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La biologie pour les noob - Chapitre 1 : la photocopie

 
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Styani
Folie Douce

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MessagePosté le: Lun 28 Avr - 13:18 (2014)    Sujet du message: La biologie pour les noob - Chapitre 1 : la photocopie Répondre en citant

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Disclaimer : Ce chapitre est plein d'approximations, de parallèles douteux et d'oublis volontaires ou non. Il est écrit essentiellement avec mes souvenirs de prépa, et il est possible que de nouvelles découvertes aient été faites depuis. De plus, il est vraiment écrit en mode "pour les noob", c'est à dire des gens qui n'y connaissent rien du tout... ce qui explique les approximations.


Je sais ce que vous vous dites... What the fuck ? en quoi la photocopie est de la biologie ? Et pourtant... Les cellules ont "inventé" la photocopie bien avant nous ! Et oui, la division cellulaire c'est bien de la photocopie. 


La division cellulaire (aussi connue sous le nom barbare de mitose) permet de reproduire une cellule à l'identique. ça fait comme ça : 
o
0
8
oo


L'état o est l'état de départ ; on doit à la fin arriver à oo, où on a deux cellules semblables. 
La phase 0 est une phase de croissance : en effet, pour avoir deux fois la cellules initiale, il faut bien faire le matériel interne en double. 
Ensuite, on fait le 8 : c'est la division cellulaire à proprement parler, source de nombreux soucis. 
Et on fini par arriver à oo, nos deux cellules. 




Commençons par s'intéresser à o. 
Une cellule, c'est composé de quoi ? Et bien, on trouve tout plein de choses dedans !


- le contour de la cellule, définissant l'intérieur et l'extérieur est la membrane plasmique, composée essentiellement de lipides. Imaginez une bulle de savon... Et bien c'est le même principe ! Pour ceux qui ne le connaissent pas, les lipides (dont le savon) sont des molécules qui ont une partie hydrophile et une partie hydrophobe. En gros, elles ont leurs jambes qui crient "j'aime pas l'eau, j'aime pas l'eau !" et le torse "j'aime l'eau, j'aime l'eau !". Que va-t-il se passer si on met un groupe de molécules schizophrènes comme ça dans un verre d'eau ? et bien, les jambes, pour éviter au maximum le contact de l'eau, vont s'agglutiner entre elles, alors que le torse va essayer de s'éloigner au maximum de ce groupe. Au final, on aura une sphère, contenant des jambes hydrophobes à l'intérieur, et des torses hydrophiles à l'extérieur. 
Dans la membrane plasmique, les lipides sont organisés un peu différemment, en bicouche. Explication en image : 

Les têtes rondes sont en contact avec l'eau, alors que les jambes restent entre elles. 
La membrane est donc formée ainsi, avec plusieurs catégories de lipides, mais elle contient également des protéines qui vont pour la plupart permettre un échange entre l'intérieur et l'extérieur de la cellule. 


- l'intérieur de la cellule,  le cytoplasme, est un gros mix de protéines et d'organelles. 
Les protéines qu'on trouve ont des rôles très variés : catalysation (facilitation d'une réaction chimique), dégradation, transport, structure, et bien d'autres encore. Je ne détaillerai pas ici, ça me prendrait un chapitre entier. 
Les organelles sont des mini-organes qu'on trouve dans une cellule. Ce sont des zones, délimités par d'autres couches lipidiques, spécialisées dans une fonction. Ils ne sont présents que dans les cellules animales et végétales, pas chez les bactéries. On trouve le réticulum endoplasmique et l'appareil de Golgi, qui interviennent dans la fabrication des protéines ; des mitochondries, qui servent à la respiration de la cellule ; chez les végétaux, des chloroplastes, essentiels pour la fabrication de matériel biologique à partir de lumière. 
Le noyau peut être considéré comme un organelle, mais je préfère lui faire une partie à part.


- le noyau (qui n'existe pas chez les bactéries, si vous avez bien suivi). Il contient le matériel génétique, et permet de protéger un peu cette fragile molécule d'ADN, si importante, si informative. On peut voir l'ADN comme une échelle : les montants sont toujours les mêmes, par contre les barreaux sont variables. Intéressons-nous à un seul côté de l'échelle. Les barreaux ont 4 formes possibles : A(dénine), G(uanine), C(ytosine) et T(hymine). L'ordre de ces barreaux est très important, car c'est lui qui contient l'information codée pour la fabrication de toutes les protéines - et ce sont les protéines qui font la cellule. C'est un système en base 4. 
Et l'autre côté de l'échelle alors ? Et bien, c'est le complémentaire. En effet, le demi-barreau A ne peut s'associer qu'au demi-barreau T, et le C avec le G. Donc, si on connait un côté de l'échelle, on connaît automatiquement l'autre. Cette structure permet une plus grande stabilité de l'ADN, mais c'est aussi un contrôle, histoire de vérifier que tout va bien. Parce que beaucoup de problèmes de l'organismes sont en fait dus à des soucis d'ADN : cancers, mutations héréditaires... Sans cette grande stabilité de l'ADN, la vie n'aurait pas dépassé le stade unicellulaire. 


Dernière édition par Styani le Mer 30 Avr - 09:31 (2014); édité 2 fois
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Styani
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MessagePosté le: Mar 29 Avr - 13:47 (2014)    Sujet du message: La biologie pour les noob - Chapitre 1 : la photocopie Répondre en citant

Passons à 0


0, c'est une phase de croissance. Tout le matériel que je viens de vous décrire doit être dupliqué, pour que chaque cellule finale ait de quoi survivre. 


- La membrane plasmique est renouvelée par une cascade de réaction, permettant la fabrication des différents lipides nécessaires.
- Les protéines du cytoplasme sont simplement produites en plus grande quantité. La réaction de fabrication des protéines prendra un chapitre entier, tellement il y a de choses à dire dessus ^^
- Le plus intéressant, c'est le noyau, et en particulier l'ADN. Le principe semble simple... On casse l'échelle en deux au milieu des barreaux, et puis comme chaque demi-barreau ne s'associe qu'à un seul autre type de demi-barreau, on peut en déduire l'échelle complète. À partir d'une seule échelle, si on a des barreaux isolés, on peut reconstruire deux échelles complètes. 
Mais si c'était si simple, ça se saurai... En fait, l'ADN contient beaucoup d'informations. Une partie a encore des rôles inconnus d'ailleurs. Chaque cellule humaine contient 2 mètres d'ADN (pour une largeur de 2 nanomètres) ! Et ça tient dans la sphère de 6 micromètres qu'est le noyau. Et en plus, on ne peut pas tout empaqueter comme ça en faisant des noeuds, vu qu'il faudra les séparer de manière équivalente plus tard. Aussi, si jamais c'est simplement enroulé comme une bobine, certains morceaux d'ADN ne serai pas visible, et donc leur information ne servirait pas, ce qui est une aberration en biologie... La solution est d'empaqueter autour de mini-bobines (les histones), et de pouvoir les déplacer sur l'ADN. 
Lors de l'étape de réplication de l'ADN, de nombreuses protéines vont ainsi devoir être impliquée. D'abord viennent les hélicases, qui cassent notre échelle en deux. Des protéines vont s'accrocher à chaque demi-échelle pour stabiliser la structure - on ne veut pas que l'ADN se brise à ce moment. Une polymérase particulière va commencer la réplication, mais juste sur quelques nucléotides (les barreaux) ; elle se détache ensuite, pour laisser la place à la polymérase "définitive", qui n'est pas capable de commencer mais va continuer jusqu'au bout en faisant peu d'erreurs. On va également trouver des déplaceurs d'histones. 
La polymérase avance au fur à mesure, en faisant les deux brins en même temps. Mais des fois, elle fait des erreurs... Parfois, elle reconnait immédiatement qu'elle a une erreur : elle revient alors un peu en arrière, élimine plusieurs nucléotides qu'elle venait d'ajouter, puis recommence. 
Il y a encore des erreurs qui trainent. C'est pour cela que des protéines de vérification passent derrière. Elle repèrent facilement les erreurs, les endroits où un A se retrouve en face d'un C par exemple. Tout comme la polymérase, elles enlèvent alors un bout du brin nouvellement fait contenant une erreur, puis une autre polymérase viens compléter le trou. Comment les protéines distinguent le nouveau brin de l'ancien vous allez me demander ? Et bien elles posent des marques. C'est comme si les montants de l'échelle étaient normalement gris, mais la nouvelle demi-échelle a des barreaux marrons. Une fois la réplication et vérification finie, on passe un coup de peinture grise. Mais en attendant, on maintient la différence. 
Et voilà comment on double la quantité d'ADN (qui doit être tout aussi bien empaquetée bien entendu). 
Petite remarque : les mitochondries et chloroplastes sont des bactéries dégénérées vivant à l'intérieur de la cellule. Elles ont elles aussi une membrane, un cytoplasme et de l'ADN à renouveler ; elles se divisent avant la division complète de la cellule, où elles seront réparties dans les cellules filles.


Dernière édition par Styani le Mer 30 Avr - 16:10 (2014); édité 1 fois
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Styani
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MessagePosté le: Mer 30 Avr - 16:09 (2014)    Sujet du message: La biologie pour les noob - Chapitre 1 : la photocopie Répondre en citant

La dernière étape : le 8


C'est la vraie division de la cellule. Elle fait intervenir un groupe de protéines que je ne vous avais pas encore présenté : le cytosquelette. Les cellules ont des formes caractéristiques (allongées, sphérique, en cône...), qui peuvent varier au cours de leur vie, en particulier lors de la division, où la cellule s'allonge puis se contracte en son centre. Ces mouvements sont permis par une sorte de squelette interne, le cytosquelette. 
On trouve 3 types de molécules dans ce groupe :
- les fibres d'actine, qui sont des filaments longs, fins et très dynamiques, proche de la membrane. C'est essentiellement eux qui vont donner la forme générale de la cellule. 
- les microtubules, des filaments un peu plus gros que l'actine, un peu moins souples. Ils s'occupent de ce que est intracellulaire : tout ce qui bouge dans la cellule va être lié à ce squelette. 
- Enfin, les fibres intermédiaires, qui regroupes des trucs assez variés. On ne va citer que la lamina qui donne la forme du noyau. 


Pendant la division, les cytosquelette est très important. Tout d'abord, le noyau disparaît ; la lamina se désorganise. L'ADN se condense : d'un état déroulé, notre molécule s'enroule autour des histones, qui s'enroulent, qui se super enroulent, etc... Jusqu'à former les chromosomes que vous avez certainement déjà vu, ces X. En fait, un X contient la même information en double : les deux côtés sont en fait les mêmes. Une fois les chromosomes apparus, ils se regroupent tous sur le même plan, le plan métaphasique.
Ils sont attachés aux microtubules. Une fois que la cellule a vérifié que tout va bien, la sécurine se dégrade, ce qui libère la séparase qui va couper les chromosomes en deux, au milieu du X (on a un côté droit et un côté gauche). Les microtubules se rétractent, et tirent les demi-chromosomes (les chromatides) ; on a des chromatides de chaque côté de la cellule (et chaque côté est identique).
Pendant ce temps, un cercle d'actine s'est formé dans le plan métaphasique, contre la membrane. Il se contracte à ce moment, formant le 8, et continue... Jusqu'à la séparation des cellules !


Et voilà comment obtenir deux cellules au lieu d'une. Vous pouvez maintenant lire deux fois chacun de mes posts, puis 4, puis 8, puis... 


Et voilà, fini le premier chapitre ! J'espère avoir été claire. 
Je précise quand même que si les principes sont à ma connaissance les mêmes dans toutes les cellules,on peut observer des variations. De manière générale, j'ai plutôt présenté une cellule animale ; tout n'est pas vrai pour une cellule végétale ou une bactérie. 


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Zartos-Ipo
Madness

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MessagePosté le: Ven 2 Mai - 14:58 (2014)    Sujet du message: La biologie pour les noob - Chapitre 1 : la photocopie Répondre en citant

Pfiou, ça me fait penser a mes cours d'svt en beaucoup plus poussés, perso je retiens juste un mot: PMAT!

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Styani
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MessagePosté le: Ven 2 Mai - 15:01 (2014)    Sujet du message: La biologie pour les noob - Chapitre 1 : la photocopie Répondre en citant

(j'ai mit un moment avant de comprendre ce que ton "mot" voulait dire  )

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Ninib
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MessagePosté le: Mer 11 Juin - 11:45 (2014)    Sujet du message: La biologie pour les noob - Chapitre 1 : la photocopie Répondre en citant

Ca reste quand meme bien compliqué. A quand un cours en video ?
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MessagePosté le: Aujourd’hui à 02:25 (2018)    Sujet du message: La biologie pour les noob - Chapitre 1 : la photocopie

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