Bio 301 – Biologie cellulaire 2
Les méthodes d’exploration de la cellule
Résumé
Présentation des différents modèles biologiques et des techniques expérimentales
disponibles pour étudier les cellules et les molécules biologiques
Prise de notes de l’UE BIO 301 : UGA DLST niveau L2
LILIAN MOREAUX
,Table des matières
1) Introduction .................................................................................................................................................................. 2
2) La culture de cellules animales ..................................................................................................................................... 2
3) Les modèles en biologie................................................................................................................................................ 5
A) Les bactéries (Escherichia coli) Modèle unicellulaire procaryote. .......................................................................... 5
B) La levure (Saccharomyces cerevisiae) ..................................................................................................................... 5
C) Le vers (Caenorhabditis elegans) ............................................................................................................................ 5
D) La drosophile (Drosophila melanogaster) ............................................................................................................... 6
E) Le poisson zèbre (Danio rerio)................................................................................................................................. 6
F) La souris (Mus musculus) ........................................................................................................................................ 6
G) Les plantes (Arabidopsis thaliana) .......................................................................................................................... 6
H) Les cultures de cellules en 3 dimensions ................................................................................................................ 7
a) Les sphéroïdes.................................................................................................................................................... 7
b) Les organoïdes ................................................................................................................................................... 7
4) La microscopie photonique .......................................................................................................................................... 7
5) Détecter des protéines : stratégies expérimentales ..................................................................................................... 9
A) Echelle cellulaire ..................................................................................................................................................... 9
a) Microscopie à fluorescence ............................................................................................................................... 9
b) Cytométrie en flux ........................................................................................................................................... 11
c) Microscopie ou cytomètre ? ............................................................................................................................ 12
d) Microscopie électronique à transmission ........................................................................................................ 12
e) Microscope à balayage .................................................................................................................................... 13
B) Lysat total .............................................................................................................................................................. 14
a) Western blot .................................................................................................................................................... 14
6) Détecter des acides nucléiques .................................................................................................................................. 15
A) Electrophorèse sur gel d’agarose .......................................................................................................................... 15
b) Le Southern blot (ADN) et le Northern blot (ARN) ................................................................................................ 15
7) Localiser des protéines sur des cellules vivantes ........................................................................................................ 16
8) Dynamique d’une protéine : le FRAP .......................................................................................................................... 17
9) Interaction des protéines : stratégies expérimentales ............................................................................................... 17
A) Lysat total.............................................................................................................................................................. 17
B) Echelle cellulaire ................................................................................................................................................... 18
a) Le FRET ............................................................................................................................................................. 18
b) La microscopie confocale................................................................................................................................. 18
10) Fonction d’un composant cellulaire ......................................................................................................................... 19
A) Fractionnement cellulaire ..................................................................................................................................... 19
a) Centrifugation différentielle ............................................................................................................................ 19
b) Centrifugation sur gradient de densité ............................................................................................................ 20
1
, 1) Introduction
Ce cours a pour but de présenter les modèles et techniques utilisés pour étudier les
cellules. Chacune de ces techniques et modèles présentent des avantages et des limites
et sont donc adaptés à ce que l’on recherche à étudier.
Les organismes sont constitués de cellules et sont donc soit pluricellulaires soit
unicellulaire, les cellules sont soit eucaryotes (présence d’un noyau) ou procaryotes
(absence de noyau). Les eucaryotes sont regroupés en 4 groupes : les cellules animales,
végétales, les protistes et les champignons.
2) La culture de cellules animales
En milieu de culture les cellules se comportent de 2 façons différentes, on distingue :
- Les cellules adhérentes qui adhèrent au fond de la boite, cela est nécessaire à
leur survie, la plupart des cellules le sont (exemple : les fibroblastes)
- Les cellules en suspension qui n’adhèrent pas au fond de la boite mais flotte en
suspension dans la boite (exemple : sang, hématopoïétiques, certaines cellules
tumorales)
Cellules adhérentes Cellules en suspension
Avant de mettre les cellules en culture il faut pouvoir les isoler, 2 méthodes sont
utilisées :
- La centrifugation différentielle à partir d’un échantillon prélevé si les cellules
sont circulantes (exemple : le sang, on obtient un culot de globules rouges et un
surnageant = plasma, globules blancs et plaquettes)
Centrifugation différentielle du sang
2
Les méthodes d’exploration de la cellule
Résumé
Présentation des différents modèles biologiques et des techniques expérimentales
disponibles pour étudier les cellules et les molécules biologiques
Prise de notes de l’UE BIO 301 : UGA DLST niveau L2
LILIAN MOREAUX
,Table des matières
1) Introduction .................................................................................................................................................................. 2
2) La culture de cellules animales ..................................................................................................................................... 2
3) Les modèles en biologie................................................................................................................................................ 5
A) Les bactéries (Escherichia coli) Modèle unicellulaire procaryote. .......................................................................... 5
B) La levure (Saccharomyces cerevisiae) ..................................................................................................................... 5
C) Le vers (Caenorhabditis elegans) ............................................................................................................................ 5
D) La drosophile (Drosophila melanogaster) ............................................................................................................... 6
E) Le poisson zèbre (Danio rerio)................................................................................................................................. 6
F) La souris (Mus musculus) ........................................................................................................................................ 6
G) Les plantes (Arabidopsis thaliana) .......................................................................................................................... 6
H) Les cultures de cellules en 3 dimensions ................................................................................................................ 7
a) Les sphéroïdes.................................................................................................................................................... 7
b) Les organoïdes ................................................................................................................................................... 7
4) La microscopie photonique .......................................................................................................................................... 7
5) Détecter des protéines : stratégies expérimentales ..................................................................................................... 9
A) Echelle cellulaire ..................................................................................................................................................... 9
a) Microscopie à fluorescence ............................................................................................................................... 9
b) Cytométrie en flux ........................................................................................................................................... 11
c) Microscopie ou cytomètre ? ............................................................................................................................ 12
d) Microscopie électronique à transmission ........................................................................................................ 12
e) Microscope à balayage .................................................................................................................................... 13
B) Lysat total .............................................................................................................................................................. 14
a) Western blot .................................................................................................................................................... 14
6) Détecter des acides nucléiques .................................................................................................................................. 15
A) Electrophorèse sur gel d’agarose .......................................................................................................................... 15
b) Le Southern blot (ADN) et le Northern blot (ARN) ................................................................................................ 15
7) Localiser des protéines sur des cellules vivantes ........................................................................................................ 16
8) Dynamique d’une protéine : le FRAP .......................................................................................................................... 17
9) Interaction des protéines : stratégies expérimentales ............................................................................................... 17
A) Lysat total.............................................................................................................................................................. 17
B) Echelle cellulaire ................................................................................................................................................... 18
a) Le FRET ............................................................................................................................................................. 18
b) La microscopie confocale................................................................................................................................. 18
10) Fonction d’un composant cellulaire ......................................................................................................................... 19
A) Fractionnement cellulaire ..................................................................................................................................... 19
a) Centrifugation différentielle ............................................................................................................................ 19
b) Centrifugation sur gradient de densité ............................................................................................................ 20
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, 1) Introduction
Ce cours a pour but de présenter les modèles et techniques utilisés pour étudier les
cellules. Chacune de ces techniques et modèles présentent des avantages et des limites
et sont donc adaptés à ce que l’on recherche à étudier.
Les organismes sont constitués de cellules et sont donc soit pluricellulaires soit
unicellulaire, les cellules sont soit eucaryotes (présence d’un noyau) ou procaryotes
(absence de noyau). Les eucaryotes sont regroupés en 4 groupes : les cellules animales,
végétales, les protistes et les champignons.
2) La culture de cellules animales
En milieu de culture les cellules se comportent de 2 façons différentes, on distingue :
- Les cellules adhérentes qui adhèrent au fond de la boite, cela est nécessaire à
leur survie, la plupart des cellules le sont (exemple : les fibroblastes)
- Les cellules en suspension qui n’adhèrent pas au fond de la boite mais flotte en
suspension dans la boite (exemple : sang, hématopoïétiques, certaines cellules
tumorales)
Cellules adhérentes Cellules en suspension
Avant de mettre les cellules en culture il faut pouvoir les isoler, 2 méthodes sont
utilisées :
- La centrifugation différentielle à partir d’un échantillon prélevé si les cellules
sont circulantes (exemple : le sang, on obtient un culot de globules rouges et un
surnageant = plasma, globules blancs et plaquettes)
Centrifugation différentielle du sang
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