CM2 Neurosciences Licence 1 semestre 1 aix marseille PDF

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Summary

Cours de neuroscience numéro 1 du semestre 1 de psychologie
Cours complet de Nicolas Catz !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!...

Description

21/09/2020

CM2 : De la cellule au neurone.

I-/ Organisation de la cellule : 1) Réseaux intracellulaire de membrane.

Une hormone fabriqué par la cellule a une action en dehors, comme par exemple l’insuline qui est fabriqué dans une cellule du pancréas doit sortir du noyau. Les membranes de tous les éléments sont liés soit par :  

La continuité des enveloppes Un échange entre portions (sac) de membrane = les vésicules

RETICULUM ENDOPLASMIQUE (GRANULEUX OU LISSE) En biologie cellulaire, le réticulum endoplasmique est un organite présent dans les cellules eucaryotes et lié à la membrane nucléaire. Le RE synthétise les protéines, produit des macromolécules et transfère des substances vers l'appareil de Golgi via des vésicules. C'est l'organite se situant à la base du système endomembranaire des cellules eucaryotes. Dans les neurones, le réticulum endoplasmique se nomme « corps de Nissl », et dans les hépatocytes, « corps de Berg ». Le terme « réticulum endoplasmique » est formé à partir du latin réticulum : « réseau » ; et du mot endoplasmique : « à l'intérieur du cytoplasme ».

C’est principalement le lieu d’élaboration de molécules.

LE REG : le réticulum endoplasmique granulaire. Synthèse des protéines au niveau des ribosomes destinées à être secrétées : - anticorps par les globules blancs -

Insuline par les cellules du pancréas

C’est une usine à membranes : constituants des membranes cellulaires : phosopholides, cholestérol, protéines.

APPAREIL DE GOLGI

L'appareil de Golgi est constitué d'un empilement de saccules (un peu comme une pile d'assiettes). Cet empilement forme un dictyosome, unique dans les cellules animales, mais multiples dans les cellules végétales. On distingue la face cis de l'appareil de Golgi, qui se situe en aval du réticulum endoplasmique, et la face trans qui est tournée vers le cytoplasme.

La fonction principale de l'appareil de Golgi est de servir de lieu de transit et de réservoir pour les protéines et lipides fabriqués dans le réticulum endoplasmique. Cet appareil fait partie du réseau de membranes internes que les cellules eucaryotes ont mis en place pour effectuer le transport des macromolécules. Il permet notamment d'ajouter des modifications post-traductionnelles sur les protéines nouvellement synthétisées :    

glycosylation, ou l'ajout de sucre sur certains acides-aminés ; clivage des précurseurs polypeptidiques (coupure de liaisons peptidiques) sulfatation, ou l'ajout de sulfate sur certains acides-aminés ; phosphorylation, ou l'addition de phosphate.

Ces modifications permettent de rendre fonctionnelles les protéines.

LYSOSOME

Les lysosomes proviennent de l’appareil de Golgi. Ce sont des vésicules (sacs membraneux) au contenu particulier qui restent dans la cellule. Remplis de plus de 40 enzymes hydrolytiques. Beaucoup de protéines peuvent être des enzymes → ont pour rôle de déclencher des réactions chimiques. Ils ont pour rôle la digestion intracellulaire : 



digestion de nourriture en provenance de l’extérieur de la cellule : vacuole nutritive/digestive peut contenir un sucre, une protéine, une grosse molécule. Va être reconnue par le lysosome qui va se rapprocher et dont la membrane va se fusionner. Donc après digestion, grosse vésicule remplie de morceaux d’organites. Digestion/recyclage des déchets : dans la cellule, il peut y avoir des organites (du RE, d’un autre lysosome, d’une mitochondrie) qui ne fonctionnent plus correctement. Vésicules les contiennent et il arrive la même chose que pour la nourriture.

MEMBRANE PLASMIQUE :

La membrane plasmique c’est le rempart de la cellule, elle présente une perméabilité sélective ce qui est très important pour les échanges entre les neurones. C’est dans la membrane plasmique que se retrouve les phospholipides

Modèle de la mosaïque fluide (Singer et Nicolson, 1972). Les protéines sont insérées individuellement dans la double-couche de phospholipides et peuvent se déplacer latéralement. La plupart des lipides aussi. La fluidité de la membrane varie en fonction de la température. Mouvement latéral env. 10^7 fois par seconde alors qu’il n’y a une bascule qu’une fois par mois environ. Bien que beaucoup de phospholipides (35%), on a 55% de protéines et 10% de glucides. Les protéines peuvent aussi être posées à la surface (protéines périphériques ou extrinsèques),en plus des protéines transmembranaires ou intrinsèques. Quand on a 2 protéines transmembranaires avec un espace entre les deux, ce sera surement un canal. En vert sur le schéma, on a des glucides, parfois attachées à des protéines (protéines affinée ou glycolysées dans l’appareil de Golgi). On a aussi des glycolipides. Milieu sucré entre les cellules pour stabiliser tout ça. A l’intérieur, on a des filaments du cytosquelette (en rouge). Permettent aux vésicules de se déplacer, grâce aussi à des protéines avec des microtubules qui servent de « pieds ».

Rôles des protéines transmembranaires :

✓ Protéines de transport : faire passer des molécules ✓ Enzymes : déclenchent une réaction chimique ✓ Protéines réceptrices : de neurotransmetteurs notamment. ✓ Jonctions intercellulaires : ex de la kératine qui va permettre de donner des tissus solides. Idem pour les tissus qui doivent être étanches (organes digestifs, poumons, etc.) ✓ Reconnaissance cellulaire : glycoprotéines comme des anticorps. Zone de reconnaissance externe est glucidique. ✓ Fixation au cytosquelette : pour être sûr que la cellule conserve sa forme. 35% sont des lipides : ✓ Les phospholipides ✓ Le cholestérol → il est nécessaire mais il n’en faut pas trop. Il permet de conserver la fluidité de la membrane. Si haute température, évite que ça s’éparpille. Si basse température évite que ça s’entasse.

10% sont des glucides : ✓ Reconnaissance cellulaire quand sont fixées aux protéines. ✓ Adhérence entre les cellules car permet milieu légèrement sucré entre les cellules → c’est le glycocalyx.

Principaux rôles de cette membrane : ✓ Envelopper la cellule ✓ Y maintenir un milieu clos et contrôlé ✓ Permet les échanges avec le monde extérieur (perméabilité sélective) → substances non-macromoléculaires (ions ou toutes petites molécules) ou substances macromoléculaires (lysosomes digèrent ces grosses molécules parfois)

Transport de substances non-macromoléculaires comme des ions :

Passent au travers de la doublecouche de phospholipides (peutêtre ? si elles sont hydrophobes ou très petites molécules polaires non ionisées) OU grâce à des protéines de transport membranaire (diffusion des substances hydrophobes se fait toujours de l’endroit où la substance est la plus concentrée vers l’endroit où elle est la moins concentrée). En neuro 2 on parlera de sodium et de potassium qui ne doivent pas atteindre l’équilibre dans la cellule nerveuse… MAIS parfois la cellule doit faire bouger une molécule contre ce gradient ! Dans le schéma précédent, les molécules de colorant jaune ne doivent pas passer de l’autre côté. On a alors besoin d’une sorte de pompe qui utilisera de l’énergie (l’ATP, faite dans les mitochondries). La pompe est responsable de 70% de l’énergie utilisée. Le mode et la vitesse de passage de cette substance au travers de la membrane dépend de leur taille, de leur caractère hydrophile ou hydrophobe, de leur charge, de leur concentration.

Transport de substances macromoléculaires :

Exocytose → permet aux macromolécules de sortir de la cellule (libération de l’insuline par ex). Des vésicules intracellulaires migrent vers la membrane plasmique, fusionnent avec elle, puis libèrent leur contenu à l’extérieur de la cellule.

Endocytose → permet aux macromolécules d’entrer dans la cellule :

✓ Pinocytose = membrane s’invagine, forme une poche, poche s’approfondit et se détache de la membrane. Mais ce mode de transport n’est pas du tout spécifique, prend tout.

✓ Endocytose par récepteur interposé = il s’effectue lorsque certaines molécules se lient de manière spécifique à des récepteurs situés sur la membrane, au niveau du « puit tapissé ». Lorsque les vésicules ont libérés leur contenu, les récepteurs retournent à la membrane.

✓ Phagocytose = les particules transportées (1 à 2 µm) sont plus grosses que dans la pinocytose ou l’endocytose par récepteurs interposés (0,1 µm). La membrane va détecter qu’il y a quelque-chose à intégrer et c’est elle qui va pousser autour de l’élément à ingérer (forme des pseudopodes ou « faux-pieds »).

2) Les mitochondries

Les mitochondries fournissent pratiquement toute l’énergie nécessaire au fonctionnement cellulaire. Certaines cellules ont une seule grosse mitochondrie. La plupart en contiennent des centaines voire des milliers. Leur nombre est lié à l’activité métabolique de la cellule.

Une mitochondrie comprend deux membranes : la membrane extérieur est lisse, la membrane intérieur forme les crêtes mitochondriales

La mitochondrie renferme :   

Plusieurs enzymes( des protéines) Des ribosomes ( pour fabriquer des protéines) De l’ ADN mitochondrial ( programme la synthèse d’une partie des protéines de la mitochondrie, les autres sont programmées par l’ADN nucléaire.). Cet ADN nous provient de notre mère. Commun à tout être vivant, on partage tous ce même ADN.

Les mitochondries sont les principaux fournisseur d’ énergie de la cellule. Le phénomène qui se produit pour fabriquer toute cette énergie c’est la respiration cellulaire . Par la respiration cellulaire, la mitochondrie va extraire l’énergie des nutriments organiques (glucides par exemple) et les restituer sous forme d’ATP ( adénosine triphosphate). L’ATP c’est une énergie pour les cellules. L’ATP est une nucléoside qui à une composition assez proche d’une nucléotide. Cette respiration cellulaire a besoin d’oxygène elle est donc dite aérobie(elle utilise de l’oxygène)

La glycolyse donne 2 ATP

Le cycle de KREBS donne 2 ATP et 6 CO2+ H

Avec de l’ O2 donne 34 ATP+ 6 H2O

Le ribosome vient se fixer sur la membrane de le REG. La protéine grandit dans la lumière du REG, le ribosome est dessus, il ne rentre jamais dans le REG. Insuline rond violet, quand tout est prêt la membrane va s’invaginer, a complété

Ces vésicules vont quitter le reg et vont migrer vers l’appareil de golgi (la phase 6), les membranes fusionnent....