Utilisation de facteurs diffusant dans le milieu extracellulaire
Notion d’induction cellulaire
Méthodes permettant de suivre l'expression d'un gène et de qualifier ses effets phénotypiques
Importance du croissant gris dans la formation du dos de l’embryon
Les expériences historiques menées sur le croissant gris
Explications moléculaires : la redistribution de déterminants cytoplasmiques au niveau du croissant gris
Equivalence des noyaux et non-équivalence des cytoplasmes au stade morula
Induction de la formation et de la régionalisation du mésoderme au stade blastula
Mise en évidence de l’induction du mésoderme
Mise en évidence de l’induction de la régionalisation dorso-ventrale du mésoderme
Identification des facteurs paracrines synthétisés par le centre de Nieuwkoop
Modèle moléculaire de l’induction du mésoderme
le centre de Nieuwkoop induit la formation de mésoderme dorsal
les blastomères végétatifs latéraux et ventraux induisent la formation de mésoderme latéral et ventral
Induction de la régionalisation des feuillets au stade gastrula
La régionalisation dorso-ventrale de l’embryon
mise en évidence du rôle inducteur de la lèvre dorsale du blastopore
le centre organisateur de Spemann induit la dorsalisation de l’embryon
Un double gradient de facteurs paracrines à l’origine de la régionalisation dorso-ventrale de l’embryon
La régionalisation antéro-postérieure de l’embryon
la régionalisation gauche-droite de l’embryon
bilan de la mise en place du plan d’organisation primaire de l’embryon
importance des inductions cellulaires
déterminisme versus plasticité des cellules
Régionalisation de l'embryon au stade organogenèse : exemple des somites
Formation des somites
Régionalisation des somites selon l’axe antéropostérieur
Mise en évidence d’une détermination précoce des somites
influence des gènes homéotiques sur la régionalisation des somites
Origine de l’expression séquentielle des gènes homéotiques
Ch1 Les grandes étapes du développement embryonnaire chez l'amphibien
De l’ovocyte au zygote
L’ovocyte, une cellule riche en réserves
Fécondation et modifications de la structure de l’œuf
La segmentation : formation d’un embryon pluricellulaire
La morula : divisions synchrones et absence de croissance
La blastula, une structure hautement organisée
La gastrulation : mise en place des trois feuillets embryonnaires
Définition d'un feuillet embryonnaire
Suivi des mouvements gastruléens : la technique des marques colorées
Invagination de la zone marginale et mise en place du mésoderme
Extension convergente du PA et mise en place de l’ectoderme
Rotation du PV et mise en place de l’endoderme
Devenir de la gastrula tardive : mise en place de la corde et des lames latérales
L'organogenèse : mise en place des organes
Neurulation et régionalisation de l’ectoderme
Régionalisation du mésoderme
Régionalisation de l’endoderme
Ch3 Diagenèse
Au cours de leur enfouissement, les sédiments meubles se transforment lentement en roches sédimentaires : c’est la diagenèse
La diagenèse se déroule dans des dépressions subsidentes : les bassins sédimentaires
Les bassins sédimentaires se forment dans des contextes tectoniques variés
La subsidence permet l’accumulation et l’enfouissement des sédiments
Au cours de la diagenèse, les sédiments sont compactés et subissent des modifications chimiques
Le faciès d’une roche sédimentaire résulte de ses conditions de formation
Les roches carbonatées sont classées selon la nature de la phase de liaison
Les roches de la lignée détritique sont classées selon leur granulométrie
L’étude des formations sédimentaires permet la prospection des ressources et la compréhension de la mise en place des bassins
2.1. Les bassins sédimentaires peuvent être étudiés par forages ou par des méthodes indirectes
2.2. Il est possible de reconstituer les variations du niveau marin par étude des formations sédimentaires (stratigraphie séquentielle)
2.2.1. Le remplissage sédimentaire d’une marge passive est sous contrôle de multiples facteurs
2.2.2. La géométrie des dépôts sédimentaires permet de caractériser certains événements tectoniques (comme un rifting)
2.2.3. La géométrie des dépôts sédimentaires post-rifting permet de reconstituer les variations du niveau marin
2.2.4. La disposition verticale des sédiments reflète la migration horizontale de la ligne de rivage
Ch2 Dépôts sédimentaires
Les particules en suspension se déposent dans des conditions hydrodynamiques particulières
La sédimentation détritique s’effectue dans des environnements fluviatiles, lacustres ou marins
Les dépôts fluviatiles peuvent former des terrasses sédimentaires
Les dépôts lacustres présentent différents faciès
L’essentiel de la sédimentation détritique se fait en milieu marin
Les conditions hydrodynamiques de dépôt conditionnent la géométrie des structures sédimentaires formées
Les courants gravitaires engendrent des turbidites
Les ions en solution précipitent et sédimentent essentiellement en milieu marin côtier
La sédimentation carbonatée résulte souvent d’une bioprécipitation au niveau des marges passives et des îles océaniques
La sédimentation carbonatée pélagique résulte de l’activité d’organismes planctoniques
La sédimentation carbonatée ne peut s’effectuer qu’à des profondeurs d’eau relativement faible
La sédimentation carbonatée de plateforme a lieu surtout au niveau des récifs coralliens
La sédimentation siliceuse résulte d’une activité planctonique et est inégalement distribuée
Les roches salines ou évaporites se forment par sursaturation d’eau de mer
Ch1 érosion
Les matériaux en surface sont soumis à de multiples processus d’altération et d’érosion
1.1 Divers facteurs physiques fragmentent les roches
1.2 Divers facteurs chimiques hydrolysent ou dissolvent les minéraux des roches
1.3 La part respective des facteurs physiques et chimiques dépend de la latitude
2. L’érosion emporte les particules et ions solubles libérés par l’altération des roches
2.1 Les particules sont transportées par la gravité, le vent ou l’eau
2.2 Les ions sont transportés sous forme soluble
2.2.1 La solubilité d’un ion est fonction de sa charge et de son rayon atomique
2.2.2 Au cours d’une hydrolyse, certains ions partent préférentiellement en solution
3. L’érosion est responsable du modelé des paysages
3.1 Les chaines de montagnes sont des exemples de paysage sous contrôle tectonique dominant
3.2 Les reliefs karstiques sont des exemples de paysage sous contrôle lithologique dominant
3.3 Les vallées glaciaires sont des exemples de paysages sous contrôle climatique dominant
Ch6 Le métabolisme de l'azote
I) L'hétérotrophie à l'azote (anabolisme et excrétion de l'azote)
II) L'autotrophie à l'azote
Ch5 Bilan des types trophiques
I. Bilan des types trophiques
II. Aperçu de la chimiolithotrophie : l'eubactérie nitratante Nitrobacter
Ch4 La photosynthèse eucaryote
Présentation de la feuille, organe photosynthétique des Angiospermes
Approche expérimentale de la photosynthèse
La phase photochimique de la photosynthèse : de l'énergie lumineuse à l'ATP et aux transporteurs réduits
Capture de l'énergie lumineuse par les antennes collectrices de lumière dans les membranes des thylakoïdes
Fonctionnement de la chaine photosynthétique : des réactions redox mettent en place un gradient de protons et produisent du pouvoir réducteur
Utilisation du gradient de protons pour la synthèse d'ATP : couplage osmo-chimique
La phase non photochimique de la photosynthèse : de l'ATP et des transporteurs réduits à la synthèse de matière organique
Mise en évidence de la fixation et de l'incorporation de CO2 : l'expérience de Calvin et Benson
La réduction du CO2 en matière organique : le cycle de Calvin
Fixation du CO2 par la Rubisco
Bilan global de la photosynthèse et devenir des trioses phosphates
Deux grands types photosynthétiques : les plantes en C3 et les plantes en C4
Une particularité physiologique liée aux propriétés de la Rubisco : la photorespiration
Les plantes en C4 évitent la photorespiration
Ch3 Le catabolisme oxydatif dans la mitochondrie
I) Du pyruvate aux coenzymes réduits : le cycle de Krebs
II) Des acides gras aux coenzymes réduits : hélice de Lynen et cycle de Krebs
III) De la réoxydation des coenzymes réduites à la synthèse d'ATP
1) Le fonctionnement de l’ATP synthase grâce à un gradient de protons
2) L’oxydation des coenzymes réduites (« pouvoir réducteur ») permet de créer le gradient de protons
Ch2 La glycolyse et les fermentations
I- Les étapes de la glycolyse
II- Le contrôle de la glycolyse
III- Le devenir du pyruvate en milieu anaérobie : les fermentations
ch1 Les formes d'énergie dans la cellule
I. L'énergie d'hydrolyse de l'ATP
II. L'énergie de gradient transmembranaire
III. L'énergie des réactions d'oxydo-réduction
Ch3 Magmatisme
1. L’ordre de cristallisation des minéraux au sein d’un magma est décrit par les séries de Bowen
2. Au sein d’une série magmatique, le magma s’enrichit en alcalins et en silice
3. La cristallisation fractionnée est un processus majeur guidant la différenciation magmatique
4. La différenciation magmatique peut aussi être due à des mélanges de magmas ou à des contaminations
5. Les séries magmatiques diffèrent suivant les contextes géodynamiques
5.1 La série tholéiitique s’observe surtout au niveau des dorsales
5.2 La série alcaline s’observe surtout au niveau intraplaque (points chauds continentaux, rifts)
5.3 La série calco-alcaline s’observe au niveau des zones de subduction et est souvent associée à des éruptions dangereuses
Ch2 Magmatisme
1. Suivant les contextes géodynamiques, la fusion partielle des roches présente des modalités et des taux de fusion différents
1.1 La fusion partielle de la péridotite se produit dans différents contextes géodynamiques
1.1.1 La fusion partielle se produit lorsque le géotherme de la péridotite croise le solidus
1.1.2 La fusion au niveau des dorsales et des rifts continentaux est due à une décompression adiabatique
1.1.3 La fusion au niveau des points chauds est due à un échauffement isobare
1.1.4 La fusion au niveau des zones de subduction est due à une hydratation
1.2 La fusion partielle de la croûte continentale (anatexie) a lieu au sein des orogènes de grande dimension
2. La fusion partielle des roches s’accompagne d’un tri géochimique des éléments
2.1 Certains éléments se concentrent dans les phases solides, d’autres dans les phases liquides
2.2 Les minéraux ayant des structures proches sont miscibles (docs commentés dans le PPT)
2.3 Les minéraux ayant des structures différentes sont immiscibles et présentent un comportement eutectique au cours de la fusion (docs commentés dans le PPT)
2.3.1 Les diagrammes binaires eutectiques
2.3.2 Les diagrammes ternaires eutectiques (docs commentés dans le PPT)
2.4 Le magma produit s’extrait de la roche-mère et entame son ascension
2.5 L’étude de la composition chimique des magmas peut permettre de remonter aux caractéristiques de la péridotite mère (docs commentés dans le PPT)
2.5.1 Le diagramme Néodyme-Strontium
2.5.2 Les diagrammes multi-élémentaires normalisés
2.5.3 Modèle du manteau obtenu par étude de la géochimie des laves
Ch1 Magmatisme
1. Les manifestations du magmatisme sont directes ou indirectes
1.1 Les roches ou projections magmatiques constituent des manifestations directes d’une activité magmatique
1.2 Le métamorphisme de contact et l’hydrothermalisme constituent une manifestation indirecte d’une activité magmatique
2. Les magmas sont émis dans des contextes géodynamiques variés, présentant divers types de dynamismes éruptifs
2.1 Les magmas sont fréquemment émis en limites de plaques
2.1.1 Les magmas émis au niveau des dorsales
2.1.2 Les magmas émis au niveau des zones de subduction
2.2 Les magmas peuvent aussi être émis en domaine intraplaque : le cas des points chauds et des rifts continentaux
2.2.1 Les magmas émis au niveau des points chauds
2.2.1 Les magmas émis au niveau des rifts et du volcanisme intraplaque
3. Les différentes roches magmatiques d’une région restreinte peuvent former des séries magmatiques
3.1 Une série magmatique peut être identifiée grâce à différents indices
3.2 Une série magmatique résulte de l’évolution dans le temps d’un même réservoir magmatique
Diversification des génomes
Les mutations géniques créent de nouveaux allèles
Origines moléculaires des mutations géniques : des événements ponctuels spontanés
Les conséquences des mutations géniques à différentes échelles
Des mutations de plus grande ampleur modifient les combinaisons alléliques
Les mutations chromosomiques
Les mutations affectant tout le jeu de chromosomes
Les brassages lors de la méiose et de la fécondation créent de nouveaux assortiments d'allèles
La méiose : passage d'une cellule-mère diploïde à 4 cellules-filles haploïdes
Le brassage inter-chromosomique : un assortiment aléatoire des chromosomes de chaque paire
Le brassage intra-chromosomique : des échanges de fragments de chromatides entre chromosomes homologues
Le hasard de la fécondation : un nouveau brassage allélique
Les mécanismes favorisant l'allogamie (exemple des Angiospermes)
Les transferts horizontaux de gènes sont un autre mécanisme de diversification des génomes
De nombreux transferts horizontaux de gènes chez les procaryotes
Des transferts horizontaux de gènes chez les eucaryotes
La reproduction sexuée
I. La diversité des cycles de reproduction
1. Le cycle des Mammifères Euthériens
2. Le cycle d'un Filicophyte : le polypode
3. Le cycle d'une Angiosperme
II. Les modalités de rapprochement des gamètes et la fécondation
1. Une fécondation externe possible en milieu aquatique
2. La fécondation interne en milieu aérien
a - Parade nuptiale
b - Accouplement et fécondation
3. Pollinisation et fécondation chez les Angiospermes
a – pollinisation par des animaux ou par le vent
b - la double fécondation des Angiospermes
c - les barrières à l'autofécondation
d - la fleur évolue en fruit et le sac embryonnaire en graine
La traduction, la maturation et l'adressage des protéines
I) La traduction : de la séquence nucléotidique à la séquence protéique
I-1) Les acteurs de la traduction
I-1-a) Les deux sous-unités ribosomiques
I-1-b) Les ARNt
I-2) L’initiation de la traduction
I-3) L’élongation de la chaine polypeptidique
I-4) La terminaison de la traduction au niveau d’un codon STOP
I-5) Le contrôle de la traduction
I-5-a) Les interférences à ARN
I-5-b) La durée de vie des ARNm
II) Les modifications post-traductionnelles et l'adressage des protéines
II-1) L’acquisition de la forme de la protéine néosynthétisée grâce à des protéines chaperons
II-2) L'adressage des protéines néosynthétisées : présence d'une information de position
II-2-a) La traduction libre
II-2-b) La traduction liée au reticulum endoplasmique
II-3) Les maturations post-traductionnelles et l’adressage des protéines synthétisées par traduction liée au RER
II-4) Le recyclage des protéines
La transcription et son contrôle
I) La transcription : réalisation d’une copie mobile de l’ADN
I-1) Le principe de la transcription : rôle de la complémentarité des bases
I-2) L’initiation de la transcription
I-2-a) L’arrivée d’une ARN polymérase II sur un promoteur en amont du gène
I-2-b) La stabilisation de l’ARN Pol II par des facteurs de transcription
I-3) Polymérisation des nucléotides par l'ARN polymérase II
I-4) La terminaison de la transcription au niveau de séquences spécifiques
II) Les maturations post-transcriptionnelles des ARN prémessagers et l’export des ARNm
II-1) L’addition d’une coiffe 5’ et d’une queue 3’polyadénylée pour les ARNm
III) Le contrôle de la transcription chez les eucaryotes
III-1) La nécessité de contrôler la transcription
III-2) Modulation de la transcription par des variations d’état de condensation de la
III-2-a) Le remodelage de la chromatine par des modifications de l’ADN
III-2-b) Le remodelage de la chromatine par des modifications des histones
III-2-c) L’hérédité de certaines marques épigénétiques
III-3) Modulation de la transcription par des facteurs spécifiques de la transcription
III-3-a) Les protéines ayant un domaine de fixation à l’ADN
III-3-b) Les hormones liposolubles liées à leurs récepteurs
III-4) Les séquences régulatrices de la transcription
La réplication de l'ADN
I) Mécanismes moléculaires de la réplication
1- Mise en évidence d’une réplication semi-conservative
2- Principe de la réplication : l’ADN polymérase III ajoute des nucléotides en 3’
3- Ouverture de l’ADN et formation d’un œil de réplication
4- Organisation de la fourche de réplication
II) Les mécanismes permettant de conserver l’intégrité du génome
1- Le problème des bases tautomères : des mésappariements de séquences
2- Le système de contrôle de l’ADN Pol III garantit une haute fidélité de réplication
3- La réparation des lésions
Organisation des génomes bactériens et eucaryotes
I) Le génome des eubactéries, un génome compact
I-1) Les supports de l’information génétique chez les bactéries
I-2) Un génome bactérien presque entièrement codant
I-3) Les échanges de séquences entre bactéries : la conjugaison
I-4) La régulation de l’expression génétique : un système d’opérons
I-4-a) Organisation des séquences de l’opéron lactose
I-4-b) Fonctionnement de l’opéron en absence ou présence de lactose
I-4-c) Fonctionnement de l’opéron en présence de glucose et de lactose
II)Le génome eucaryote nucléaire, un génome dispersé riche en séquences répétées
II-1) L’organisation des chromosomes
II-1-a) Réalisation d’un caryotype
II-1-b) Chromosomes homologues et chromatides sœurs
II-2) Les différents niveaux de condensation de la chromatine interphasique
II-3) Le contenu informatif du génome eucaryote
II-3-a) Mise en évidence de séquences plus ou moins répétées par dénaturation-renaturation
II-3-b) La diversité des séquences géniques
II-3-c) La diversité des séquences intergéniques
II-4) La présence de gènes morcelés présentant un épissage
II-5) Le paradoxe de la valeur C
III)Le génome des mitochondries et des plastes, un génome réduit à hérédité maternelle
III-1) Des génomes de petite taille mais à rôles métaboliques essentiels
III-2) Comparaison du génome des organites semi-autonomes avec celui des bactéries
Les enzymes
I. Les conditions thermodynamiques de réalisation d'une transformation chimique
Les différentes expressions possibles de ΔrG
La nécessité de couplages réactionnels
II. Les enzymes, des biocatalyseurs permettant des couplages réactionnels
Les enzymes diminuent l’énergie d’activation nécessaire à une réaction
Les enzymes michaéliennes ont une cinétique hyperbolique
Les enzymes allostériques ont une cinétique sigmoïde
III. La régulation de l'activité enzymatique
Le contrôle par les facteurs physico-chimiques : T, pH
Le contrôle par des phosphorylations
Le contrôle par la fixation de ligands
IV. La nature des enzymes et des réactions qu’elles catalysent contribue à la spécialisation cellulaire
Une cellule spécialisée sécrète des enzymes particulières, sous contrôle de l’environnement
Les compartiments cellulaires possèdent des enzymes spécifiques
Forme de la Terre
1. Des analyses gravimétriques utilisant des données satellitaires renseignent sur les hétérogénéités de masse dans le globe
1.1 Différents facteurs jouent sur la pesanteur
1.2. L’ellipsoïde de référence est une surface mathématiquement définie
1.3. Le géoïde est la forme gravimétrique réelle de la Terre
1.4 Les anomalies du géoïde par rapport à l’ellipsoïde
1.4.1 Les anomalies de grande longueur d’onde du géoïde reflètent la convection profonde
1.4.2 Anomalies de petite longueur d’onde du géoïde aident à cartographier les fonds marins
2. En domaine continental, l’étude des anomalies gravimétriques permet la modélisation de la répartition des masses dans le globe
2.1 L’ellipsoïde prévoit une valeur approximative de la pesanteur (g)
2.2 Trois corrections sont appliquées pour tenter d’affiner la valeur de g
2.3 L’anomalie résiduelle de la valeur de g (« anomalie de Bouguer ») renseigne sur les hétérogénéités de masse en profondeur
3. Les renseignements apportés par les anomalies gravimétriques conduisent à la théorie de l’isostasie
3.1 Différents modèles d’équilibre vertical archimédien ont été proposés (Airy, Pratt, Vening-Meinesz)
3.2 Des réajustements isostatiques se produisent fréquemment en domaine continental
3.2.1 Réajustement isostatique après la fonte d'une calotte glaciaire
3.2.2 Réajustement isostatique et subsidence des bassins sédimentaires
Convection et dynamique des enveloppes terrestres
1. Origine de la chaleur interne de la Terre : radioactivité et chaleur initiale d’accrétion
2. Dissipation de la chaleur interne par conduction ou convection
2.1 Transferts de chaleur au sein de la lithosphère : la conduction
2.2 Transferts de chaleur au sein du manteau profond : la convection
2.2.1 Mise en évidence des cellules de convection par tomographie sismique
2.2.2 Modélisation mathématique de la convection : la loi de Rayleigh
2.2.3 Convection mantellique et déplacement des plaques lithosphériques
2.3 Les modèles de convection mantellique
2.4 Etablissement du géotherme
3. Inégale répartition de l’énergie solaire reçue et mise en mouvement des enveloppes fluides
3.1 Mise en mouvement des vents de surface
3.2 Mise en mouvement des eaux océaniques
Structure de la Terre
1. La Terre possède une structure en enveloppes concentriques
1.1. Le modèle radial de la Terre : le modèle PREM
1.2. Les différentes enveloppes sont séparées par des discontinuités
2. Les enveloppes solides sont de nature silicatée ou métallique
2.1. Les minéraux constitutifs des croûtes et du manteau sont essentiellement des minéraux silicatés
2.2. Les croûtes continentale et océanique sont d’épaisseurs et de natures différentes
2.2.1. La croûte continentale
2.2.2. La croûte océanique
2.3. Le manteau est constitué de péridotites
2.3.1. Les péridotites sont les roches constitutives du manteau
2.3.2. Le manteau présente une hétérogénéité verticale
2.4. Le noyau est formé d’un alliage de fer et de nickel
3. La Terre est entourée d’enveloppes fluides
3.1. L’atmosphère planétaire est une enveloppe stratifiée
3.2. L’hydrosphère, une enveloppe liquide dynamique et complexe
Ch4 Membranes et communication cellulaire
I) La communication par le biais de facteurs chimiques diffusibles
1- Communication paracrine à courte distance : exemple dans le développement embryonnaire
2- Communication hormonale, par la circulation sanguine
II) L’organisation du système nerveux
1- Système nerveux central et périphérique
2- Le neurone, une cellule hautement spécialisée
III) Le potentiel de membrane est dû à des flux ioniques transmembranaires
1- Mesure d’une ddp transmembranaire sur un axone de calmar
2- Le potentiel d’équilibre d’un ion dépend de facteurs chimiques et électriques (Loi de Nernst)
3- Le potentiel de membrane dépend de la perméabilité sélective de la membrane plasmique
IV) Les potentiels d'action des cellules excitables sont à l'origine du message nerveux électrique
1- le potentiel d'action : une ddp au décours stéréotypé se propageant sans atténuation
2- Les cellules excitables ont des canaux ioniques tensiosensibles à l'origine des PA
3- Propagation régénérative du potentiel d'action le long de l'axone
4- Cas des neurones myélinisés
V) La synapse : un relai chimique du message nerveux entre cellules excitables
Ch3 Membranes et échanges
Les particules de grande taille ainsi que certaines molécules sont importées, transportées ou exportées grâce à la formation de vésicules cytosoliques
Le trafic vésiculaire est à l’origine d’un flux de matière et de membrane au sein des cellules eucaryotes
Les cytoses permettent les échanges entre la cellule et son milieu
Des lois thermodynamiques régissent les échanges transmembranaires
Les modalités thermodynamiques du passage d’une molécule à travers une membrane dépendent de plusieurs facteurs
Le passage d’un soluté non chargé dépend de sa différence de concentration de part et d’autre de la membrane
Le passage de l’eau dépend du potentiel hydrique
Le passage d’un soluté chargé dépend de sa différence de concentration de part et d’autre de la membrane, de sa charge et de la répartition des charges de part et d’autre de la membrane
Les transports transmembranaires passifs ne demandent pas d’énergie
La diffusion simple ne concerne qu’un nombre restreint de molécules
La diffusion facilitée se fait au moyen de protéines transmembranaires
Les canaux, non saturables, présentent une cinétique linéaire
Les transporteurs saturables présentent une cinétique hyperbolique
Les transports transmembranaires actifs demandent un apport d’énergie chimique
Les transports actifs primaires utilisent l’énergie d’hydrolyse de l’ATP
Les transports actifs secondaires utilisent l’énergie de gradient
Ch2 Membranes, MEC et cytosquelette
Le cytosquelette est responsable de l'architecture et de la dynamique de la cellule
1- les microfilaments d'actine assurent le soutien des villosités et la motilité cellulaire
2- les microtubules assurent le trafic vésiculaire, les divisions cellulaires et forment cils et flagelles
3- les filaments intermédiaires type kératine assurent le soutien permanent de la cellule
Les matrices extracellulaires sont des gels hydratés liés fonctionnellement aux cellules
1- La matrice extracellulaire végétale désigne la paroi pecto-cellulosique et la lamelle moyenne
a- la cellulose forme des fibrilles résistantes
b- l'expansine assure la croissance irréversible de la paroi primaire
c- hémicellulose et pectine pontent les divers éléments de la MEC
d- les plasmodesmes assurent les échanges entre cellules
e- la lignification conduit à la mort des cellules et rigidification pariétale
2- La matrice extracellulaire animale est un réseau essentiellement protéique
a- le collagène forme des fibrilles résistantes
b- l'élastine et les protéoglycanes assurent l'élasticité et l’hydratation de la MEC
c- la fibronectine et la laminine pontent les divers éléments de la MEC
d- imprégnation par des composés minéraux et rigidification : ex de l'os
3- le peptidoglycane bactérien est une paroi particulière
Les jonctions intercellulaires des cellules animales assurent des rôles divers
1- Les jonctions serrées maintiennent la polarité cellulaire et limitent les flux paracellulaires
2- Les jonctions GAP assurent le passage de petites molécules
3- Les jonctions adhérentes assurent la cohésion des tissus
a- ceinture d'adhérence et desmosomes assurent l'adhérence cellule-cellule
b- les hémidesmosomes et points focaux assurent l'adhérence cellule-matrice
Ch1 Membranes, généralités
Mise en évidence de la composition lipido-protéique et de l'architecture de la membrane
Mise en évidence de la fluidité membranaire
Une asymétrie membranaire
Une perméabilité membranaire sélective
passage des gaz, des lipides et des toutes petites molécules polaires non chargées
nécessité de transports spécifiques pour toutes les autres molécules => voir chapitre échanges
Acides aminés et protéines
Propriétés des acides alpha-aminés et réalisation de la liaison peptidique
Les acides aminés ont un état d’ionisation dépendant du pH
La diversité des acides aminés repose sur les caractéristiques de leurs radicaux
La liaison peptidique : une liaison amide plane et peu mobile, établie par condensation
Les protéines, des polymères présentant différents niveaux structuraux
Mise en évidence de l’importance de la structure d’une protéine (expérience d’Anfinsen)
Méthodes d'étude de la structure des protéines : diffraction aux rayons X, RMN, informatique
La structure primaire des protéines : un enchainement séquencé d'acides aminés
Les structures secondaires (hélices α et feuillets β) et les domaines fonctionnels
L'organisation tridimensionnelle dépend de la séquence de la protéine et détermine sa fonction
a- les liaisons faibles et les ponts disulfures réduisent l'agitation thermique des radicaux
b- les protéines peuvent avoir des domaines transmembranaires (voir cours sur les membranes)
c- les protéines peuvent être glycosylées : exemple d'une O-glycosylation sur sérine
La structure IV, un assemblage de plusieurs chaines polypeptidiques
Les protéines, des macromolécules dynamiques pouvant interagir avec d'autres molécules
Les interactions ligand-protéine s'établissent grâce à la forme spécifique des protéines
L'acquisition de propriétés supplémentaires grâce à une structure quaternaire
Les facteurs pouvant affecter l'activité des protéines
a- les facteurs physiques : exemples température
b- les facteurs chimiques : pH ou fixation d'un ligand (ex GTP sur protéine G, AMPc sur PKA)
Ouverture : Les lipoprotéines sont des assemblages complexes de lipides et protéines
La datation (= la géologie, une science historique)
1. La datation relative se fonde sur l’étude des fossiles et sur les relations géométriques entre formations géologiques
1.1 La datation relative repose sur 4 principes essentiels
1.2 La biostratigraphie se base sur le contenu fossilifère des strates
1.3 L’étude des fossiles permet l’établissement de l’échelle chronostratigraphique
1.3.1 Le Précambrien représente 85% de l’histoire de la Terre
1.3.2 Le Phanérozoïque marque le début des temps fossilifères
2. La datation absolue se fonde essentiellement sur la radiochronologie et permet d’attribuer un âge à différents terrains
2.1 La proportion d’atomes désintégrés dans un système est liée au temps écoulé depuis la fermeture de celui-ci
2.2 Le couple Rubidium-Strontium permet de dater des roches magmatiques grâce au tracé d’une droite isochrone
2.3 Le couple Rb-Sr permet parfois de dater des épisodes métamorphiques ayant affecté des roches magmatiques
2.4 Le couple K/Ar permet d’estimer l’âge d’une roche magmatique avec un seul point de mesure
Nucléotides et AN
Les nucléotides : des molécules solubles de petite taille à rôles informationnels ou énergétiques
Le nucléotide : une base azotée reliée à un pentose phosphorylé
Les nucléotides peuvent s'associer à des protéines
Rôle de l'ATP dans le métabolisme : une monnaie énergétique
Rôles des coenzymes redox dans le métabolisme énergétique
Rôles de la coenzyme A dans le métabolisme énergétique
Polymérisation des nucléotides et formation d’une liaison 3’5’ phosphodiester
La double hélice d’ADN, relation structure-fonction
L’ADN : 2 chaines de nucléotides complémentaires
Réplication de l’ADN selon un modèle semi conservatif
Le message génétique est contenu dans la séquence nucléotidique
Les différents ARN, relation structure-fonction
Les ARNm, des intermédiaires mobiles entre l'ADN et la synthèse protéique
Les ARNt transportent les acides aminés jusqu'au lieu de la traduction
Les ARNr catalysent la formation de la liaison peptidique
Les glucides
Les oses sont des molécules chirales et hydrophiles
Les oses portent une fonction carbonyle et plusieurs fonctions hydroxyle
Les oses sont des molécules chirales
Les oses à 5 ou 6 carbones existent sous forme linéaire et cyclique
Les oses ont des propriétés réductrices
Les dérivés d'oses
Synthèse et dégradation des oses au sein du métabolisme cellulaire
Les oses sont fabriqués à partir du glycéraldéhyde et de la DHAP
La dégradation des oses constitue une source d'énergie pour les cellules
Les oses réagissent par condensation et forment des diosides
Diversité des liaisons osidiques
Les diosides peuvent être réducteurs ou non
Les formes réductrices sont très réactives : maltose alpha, cellobiose bêta,
Le saccharose, dioside non réducteur, est la forme glucidique circulante privilégiée chez les plantes
Polymérisation des oses en macromolécules aux fonctions variées
Des polymères à rôle de réserve : amidon végétal, glycogène animal
Des polymères à rôle de structure : cellulose, chitine, glycanes
Les polymères à rôle informationnel : glycanes
Les lipides
I) Les lipides, des molécules amphiphiles ou hydrophobes
Les lipides aliphatiques
a- diversité des acides gras
b- estérification des acides gras avec des alcools
Les lipides aromatiques : ex des stéroïdes
II) Les rôles biologiques des lipides
1) Les triglycérides, des lipides de réserve énergétique
2) Les lipides de structure
a- les phospholipides membranaires et le cholestérol, composants des membranes biologiques
b- Les cérides, composants des cires animales et végétales
3) Autres rôles des lipides
La vache
I) Les fonctions de relation : percevoir son environnement, s’y déplacer, se protéger, communiquer
L’agrosystème « pâturage »
La perception sensorielle
La locomotion : un animal adapté à la marche
L'immunité : une protection contre les infections
a- l’immunité innée
b- l’immunité adaptative
Régulations de l'organisme face à des variations du milieu
II) Les fonctions de nutrition : se procurer matière et énergie par hétérotrophie
La digestion chez un herbivore ruminant
La respiration : se procurer du dioxygène et éliminer le CO2
La circulation sanguine : mise en mouvement du sang par le cœur
Excrétion : élimination des déchets métaboliques
III)La fonction de reproduction : un processus conservant l’espèce diversifiant les individus
Organisation des appareils génitaux mâles et femelles
Accouplement, fécondation et gestation
Vêlage et lactation
Aspects génétiques de la reproduction, notion de sélection artificielle
IV) Quelques grandes notions à retenir
1. Il existe des corrélations entre les grandes fonctions
2. Les organes fonctionnent de manière coordonnée grâce à une communication cellulaire
3. La vache échange de la matière et de l’énergie avec son environnement
4. La vache est le résultat de la sélection naturelle et d’une sélection artificielle liée à la domestication
5. Différents critères permettent de placer la vache dans la classification phylogénétique
