pour voir si la vie a émergé ailleurs.

Nick Lane (UCL)

Modélisation de l'énergétique primitive dans les évents hydrothermaux alcalins.

Partie I : Fondations Chimiques et Moléculaires

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Ch 1. Molécules, Cellules et Organismes Modèles

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1.1 L'Unité et la Diversité du Vivant

Bases Moléculaires de la Vie
Figure 1.0 : Les bases moléculaires de la vie.

Pourquoi toutes les cellules se ressemblent-elles ?
Parce qu'elles descendent toutes d'un ancêtre commun unique. L'évolution a ensuite diversifié ces structures de base en trois grands domaines :

  • Bacteria (Eubactéries) : Les "vraies" bactéries. Ce sont des Procaryotes (voir ci-dessous).
  • Archaea : Des organismes unicellulaires souvent extrêmophiles (vivant dans des milieux très chauds ou salés). Bien que ressemblant aux bactéries, leur machinerie moléculaire est plus proche de la nôtre !
  • Eukarya (Eucaryotes) : Tous les organismes dont les cellules ont un noyau : les plantes, les animaux (nous !), les champignons.

1.2 Architecture Cellulaire : Le Grand Fossé

Comparaison Procaryote vs Eucaryote
Figure 1.1 : Complexité structurale comparée.
Définition : Procaryote vs Eucaryote
Le terme vient du grec karyon (noyau).
  • Pro-caryote ("Avant le noyau") : L'ADN flotte librement dans la cellule. Ce sont des organismes simples et unicellulaires.
  • Eu-caryote ("Vrai noyau") : L'ADN est protégé dans un coffre-fort (le noyau). La cellule est compartimentée comme une maison avec des pièces spécialisées (les organites).

1.3 Les Organismes Modèles : Nos "Cobayes"

Pourquoi étudier la levure pour comprendre l'humain ? Parce que les mécanismes fondamentaux (comme la division cellulaire) sont conservés. C'est plus simple et éthique.

E. coli (Bactérie)

L'usine à ADN. Idéale pour comprendre comment on copie et lit le code génétique.

S. cerevisiae (Levure)

Le plus simple des Eucaryotes. Parfaite pour étudier le cycle cellulaire (comment une cellule se divise).

C. elegans (Ver)

On connaît le destin de chacune de ses 959 cellules. Idéal pour le développement et la mort cellulaire.

D. melanogaster (Mouche)

La reine de la génétique. Elle nous a appris comment les gènes construisent un corps.

Ch 2. Fondations Chimiques

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2.1 La "Colle" Moléculaire : Les Liaisons

Pour construire une cellule, il faut assembler des atomes. Il existe deux façons de les lier :

1. Les Liaisons Covalentes (Le Mariage)

C'est une liaison forte et durable. Les atomes mettent en commun leurs électrons. C'est comme une poignée de main indissoluble. Elles forment le squelette solide des molécules (ex: la chaîne de carbone de l'ADN).

2. Les Liaisons Non-covalentes (Le Flirt)

Ce sont des interactions faibles et temporaires. Individuellement, elles cassent facilement, mais ensemble, elles sont puissantes (comme du Velcro). Elles permettent aux molécules de se reconnaître et de changer de forme.

  • Liaisons Hydrogène : L'attraction entre un H et un O ou N. C'est ce qui fait tenir les deux brins d'ADN ensemble (comme une fermeture éclair).
  • L'Effet Hydrophobe : "Qui n'aime pas l'eau". L'huile se sépare de l'eau. De même, les parties grasses des protéines se cachent à l'intérieur pour fuir l'eau. C'est la force majeure du repliement des protéines !

2.2 Les 4 Briques du Vivant

Tout le vivant est construit à partir de 4 familles de LEGOs moléculaires :

Acides Aminés

Les perles du collier. Mis bout à bout, ils forment les Protéines (les ouvriers de la cellule).

Nucléotides

Les lettres de l'alphabet (A, T, C, G). Ils forment l'ADN et l'ARN (le manuel d'instruction).

Glucides (Sucres)

Le carburant (Glucose) mais aussi les étiquettes d'identification à la surface des cellules.

Lipides (Graisses)

Ils ne se mélangent pas à l'eau. Ils forment les Membranes, les murs de la maison cellulaire.

2.3 Bioénergétique : La Monnaie de la Cellule

La vie, c'est de l'ordre dans le chaos. Pour maintenir cet ordre, il faut payer de l'énergie.

Analogie : L'ATP est une batterie rechargeable

L'ATP (Adénosine Tri-Phosphate) est la monnaie énergétique universelle.

  • ATP (Chargé) : Possède 3 phosphates. La liaison du 3ème est très instable et riche en énergie.
  • ADP (Déchargé) : A perdu un phosphate. L'énergie a été utilisée pour faire un travail (bouger, construire).

Manger sert à recharger l'ADP en ATP !

Ch 3. Structure et Fonction des Protéines

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3.1 L'Origami Moléculaire

Une protéine est comme une longue chaîne de perles (acides aminés) qui doit se replier d'une manière très précise pour fonctionner. Si elle est mal pliée, elle ne marche pas (et peut même être toxique !).

  • 1. Structure Primaire (Le Fil)
    C'est la séquence brute. Juste l'ordre des acides aminés, dicté par le gène.
  • 2. Structure Secondaire (Les Formes de base)
    La chaîne commence à s'enrouler localement grâce aux liaisons hydrogène.
    - Hélice $\alpha$ : Comme un ressort de téléphone.
    - Feuillet $\beta$ : Comme une feuille de papier pliée en accordéon.
  • 3. Structure Tertiaire (La Sculpture 3D)
    C'est la forme finale et fonctionnelle de la protéine. Elle tient grâce aux interactions hydrophobes (le gras se cache au milieu) et aux ponts disulfures (des agrafes solides).
  • 4. Structure Quaternaire (L'Assemblage)
    Plusieurs protéines s'assemblent pour former une super-machine (ex: l'Hémoglobine a 4 sous-unités).

3.2 Les Chaperonnes : Les Aides au Repliement

Se replier tout seul est difficile dans la foule cellulaire. Les Chaperonnes sont des protéines "nounous" qui offrent un abri calme pour permettre aux autres protéines de se replier correctement sans être dérangées.

3.3 Enzymes : Les Machines-Outils

Les réactions chimiques de la vie sont trop lentes pour se produire spontanément. Les enzymes sont des catalyseurs : elles accélèrent ces réactions (parfois d'un facteur $10^{12}$ !).

Concept Clé : L'Énergie d'Activation
Imaginez devoir pousser un rocher en haut d'une colline pour qu'il dévale de l'autre côté.
  • La colline est l'Énergie d'Activation (la barrière à franchir).
  • L'enzyme agit comme un bulldozer qui rase la colline. Le rocher passe de l'autre côté sans effort !

Site Actif : C'est la poche spécifique où l'enzyme attrape le substrat (la molécule à transformer). C'est un modèle "Clé-Serrure" ou plutôt "Ajustement Induit" (le gant qui s'adapte à la main).

Ch 4. Culture et Visualisation des Cellules

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4.1 Culture Cellulaire

L'étude des cellules nécessite souvent de les isoler de l'organisme.

  • Cellules Primaires : Isolées directement d'un tissu (durée de vie limitée).
  • Lignées Cellulaires : Cellules immortalisées (ex: HeLa) capables de se diviser indéfiniment.
  • Milieux de Culture : Fournissent nutriments, facteurs de croissance et pH stable.

4.2 Microscopie

Optique

Résolution ~0.2 µm. Contraste de phase pour cellules vivantes.

Fluorescence

Localisation de protéines spécifiques (GFP, Immunofluorescence). Confocale pour la 3D.

Électronique

Résolution extrême (nm). TEM (Transmission) pour l'interne, SEM (Balayage) pour la surface.

4.3 Fractionnement et Analyse

Centrifugation Différentielle : Séparation des organites selon leur taille et densité.

Purification des Protéines :

  • Chromatographie : Séparation par charge, taille ou affinité.
  • Électrophorèse (SDS-PAGE) : Séparation selon la masse moléculaire.

Partie II : Biomembranes, Gènes et Régulation

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Ch 5. Mécanismes Génétiques Moléculaires Fondamentaux

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5.1 Le Support de l'Information

L'ADN est le disque dur de la cellule. Il stocke toute l'information nécessaire pour construire un organisme.

  • ADN (Acide Désoxyribonucléique) : Une double hélice très stable. C'est l'original précieux qu'on garde au coffre (le noyau).
  • ARN (Acide Ribonucléique) : Une copie de travail temporaire et moins stable. C'est la photocopie qu'on emmène sur le chantier (le cytoplasme).

5.2 Le Dogme Central : La Recette de Cuisine

Comment passe-t-on d'un gène à une protéine ? C'est le flux de l'information génétique.

Analogie : Le Livre de Recettes de Grand-Mère
  1. Le Livre (ADN) : Il est unique, précieux et reste dans la bibliothèque (Noyau). On ne cuisine pas dessus !
  2. La Transcription (ARN messager) : On recopie une recette spécifique sur un bout de papier.
  3. La Traduction (Protéine) : Le cuisinier (Ribosome) lit le papier et assemble les ingrédients (Acides Aminés) pour faire le gâteau (Protéine).
ADN
(Bibliothèque)
ARN
(Photocopie)
Protéine
(Gâteau)

Ch 6. Techniques de Génétique Moléculaire

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NGS (Next-Generation Sequencing) : Séquençage massif en parallèle (Illumina, Nanopore) pour des génomes entiers.

Ch 7. Gènes et Génomique

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7.1 Structure des Gènes Eucaryotes

Contrairement aux procaryotes, les gènes eucaryotes sont morcelés.

  • Exons : Séquences codantes (exprimées).
  • Introns : Séquences non-codantes intragéniques (éliminées par épissage).

7.2 Organisation de la Chromatine

L'ADN est compacté autour de protéines appelées Histones pour former des Nucléosomes ("collier de perles").

Euchromatine
Décondensée, accessible, active transcriptionnellement.
Hétérochromatine
Condensée, inaccessible, inactive (silencieuse).

Ch 8. Contrôle Transcriptionnel

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8.1 La Machinerie de Transcription

L'ARN Polymérase II se fixe sur le Promoteur (souvent via la boîte TATA) avec l'aide de facteurs généraux de transcription.

8.2 Régulation à Distance

Enhancers (Amplificateurs) : Séquences d'ADN pouvant être situées loin du gène. Elles fixent des activateurs et bouclent l'ADN pour stimuler la transcription.

8.3 Épigénétique

Modifications héritables sans changement de la séquence d'ADN.

  • Méthylation de l'ADN (sur les Cytosines) : Réprime la transcription.
  • Modifications des Histones : L'acétylation favorise l'ouverture de la chromatine (activation).

Ch 9. Contrôle Post-Transcriptionnel

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9.1 Épissage Alternatif

Mécanisme permettant de produire plusieurs protéines (isoformes) à partir d'un seul gène en sélectionnant différents exons.

Gène A → ARNm 1 → Protéine 1
Gène A → ARNm 2 → Protéine 2

9.2 ARNi et microARN

Les microARN (miRNA) sont de petits ARN non-codants qui se fixent aux ARNm cibles pour les dégrader ou bloquer leur traduction (Silencing génique).

Ch 10. Structure des Biomembranes

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10.1 La Bicouche Lipidique

Structure fondamentale de toutes les membranes biologiques.

  • Phospholipides : Molécules amphiphiles (tête hydrophile, queue hydrophobe) s'auto-assemblant en bicouche.
  • Cholestérol : Régulateur clé de la fluidité membranaire (tampon thermique).

10.2 Protéines Membranaires

Elles confèrent à chaque membrane ses fonctions spécifiques.

Intégrales
Traversent la bicouche (Transmembranaires). Souvent en hélice $\alpha$.
Périphériques
Associées indirectement à la membrane via des interactions avec d'autres protéines ou lipides.
Ancrées
Liées de façon covalente à un lipide (ex: ancre GPI).

10.3 Dynamique Membranaire

Modèle de la Mosaïque Fluide : La membrane est un fluide bidimensionnel où lipides et protéines diffusent latéralement.

Radeaux Lipidiques (Lipid Rafts) : Micro-domaines riches en cholestérol et sphingolipides, plateformes de signalisation.

Partie III : Organisation et Fonction Cellulaire

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Ch 11. Transport Transmembranaire

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11.1 Transport Passif

Mouvement spontané selon le gradient de concentration (sans énergie).

  • Diffusion Simple : Petites molécules non polaires (O₂, CO₂) traversent directement la bicouche.
  • Diffusion Facilitée : Nécessite une protéine de transport (Uniporteur) pour les molécules polaires (ex: Glucose via GLUT1).

11.2 Transport Actif

Transport contre le gradient de concentration, nécessitant de l'énergie (ATP).

Pompe Na⁺/K⁺ ATPase
Consomme 1 ATP pour expulser 3 Na⁺ et faire entrer 2 K⁺. Essentiel pour maintenir le potentiel de membrane.

Autres pompes : Pompes V-type (acidification des lysosomes), Transporteurs ABC (résistance aux drogues).

11.3 Canaux Ioniques

Pores sélectifs permettant le passage rapide d'ions selon leur gradient électrochimique.

  • Voltage-dépendants : S'ouvrent en réponse à un changement de potentiel (ex: Potentiel d'action neuronal).
  • Ligand-dépendants : S'ouvrent par fixation d'une molécule (ex: Neurotransmetteur).

Ch 12. Énergétique Cellulaire

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12.1 Glycolyse et Fermentation

Dans le cytosol, le glucose est oxydé en pyruvate, produisant un peu d'ATP et de NADH.

$$ \text{Glucose} + 2 \text{ADP} + 2 \text{Pi} + 2 \text{NAD}^+ \rightarrow 2 \text{Pyruvate} + 2 \text{ATP} + 2 \text{NADH} $$

12.2 Le Cycle de Krebs (Mitochondrie)

Dans la matrice mitochondriale, le pyruvate est totalement oxydé en CO₂.

Schéma du Cycle de Krebs
Figure 12.1 : Vue d'ensemble du Cycle de Krebs

$$ \ce{Acétyl-CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2 H2O -> 2 CO2 + 3 NADH + 3 H+ + FADH2 + GTP + CoA-SH} $$

12.3 Chaîne Respiratoire et OxPhos

Les électrons du NADH/FADH₂ parcourent la chaîne respiratoire (membrane interne), créant un gradient de protons ($\Delta H^+$) qui alimente l'ATP Synthase.

Animation Explicative

Vidéo : Dynamique du cycle de l'acide citrique et transport d'électrons.

Ch 13. Adressage des Protéines

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13.1 Le Code Postal Moléculaire

Une cellule contient des milliards de protéines. Comment chacune sait-elle où aller ?

Analogie : L'Adresse sur le Colis
Chaque protéine porte une étiquette intégrée à sa structure : la Séquence Signal.
  • Pas d'étiquette : Reste dans le cytoplasme (domicile).
  • Étiquette "Noyau" (NLS) : Va au QG de direction.
  • Étiquette "Mitochondrie" : Va à la centrale électrique.
  • Étiquette "RE" : Va à l'usine d'exportation.

13.2 Le RE : L'Usine d'Entrée

Pour les protéines destinées à sortir de la cellule, tout commence au Réticulum Endoplasmique (RE). Une particule spéciale (SRP) reconnaît leur étiquette dès leur naissance et les guide vers le RE. C'est le guichet de dépôt.

13.3 Le Noyau : Zone de Haute Sécurité

Le noyau est protégé par une double membrane. Les Pores Nucléaires sont des portiques de sécurité qui scannent les protéines. Seules celles avec le badge "NLS" (Nuclear Localization Signal) peuvent entrer.

Ch 14. Trafic Vésiculaire : La Poste Cellulaire

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14.1 La Voie de Sécrétion (L'Export)

Une fois dans le RE, les protéines suivent un parcours logistique précis :

  1. RE (Fabrication) : La protéine est pliée et contrôlée. Si elle est ratée, elle est jetée.
  2. Golgi (Centre de Tri) : C'est la plateforme logistique. On ajoute des tampons (sucres) pour indiquer la destination finale.
  3. Vésicules (Camions de Livraison) : Des petites bulles de membrane transportent la cargaison vers la surface.
  4. Exocytose (Livraison) : Le camion fusionne avec la membrane et largue le colis dehors.

14.2 Endocytose (L'Import)

La cellule doit aussi manger et nettoyer.

  • Endocytose : La membrane se replie pour avaler quelque chose (nutriment, virus).
  • Lysosome (L'Incinérateur) : C'est la destination finale des déchets. Un sac rempli d'acide et d'enzymes gloutonnes qui recycle tout ce qui y entre.

Ch 15. Signalisation Cellulaire I (GPCR)

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15.1 Récepteurs Couplés aux Protéines G (GPCR)

La plus grande famille de récepteurs de surface (7 domaines transmembranaires). Ils activent des Protéines G hétérotrimériques ($\alpha, \beta, \gamma$).

15.2 Seconds Messagers

Petites molécules qui relaient le signal à l'intérieur de la cellule.

  • AMP cyclique (AMPc) : Active la PKA (Protéine Kinase A).
  • IP3 et DAG : Libèrent le Ca²⁺ du RE et activent la PKC.

Ch 16. Signalisation Cellulaire II (RTK)

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16.1 Récepteurs à Activité Tyrosine Kinase (RTK)

S'activent par dimérisation et autophosphorylation. Clés pour la croissance et la division cellulaire.

16.2 Voie Ras/MAPK

Cascade de kinases (Ras → Raf → MEK → ERK) menant à l'activation de gènes de prolifération. Souvent mutée dans les cancers.

16.3 Voie PI3K/Akt

Favorise la survie cellulaire et la croissance (inhibe l'apoptose).

Ch 17. Microfilaments (Actine)

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17.1 Structure et Dynamique

Polymères d'Actine G (globulaire) formant des filaments d'Actine F. Dynamique polaire (+/-) alimentée par l'ATP.

17.2 Fonctions

  • Forme cellulaire (Cortex).
  • Migration cellulaire (Lamellipodes, Filopodes).
  • Contraction musculaire (avec la Myosine).

Ch 18. Microtubules et Filaments Intermédiaires

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18.1 Microtubules

Tubes creux de Tubuline $\alpha/\beta$. Rails pour le transport intracellulaire.

Moteurs Moléculaires :
- Kinésines (vers le + / périphérie).
- Dynéines (vers le - / centre).

18.2 Filaments Intermédiaires

Fibres résistantes (ex: Kératines, Lamines) assurant la solidité mécanique de la cellule et du noyau.

Ch 19. Le Cycle Cellulaire Eucaryote

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19.1 Les Phases du Cycle

Interphase (G1, S, G2) et Phase M (Mitose/Cytocinèse).

19.2 Le Système de Contrôle

Régulé par les complexes Cycline-CDK (Cyclin-Dependent Kinase). Points de contrôle (Checkpoints) pour vérifier l'ADN.

Partie IV : Croissance et Différenciation Cellulaire

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Ch 20. Intégration des Cellules dans les Tissus

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20.1 L'Architecture Urbaine (MEC)

Une cellule n'est pas une île déserte. Elle vit dans une ville construite de béton et d'acier moléculaires : la Matrice Extracellulaire (MEC).

  • Collagènes (L'Acier) : Des câbles tressés ultra-résistants qui donnent la solidité aux tissus (peau, os).
  • Protéoglycanes (Le Béton) : Un gel qui retient l'eau et résiste à l'écrasement (cartilage).
  • Intégrines (Les Fondations) : Les pieds de la cellule qui s'accrochent solidement au sol (la MEC).

20.2 Le Voisinage (Jonctions)

Jonctions Serrées
Le joint de silicone. Rend le tissu étanche (ex: intestin).
Jonctions Adhérentes
Le ciment. Colle les cellules entre elles pour qu'elles ne se déchirent pas.
Jonctions Gap
La porte communicante. Un tunnel pour se passer le sel (ions) sans sortir.

Ch 21. Vie et Mort Cellulaire

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21.1 Cellules Souches : Le Recrutement

Pour remplacer les employés qui partent à la retraite, il faut des nouvelles recrues polyvalentes.

  • Totipotentes : Le fondateur. Peut tout faire (l'embryon entier).
  • Pluripotentes : Les cadres sup. Peuvent devenir n'importe quel tissu (cellules ES).
  • Unipotentes : Les stagiaires spécialisés. Ne peuvent devenir qu'un seul type (ex: cellule de peau).

21.2 Apoptose : La Retraite Programmée

Parfois, une cellule est trop vieille, malade ou inutile. Elle commet un suicide altruiste appelé Apoptose.

Ce n'est pas une Nécrose !
La nécrose est une mort sale (explosion, inflammation). L'apoptose est un démontage propre et ordonné par des ouvriers spécialisés (les Caspases). La cellule s'emballe elle-même dans des sacs poubelles pour être mangée proprement.

Ch 22. Le Réseau Nerveux (Internet)

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22.1 L'Internet Haut Débit

Les neurones sont les câbles de fibre optique du corps.

  • Potentiel d'Action : Le signal numérique (0 ou 1) qui voyage à 100 m/s. C'est une vague d'électricité créée par l'ouverture de canaux Na+.
  • Synapse : Le routeur Wi-Fi. Le signal électrique s'arrête et devient chimique (Neurotransmetteurs) pour sauter le vide vers le neurone suivant.

Ch 23. Immunologie : La Défense Nationale

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23.1 Immunité Innée (La Police)

La première ligne de défense. Elle patrouille partout et tape sur tout ce qui a l'air louche (bactéries, virus).

  • Phagocytes : Les agents de nettoyage qui mangent les intrus.
  • Inflammation : L'alarme qui appelle des renforts (rougeur, chaleur).

23.2 Immunité Adaptative (Les Forces Spéciales)

Plus lente à démarrer (quelques jours) mais chirurgicale et avec une mémoire d'éléphant.

  • Lymphocytes B : Les archers. Ils tirent des flèches guidées (Anticorps) depuis l'arrière.
  • Lymphocytes T : Le corps-à-corps. Ils vont au contact pour tuer les cellules infectées ("Le Baiser de la Mort").

Ch 24. Cancer : L'Anarchie

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24.1 La Rébellion Cellulaire

Le cancer est une maladie de la société cellulaire. Une cellule décide de ne plus obéir aux lois.

Proto-Oncogènes
L'accélérateur de la voiture. S'il est bloqué au plancher (mutation), la cellule se divise sans arrêt.
Ex: Ras, Myc
Suppresseurs de Tumeur
Les freins de la voiture. S'ils sont coupés (mutation), on ne peut plus s'arrêter.
Ex: p53 (Le Gardien du Génome)

24.2 Métastases : L'Invasion

Le stade ultime. Les cellules rebelles quittent leur ville d'origine, voyagent par les autoroutes (sang) et vont coloniser d'autres organes. C'est là que le cancer devient très dangereux.

Laboratoire 3D

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Visualiseur Moléculaire

Explorez les structures fondamentales du vivant en 3D.

Molécules

Style

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