UE2.1 Biologie fondamentale

Introduction à la biologie fondamentale

Introduction sur le vivant

Le début de la vie

Fécondation de l'ovule par le spermatozoïde, cellule-œufs (zygote) diploïde après fusion des noyaux des gamètes haploïdes. Duplication du zygote – embryon – croissance - … - jusqu'à la mort.

Hiérarchie cellulaire

Cellule souche = indifférencié, capable de s'autorenouveler, se différencier en autres types cellulaires, proliférer = issu de l'embryon, fœtus, tissus adultes.

Cellule souche totipotente : issues des premières division de l'œuf fécondé jusqu'au 4è jour, capable de donner naissance à tous les types de cellules de l'organisme et seule à permettre le développement complet d'un individu.

Cellule souche pluripotente : issue d'un embryon 5/7 jours, capable de donner naissance à plus de 200 types cellulaire représentatifs de tous les tissus.

Cellule souche unipotente : ne donne naissance qu'à des cellules identiques.

Cellule souche adulte en petites quantités, difficiles à utiliser.

Cellule IPS (induite) : cellule épithéliale transformée en cellule souche => différenciation (ex : cellule du muscles pour traiter un infarctus du myocarde).

Structure cellulaire

Cellule : unité fonctionnelle et morphologique du vivant.

Notion de génome, différenciation cellulaire

Chaque cellule contient 6,4MM de paires de bases nucléotidiques dans le noyau.

Cellules somatiques : majoritaires (exclus : gamètes, cellule embryon. aux premiers stades du développement), diploïdes (23 paires de chromosomes).

Gamètes : haploïde (ovule ou spz), intervient lors de la fécondation.

Caryotype : idée générale des chromosomes (translocation, ...), détail du génome inaccessible.
Le génome n'est pas entièrement accessible dans la cellule adulte (différenciation, méthylation ou acéthylation des histones => non-lecture de parties du génome).

Les molécules du vivant

Atomes et molécules

Atome (que l'on ne peut diviser) : plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec un autre atome.
Noyau (99,9% de la masse = protons chargés+ et neutrons électriquement neutres) + cortège électronique.
3 critères : numéro atomique (protons), nombre de masses (nucléons), poids atomique.

Molécule = combinaison de plusieurs atomes (plus stable ; atome rarement à l'état isolé).

Couche externe des atomes => interactions chimiques entre atomes ; e- de valence = e- de la couche externe (ex : O a 6e- sur sa couche externe, il lui faut 2e- pour se stabiliser ; Li : perdre 1e- =>Li+, H+, Na+ … Mg2+).

Classification périodique : couche ou période. 2 règles : nombre d'e- limité sur une couche électronique (couche saturée 2n²) ; remplissage des couches électroniques selon un ordre précis (K, L, M, N, …).
Familles de molécules (= même structure électronique externe) : alcalins (colonne 1, 1e- : Li, Na, K, Rb) ; halogènes (colonne 17, 7e- : F, Cl) ; dernière colonne 8e-, grande stabilité chimique (He, Ne, Ar).

Liaisons ioniques (transfert complet d'e-) et covalentes (partage d'e-) ; structure de Lewis : description simple de la structure électronique. Stabilité maximum de la molécule = 8e- périphériques.

Bronsted : acide (donneur d'H+), base (accepteur de H+). Molécules diatomiques homonucléaires (H2 h-h), hétéronucléaires (Li->H car H plus électronégatif). Isotopes : Z= mais nombre de nucléons différent. PH = potentiel hydrogène = mesure de l'activité chimique des ions H+ en solution.

Solution tampon : pH peu sensible aux A et B (eau de mer, sang, lait).

Méthodes de l'étude du vivant

Microscope optique, électronique avec différentes techniques : coloration, immunocytochimie (réaction Antigènes - Anticorps), hybridation in situ (FISH : gène – ADN-ase – nucléotides marqués – fixation – dénaturation // ADN de la cellule – segment concerné dénaturé => hybridation : séquence marquée complémentaire à celle de la cellule).

PCR : réaction d'amplification d'un segment d'ADN. CGH : hybridation par compétition génomique (puce génomique : oligonucléotides sur une lame pour remplacer les chromosomes + sonde dérivant d'un gène connu => anomalies // puce d'expression : avec ARN).