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Quelles sont les durées de vie des composants cellulaires au niveau organelle ou moléculaire ?

Quelles sont les durées de vie des composants cellulaires au niveau organelle ou moléculaire ?



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Je pensais que même si je connaissais le fonctionnement général de la cellule, je n'ai pas vraiment l'impression à quel point elle est volatile. Je veux savoir quelle est la durée de vie/taux de rotation des différents constituants de la cellule.

Au niveau moléculaire, quelles sont les durées de vie de diverses protéines, du ribosome, des lipides, des glucides, de l'ADN et de l'ARN. Et les acides aminés, les nucléotides ?

Au niveau des organites quelles sont les durées de vie des mitochondries, appareil de Golgi. Le noyau ou le RE change-t-il jamais si ce n'est pendant la méiose.

Je comprends que la durée de vie dépend du contexte. Par exemple, pour l'ADN, les cellules qui se répliquent, la demi-vie est d'environ une réplication car un tout nouveau brin est généré. Dans les neurones, cela ne se réplique pas pendant des décennies, ce n'est pas le cas. Mais l'ADN ne peut pas rester là. Elle est constamment démêlée, transcrite, endommagée et réparée. Il a donc une constante de temps différente.

Je suis toujours très intéressé de connaître des chiffres précis.


Votre question comporte plusieurs parties, je vais donc essayer de les traiter une par une.

En termes de stabilité et de renouvellement des protéines, il s'agit d'un bon article décrivant comment la lignée cellulaire humaine (HeLa), bien qu'il s'agisse d'une lignée cellulaire cancéreuse, est utilisée pour mesurer le renouvellement des protéines (http://www.ncbi.nlm.nih .gov/pmc/articles/PMC3316722/?report=classic). Ils ont utilisé la technique des acides aminés marqués et la spectrométrie de masse (SILAC) pour mesurer le renouvellement des protéines. Il est conclu qu'en moyenne le renouvellement est de 20 heures, ce qui est correct d'après mon expérience lorsque je fais des knockdowns de gènes dans des cellules de drosophile (S2) à l'aide d'ARNi, car nous incubons l'ARNi avec des cellules pendant 72 heures pour garantir que la plupart des protéines que nous ciblons sont dégradées et nous pouvons voir les effets souhaités dans les cellules.

Pour en venir maintenant à vos questions concernant le renouvellement des organites, vous devez considérer que les organelles cellulaires sont très précieuses pour les cellules car la plupart d'entre elles consomment beaucoup d'énergie pour se construire, elles sont donc maintenues à moins qu'elles ne subissent des dommages critiques, et elles deviendraient préjudiciables au intégrité cellulaire. Dans ce cas, les organelles telles que les mitochondries subissent un type spécifique de dégradation appelée mitophagie, qui est un sous-type d'autophagie. Maintenant, je suis sûr qu'il existe des temps moyens spécifiques pour le soi-disant renouvellement des organites cellulaires dans des conditions "normales", mais c'est une vision légèrement trompeuse car le renouvellement peut être influencé par les espèces réactives de l'oxygène (ROS) ou le vieillissement conduisant à moins d'efficacité entretien cellulaire et accumulation de protéines agrégées toxiques ou ROS.

Maintenant, juste pour clarifier l'utilisation du mot demi-vie dans votre dernier paragraphe, la demi-vie fait normalement référence au temps qu'il faut à la moitié des molécules d'un système donné pour se dégrader (ou pour être plus correct, la demi-vie est la quantité de temps nécessaire pour qu'une quantité tombe à la moitié de sa valeur mesurée au début de la période) donc je ne suis pas d'accord avec votre utilisation du mot demi-vie dans le dernier paragraphe de la question ci-dessus bien que l'ADN humain ait une limite de réplication (limite Hayflick) d'environ 40-60 en raison du raccourcissement des télomères et ensuite les cellules (en raison de l'ADN) qui ne se répliquent plus entreront en sénescence et finiront par mourir.

En ce qui concerne maintenant les cellules hautement différenciées et non répliquées telles que les neurones, il reste encore un mystère quant à la façon dont l'ADN neuronal reste si hautement stable (bien que l'ADN soit une molécule très stable (comparée à l'ARN) et qu'elle se stabilise davantage grâce aux histones), tandis que subissant de nombreux processus dynamiques tels que la transcription (car si quelque chose ne va pas, les cellules ne peuvent pas être remplacées au moins dans le SNC) et comment les axones de certains neurones qui peuvent atteindre plus d'un mètre de long sont si bien maintenus pendant des décennies. Il existe une vive controverse au sein de la communauté scientifique à ce sujet, que vous pouvez découvrir si vous recherchez simplement la maintenance axonale dans un moteur de recherche.

J'espère que cela répond à certaines de vos questions.


La théorie cellulaire est un principe de base en biologie qui a été formulé par Thodor Schwann, Matthias Schleiden et Rudolph Virchow.

Selon la théorie cellulaire :

  • Tous les êtres vivants (organismes) sont constitués de cellules
  • La cellule est l'unité de base de la vie
  • Les cellules vivantes proviennent de cellules existantes/vivantes

Récemment, la théorie a été modifiée pour inclure les idées suivantes :

  • Le flux d'énergie a lieu dans les cellules
  • L'information sur l'hérédité passe d'une cellule à l'autre
  • Toutes les cellules ont la même composition chimique de base

Pour les étudiants et les enseignants

Pour les enseignants seulement

COMPRÉHENSION DURABLE
SYI-1
Les systèmes vivants sont organisés en une hiérarchie de niveaux structurels qui interagissent.

OBJECTIF D'APPRENTISSAGE
SYI-1.E
Expliquez comment les composants subcellulaires et les organites contribuent au fonctionnement de la cellule.

SYI-1.F
Décrire les caractéristiques structurelles d'une cellule qui permettent aux organismes de capturer, de stocker et d'utiliser l'énergie.

CONNAISSANCES ESSENTIELLES
SYI-1.E.1
Les organites et les structures subcellulaires, et les interactions entre elles, soutiennent la fonction cellulaire-

  1. Le réticulum endoplasmique fournit un support mécanique, effectue la synthèse des protéines sur les ribosomes liés à la membrane et joue un rôle dans le transport intracellulaire.
  2. La double membrane mitochondriale fournit des compartiments pour différentes réactions métaboliques.
  3. Les lysosomes contiennent des enzymes hydrolytiques, qui sont importantes dans la digestion intracellulaire, le recyclage des matières organiques d'une cellule et la mort cellulaire programmée (apoptose).
  4. Les vacuoles ont de nombreux rôles, notamment le stockage et la libération de macromolécules et de déchets cellulaires. Chez les plantes, il aide à la rétention d'eau pour la pression de turgescence.

SYI-1.F.1
Le repliement de la membrane interne augmente la surface, ce qui permet de synthétiser plus d'ATP.

SYI-1.F.2
Dans le chloroplaste se trouvent les thylakoïdes et le stroma.

SYI-1.F.3
Les thylakoïdes sont organisés en piles, appelées grana.

SYI-1.F.4
Les membranes contiennent des pigments de chlorophylle et des protéines de transport d'électrons qui composent les photosystèmes.

SYI-1.F.5
Les réactions photo-dépendantes de la photosynthèse se produisent dans le grana.

SYI-1.F.6
Le stroma est le liquide à l'intérieur de la membrane chloroplastique interne et à l'extérieur du thylakoïde.

SYI-1.F.7
Les réactions de fixation du carbone (cycle de Calvin-Benson) de la photosynthèse se produisent dans le stroma.

SYI-1.F.8
Les réactions du cycle de Krebs (cycle de l'acide citrique) se produisent dans la matrice des mitochondries.

SYI-1.F.9
Le transport d'électrons et la synthèse d'ATP se produisent sur la membrane mitochondriale interne.


Biologie cellulaire et moléculaire

La biologie moléculaire est l'étude de la biologie au niveau moléculaire. Il implique l'étude de l'ADN, de l'ARN, des protéines et d'autres molécules qui affectent les processus cellulaires. Le domaine chevauche d'autres domaines de la biologie et de la chimie, en particulier la génétique et la biochimie.

Le domaine de la biologie cellulaire étudie de multiples aspects des cellules, notamment leurs propriétés physiologiques, leur structure et les organites qu'elles contiennent. La biologie cellulaire comprend également l'étude des interactions d'une cellule avec son environnement, son cycle de vie, sa division et sa mort. La biologie moléculaire et cellulaire sont liées, car la plupart des propriétés et des fonctions d'une cellule peuvent être décrites au niveau moléculaire.

Les deux domaines d'étude englobent de nombreux sous-domaines différents, notamment la microbiologie, la génétique et la biologie du développement. Alfa Aesar propose une large gamme de réactifs de haute qualité pour la biologie cellulaire et moléculaire, en particulier pour l'étude de l'apoptose et de la transduction du signal.


Remarques

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E-learning softCell

Les cellules sont l'unité fondamentale des organismes vivants. Les biologistes étudient les cellules depuis des siècles afin de comprendre leurs propriétés physiologiques, leur structure, les organites qu'elles abritent, les interactions entre les cellules et avec leur environnement extracellulaire, leur cycle de vie, comment elles se divisent et comment elles meurent.

Les biologistes cellulaires modernes utilisent une multitude de techniques allant de la microscopie de l'organisme entier jusqu'au niveau moléculaire pour étudier les protéines et la génétique des composants cellulaires et des fonctions cellulaires. La recherche en biologie cellulaire englobe à la fois la grande diversité des organismes unicellulaires tels que les bactéries et les protozoaires, ainsi que la myriade de cellules spécialisées dans les organismes multicellulaires tels que les humains et les plantes. La biologie cellulaire est au cœur de la biologie du développement et de la recherche sur les cellules souches ainsi que de l'immunologie et de la biologie du cancer.

Cette page est le point de départ de votre voyage dans la biologie cellulaire. Nous espérons que vous prendrez plaisir à découvrir la vie des cellules !

Biologie cellulaire et moléculaire – informations générales

Cellules déballées – un aperçu des inclusions cellulaires

Jetez un œil aux composants cellulaires en explorant les liens ci-dessous. Vous pouvez également visiter CELLpics à partir de ces pages.


Lysosomes

  • Les lysosomes sont de petites vésicules rondes et membraneuses formées par des corps de Golgi. Ils contiennent un groupe d'enzymes digestives. La fonction des lysosomes est de se débarrasser des cellules et des organites usés et séniles qui n'ont plus d'avantages. De plus, les lysosomes digèrent les grosses molécules de nutriments engloutis par la cellule et les transforment en substances structurellement plus simples pour permettre à la cellule d'en bénéficier. Par exemple, les globules blancs utilisent les enzymes digestives présentes à l'intérieur des lysosomes pour digérer et détruire les agents pathogènes qui envahissent la cellule.
  • La cellule n'est pas affectée par les enzymes du lysosome car ces enzymes sont entourées d'une membrane, les isolant des composants de la cellule.

Voie de l'autophagie : Mécanismes cellulaires et moléculaires

La macroautophagie/autophagie est un processus d'auto-alimentation essentiel et conservé que les cellules effectuent pour permettre la dégradation des composants intracellulaires, y compris les protéines solubles, les protéines agrégées, les organites, les complexes macromoléculaires et les corps étrangers. Le processus nécessite la formation d'une structure à double membrane contenant le matériel cytoplasmique séquestré, l'autophagosome, qui fusionne finalement avec le lysosome. Cette revue définira ce processus et les voies cellulaires nécessaires, de la formation de la double membrane à la fusion avec les lysosomes en termes moléculaires, et mettra notamment en évidence les progrès récents dans notre compréhension de ce processus complexe.

Mots clés: Protéines ATG Protéine RAB SNARE phagophore d'omégasome de reformation de lysosome autophagique.

Les figures

Voie de l'autophagie dans les cellules de mammifères.…

Voie de l'autophagie dans les cellules de mammifères. La voie moléculaire composée de l'autophagie centrale…

Organites intracellulaires et contacts membranaires…

Organites intracellulaires et contacts membranaires facilitant la formation des autophagosomes. (A) Les principaux organites requis…

Illustration schématique de la fusion autophagosome-lysosome.…

Illustration schématique de la fusion autophagosome-lysosome. Les composants du cytosquelette et les protéines motrices associées, le…

Le tour d'horizon de l'autophagie…

La vue d'ensemble du processus de reformation des lysosomes autophagiques (ALR). Déclencheur de réactivation mTOR ALR.…


Physiologie et biologie moléculaire de la sénescence des pétales

La sénescence des pétales est passée en revue, en mettant l'accent sur l'expression des gènes en relation avec les fonctions physiologiques. L'autophagie semble être le mécanisme majeur de la dégradation à grande échelle des macromolécules, mais on ne sait toujours pas si elle contribue à la mort cellulaire. Selon les espèces, la sénescence des pétales est contrôlée par l'éthylène ou est indépendante de cette hormone. Les facteurs de transcription de type EIN3 (EIL) sont cruciaux dans la sénescence régulée par l'éthylène. La présence de niveaux de sucre adéquats dans la cellule retarde la sénescence et empêche une augmentation des niveaux d'ARNm EIL et la régulation à la hausse subséquente de nombreux gènes associés à la sénescence. Une gamme d'autres facteurs de transcription et régulateurs sont exprimés de manière différentielle dans la sénescence des pétales sensible à l'éthylène et insensible à l'éthylène. La sénescence indépendante de l'éthylène est souvent retardée par les cytokinines, mais on ignore encore s'il s'agit de régulateurs naturels. Un rôle pour les enzymes de type caspase ou métacaspases n'a pas encore été établi dans la sénescence des pétales, et un rôle pour les protéines libérées par les organites telles que la mitochondrie n'a pas été démontré. La synthèse des sucres, des acides aminés et des acides gras, et la dégradation des acides nucléiques, des protéines, des lipides, des acides gras et des composants de la paroi cellulaire sont discutées. On prétend qu'il n'y a pas assez de support expérimental pour l'opinion largement répandue selon laquelle une augmentation progressive de la fuite cellulaire, résultant de la dégradation progressive de la membrane plasmique, est un événement important dans la sénescence des pétales. Au contraire, la rupture de la membrane vacuolaire et la dégradation rapide et complète subséquente de la membrane plasmique semblent se produire. Cette revue recommande qu'une analyse plus détaillée soit effectuée au niveau des cellules et des organites plutôt qu'à celui des pétales entiers.


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Voir la vidéo: LORDRE CELLULAIRE SE FONDE-T-IL SUR LE HASARD MOLÉCULAIRE? (Août 2022).