QQ notions fondamentales de biologie

Fiche 8

Quelques notions fondamentales de biologie cellulaire
(Tout mot ou expression souligné fait l'objet d'un lien)

Ces notions sont indispensables pour une bonne compréhension
de la Fiche 9 consacrée au cancer.

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L'Homme, comme tout être vivant, est à la croisée du temps et de l'espace ( ici espace = milieu). L'acide désoxyribonucléique (ADN) transmet l'information dans le temps, de génération en génération et, dans un même individu, de cellule mère en cellules filles. L'ADN est localisé dans les chromosomes eux-mêmes contenus dans tout noyau cellulaire et, en particulier, dans celui de l'œuf (= zygote), cellule unique dont chacun de nous est issu. L'homme est formé d'environ 10¹⁴ cellules; chez l'homme il y a environ 200 catégories de cellules, spécialisées dans des fonctions particulières. Une molécule d'ADN peut atteindre 2 m de longueur mais dans le noyau, chacune d'elles est énormément pelotonnée sur elle-même.
L'ADN est le plan à partir duquel nous sommes ''construits''; il permet la mise en ordre de la matière que nous empruntons au milieu.
Rappelons qu'il existe deux sortes de matières (=substances), les unes organiques, les autres minérales. Pour les êtres vivants ces substances ont trois rôles qui ne s'excluent pas: plastique, énergétique, fonctionnel.
Pour bien comprendre prenons un exemple non biologique: dans un moteur à explosion, l'acier qui constitue les cylindres et les pistons est plastique, il entre dans la constitution même du moteur; l'essence est énergétique, elle permet le travail du moteur, quant à l'huile qui lubrifie, elle est fonctionnelle, elle ne sert ni à la construction du moteur, ni de source d'énergie mais est cependant indispensable au fonctionnement.
Il arrive que l'on pose la question de savoir: pour un être vivant donné, quelle est la part qui revient au milieu et quelle est celle qui revient à l'hérédité (ADN). La question n'a guère de sens. Sans emprunt au milieu il n'y a pas de vie. . . de la matière inerte sans ''plan'' (ADN et/ou ARN) pour la mettre en ordre, pas de vie non plus! Dans un moteur à explosion il paraitrait un peu bizarre de demander la part qui revient au cylindre et celle qui revient au piston !

	Comparaison: constructions humaines / êtres vivants
	Différences	Points communs
Constructions humaines (Machines, édifices, etc)	Ne peuvent ni se reproduire ni renouveler la matière dont elles sont constituées. Peuvent suspendre provisoirement leur fonctionnement. (C'est un des avantages du tracteur sur le cheval !)	Tout individu qui durant toute sa vie a lutté contre le désordre en maintenant ses structures finit par mourir et par se dé-composer en retournant à une entropie (=désordre) maximum. De même toute construction humaine non entretenue finit par retourner au désordre (ex: ruines). À la longue tout se transforme en poussière . Vivants et non vivants sont soumis aux deux principes de la thermodynamique à savoir: 1) conservation de la matière et de l'énergie (Lavoisier, Sadi carnot) 2) augmentation de l'entropie (désordre) de l'univers. (Clausius, Boltzamann)
Êtres vivants	Peuvent se reproduire et renouveler la matière dont ils sont constitués (c'est le ''turn over''). S'ils s'arrêtent de ''fonctionner'' un temps long, ils meurent. (Toutefois, certaines graines peuvent persister plusieurs années)

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1. Ce que l'on emprunte au milieu

	Substances empruntées au milieu par l'homme (ou par tout autre organisme non chlorophyllien)
Substances minérales	Elles sont plastiques et/ou fonctionnelles. Pour les êtres vivants, elles ne sont jamais énergétiques, sauf chez certaines Bactéries.	Exemples: oxygène, eau, divers sels minéraux tels des phosphates, des chlorures, des carbonates, etc.
Substances organiques	Plastiques et/ou énergétiques et/ou fonctionnelles	Protides, lipides, glucides, vitamines.

Rappelons que toute substance contenant du carbone est dite organique à l'exception du carbone lui-même, du dioxyde de carbone (CO2), des carbonates et des cyanures (Tout ceci est évidemment conventionnel). Cette distinction existe depuis que Wohler a fait la synthèse de l'urée en 1928. Avant Wohler, était organique les substances fabriquées par les êtres vivants et dont on ne savait pas faire la synthèse.
Les autotrophes n'empruntent au milieu que des substances minérales (eau, CO2, nitrates), c'est le cas des plantes vertes; les hétérotrophes doivent emprunter des substances minérales et des substances organiques, c'est le cas des champignons, des animaux et de l'homme en particulier; ils tirent leur énergie des seules substances organiques qui peuvent être aussi plastiques et/ou fonctionnelles.

	Substances organiques des êtres vivants Rappel de quelques symboles: Carbone (C); Hydrogène (H); Oxygène (O); Azote (N); Phosphore (P)
	Protides (C, H, O, N)	Lipides (C, H, O)	Glucides (C, H, O)
Rôle(s) essentiel(s)	- Plastiques essentiellement - Fonctionnels (Ex: enzymes) - Énergétiques (accessoirement)	- Plastiques (membrane cellulaire) - Énergétiques - Fonctionnels	- Énergétiques - Plastiques (Cf. ac. nucléiques) - Fonctionnels (ex: cellulose)
Termes finals du catabolisme	H2O + CO2 + CO(NH2)2 (Urée)	H2O + CO2 Il se forme transitoirement des corps cétoniques.	H2O + CO2
Pouvoir calorifique	4 kcal/g soit 16,5 kJ/g C'est en dernier ressort que l'organisme ''brûle'' ses protides; il y a autophagie: ''on brûle la baraque pour se chauffer ''! (Cf. Camps de concentration)	9kcal/g soit 37,5 kJ/g Les corps cétoniques, substances intermé- diaires du catabolisme lipidique sont toxiques à forte dose (Cf. Coma diabétique)	4kcal/g soit 16,5 kJ/g Le glucose, petite molécule directement assimilable (pas besoin de digestion) est le ''carburant'' privilégié de la cellule.
Source alimentaire	Viande, poisson, œufs, laitages, légumes secs.	Beurres, huiles, graisses	Pâtes, farines, sucres, légumes secs, riz, p. de t, maïs, miel etc

Ce sont les cellules musculaires et nerveuses (cerveau) qui consomment le plus de glucose (combustible) et d'oxygène (comburant).
Sur le plan qualitatif les glucides et les lipides sont identiques car ils contiennent carbone, hydrogène et oxygène; toutefois, comme les lipides sont proportionnellement moins riches en oxygène que les glucides (et plus riches en hydrogène) ils sont plus réducteurs et, par suite, plus énergétiques.
Exemple C6H12O6 = glucose ; CH3 CH2-CH2-CH2-CH2-COOH = un acide gras saturé (C6H12O2)
Les protides donnent plus d'énergie quand on les brûle in vitro (5,6 kcal/g) que lorsqu'ils sont ''brûlés'' in vivo; ceci tient au fait que les protides sont incomplètement catabolisés puisque l'urée, CO(NH2)2, est une substance organique qui contient encore de l'énergie potentielle chimique (L'urée est combustible !). L'urée constitue donc une ''fuite énergétique'' et une ''fuite azotée'' pour l'organisme.
Les protéines de l'homme (comme celles des autres êtres vivants) sont constituées de 20 acides aminés formant une espèce d'alphabet protidique. Une protéine en particulier est une sorte de mot constitué d'un ensemble d'acides aminés (que l'on peut comparer à des lettres); c'est la diversité de ses acides aminés qui fait la richesse nutritive d'une protéine (Pour reprendre la comparaison des lettres -acides aminés- et des mots -protéines- : Montréal est plus riche que Mississipi; dans un cas toutes les lettres (8) sont différentes tandis que dans le second il n'y a que 4 lettres différentes bien que le mot en contienne 10.)
Notons que la spécificité d'une protéine dépend de la nature des acides aminés qu'elle contient mais aussi de la manière dont ils sont agencés. Deux protéines ayant des acides aminés identiques et en même nombre peuvent être différentes comme deux mots ayant les mêmes lettres en même nombre peuvent être différents (Ex: arme et rame; talent et latent ).
Les protides, c'est l'ensemble des protéines et des acides aminés.
Au cours d'un jeûne prolongé, l'organisme ''brûle'' tout d'abord ses réserves glucidiques; le glycogène du foie et des muscles, est tout d'abord hydrolysé en glucose lequel est rapidement utilisé (Les réserves de glycogène du foie et des muscles sont relativement peu importantes). Ensuite on ''brûle'', nos lipides (qui peuvent être très abondants; Cf. Certaines formes d'obésité) et enfin nos protides, c'est l'autophagie entraînant la mort (Cf. Camps de concentration). L'utilisation excessive des lipides par les sujets diabétiques entraîne une acétonurie qui conduit au coma diabétique, mortel; le diabète entraine également des dépots de substances lipidiques dans les vaisseaux: c'est l'athérosclérose.
Quand on mange des protéines de bœuf par exemple, dans un premier temps ces protéines doivent être ''démontées'' c'est-à-dire transformées en acides aminés, c'est la digestion. Ces acides aminés sont ensuite absorbés (au travers de la paroi intestinale) puis distribués aux cellules par le sang et enfin remis en ordre dans les cellules pour former nos propres protéines, compte tenu du plan que constitue notre ADN, c'est l'assimilation.
Nos protéines sont différentes de celles des autres hommes et constituent le sceau qui caractérise notre identité biologique, notre ''moi'' biologique qui sera différent de celui de n'importe quel autre individu reconnu comme ''non soi''... à moins que ledit individu soit notre jumeau vrai. La distinction que nous faisons entre notre ''soi'' et ''non soi'' est à l'origine des difficultés que l'on rencontre dans le domaine des greffes.
Remarque: On ne peut pas mettre en réserve les protéines; absorbées en excès elles sont converties en glucide et en lipides, l'excès d'azote est rejeté sous forme d'urée -
CO(NH2)2
Lien avec la Fiche 12

2. L'ADN est le plan qui transmet l'information (Watson et Crick 1953)
L'ADN transmet l'information d'une génération à la suivante par l'intermédiaire de l'oeuf, (lequel résulte de la fécondation, fusimâle a 2.1. Composition de l'ADN (Watson et Crick 1953)

Entre les deux bases azotées d'un même ''barreau d'échelle'' (Ex: adénine - thymine) existent des liaisons hydrogènes, très faibles en énergie ce qui fait que la séparation des deux torons d'une même molécule peut se faire avec un minimum d'énergie. L'énergie d'acti- vation nécessaire à la mise en route de la duplication en particulier est très faible.

2.2. L'ADN durant un cycle cellulaire: transmission de l'information dans le temps
Vers la Fiche 9

Cycle cellulaire = Interphase + Division cellulaire (ou mitose)
C'est durant le cycle cellulaire que se produisent:
- l'autoreproduction semi-conservatrice de l'ADN (durant l'interphase)
- la distribution de l'information aux cellules filles (durant la mitose)

Interphase: autoreproduction de l'ADN,
(c'est-à-dire la copie de l'information)

Fragment d'ADN comprenant 6 paires de nucléotides
(Sucres et phosphates ne sont pas représentés)

Ci-contre, il s'agit d'une séquence de 6 nucléotides renfermant les bases GCAATA pour le brin de gauche (brin = toron, toute molécule d'ADN est formée de deux torons) et les bases CGTTAT pour le toron de droite. Nous avons bien toujours l'association GC ou AT. (ou CG ou TA)
L'interphase est la phase de duplication semi-conservative de l'ADN contenu dans les chromosomes.
En début d'interphase (moitié supérieure de la figure) nous n'avons qu'une seule molécule d'ADN (ici un fragment); l'information n'existe qu'en un seul exemplaire.
En fin d'interphase (et en début de mitose) représentée dans la partie inférieure de la figure ci-contre, le ''plan'' que forme chaque molécule d'ADN est en deux exemplaires; notons que chaque molécule fille a conservé un toron de la molécule mère. On a bien une autoreproduction semi-conservatrice. Chacune des deux molécules filles contient exactement la même information que celle qui était contenue dans la molécule mère laquelle n'existe plus en fin de duplication.
Vers la Fiche 9

Mitose: distribution de l'information aux deux cellules filles

L'exemple est celui d'une cellule végétale dans laquelle n = 3 donc 2n = 6.
(On voit bien 6 chromosomes morphologiquement identiques deux à deux)

En début de mitose, chaque chromosome est formé de 2 chromatides, chacune d'entre elles étant constituée, sur le plan informationnel, d'une seule molécule d'ADN. Dans l'exemple choisi il y 3 paires de chromosomes et donc 3 ensembles de 4 chromatides.
En début de mitose, chaque chromosome comprenant deux chromatides, renferme donc deux fois la même information.

Le phénomène essentiel de la mitose consiste en une fissuration du centromère si bien que les deux chromatides de chaque chromosome se séparent. Pour un chromosome donné l'une des chromatides ira dans une cellule et son identique dans l'autre. Chaque cellule fille recevra exactement la même information mais chacune en un seul exemplaire.
Chaque chromatide sera désormais nommée chromosome fils.

Attention! En début de la mitose le mot chromosome désigne un ensemble constitué de deux chromatides, en fin de mitose, chromatide et chromosome sont en quelque sorte synonymes puisqu'il n'y a plus qu'une chromatide par chromosome!

Une animation
de la
mitose
Nous y retrouvons, entre autres, le début et la fin de la mitose tels que représentés dans les figures ci-contre (à gauche) .

En début de mitose on voit trois paires de chromosomes formés chacun, de 2 chromatides alors qu'en fin de mitose on retrouve bien 3 paires de chromosomes dans chacune des cellules filles mais chaque chromosome ne renferme plus qu'une chromatide.
Dans la cellule mère il y avait 2 fois la même information; dans chacune des cellules filles cette information n'est plus qu'en un seul exemplaire.
Attention ! Une information dupliquée n'est pas une information augmentée. Ce n'est pas parce que j'ai les deux même pages d'un livre que je suis plus informé !
Par contre un plus grand nombre d'individus peuvent être informés.

Pour qu'une cellule donnée puisse continuer à se diviser il faut que chacun de ses chromosomes possède une séquence particulière d'ADN nommée télomére situé à l'une des extrémités; cette séquence est la même chez tous les Vertébrés (TTAGGG/AATCCC) et se répète de 500 à 3000 fois. Au cours des mitoses successives d'une même cellule les télomères se raccourcissent ce qui conduit, pour une taille très faible du télomère, à un arrêt des mitoses suivi du ''suicide '' de la cellule: c'est le phénomène de l'apoptose. Dans certaines cellule une télomérase permet la resynthèse du télomère après chaque duplication de l'ADN ce qui a pour effet d'augmenter la durée de vie de la cellule. (voir la Fiche 9: télomérase et cancer)
Clonage: Si l'on remplace le noyau d'un ovule de femme par un noyau d'une cellule ''ordinaire''(donc à 2n) on obtient alors un ''oeuf'' dont tout le bagage génétique provient du même individu. A supposer que cet oeuf engendre un nouvel individu, celui-ci sera le jumeau vrai du donneur; si le donneur est la femme porteuse celle-ci accouchera donc d'une fille qui sera sa jumelle . . .Cette jumelle risque d'avoir une longévité écourtée car le noyau dont elle est issue avait des chromosomes qui avaient déjà raccourci leurs télomères. Pour éviter cet inconvénient on pourrait transplanter dans l'ovule énucléé, le noyau d'une cellule d'un nouveau né ou le noyau d'une cellule germinale (par exemple, spermatocyte ou ovocyte de 1 er ordre, cellule à 2n) qui elle, conserve ses télomères dans leur intégralité car elle est constamment pourvue de télomérase.

2.3. La transmission de l'information du noyau au cytoplasme: synthèse des protéines.
Ceci correspond à une transmission de l'information dans l'espace. Les unités d'information du code génétique sont constituées par des triplets de nucléotides (triplets codants). Nous avons vu que l'ADN est formé d'une succession de 4 nucléotides différents que l'on peut comparer à un alphabet de 4 lettres (A, T, U, G) et avec lesquelles on peut réaliser 64 combinaisons différentes. À ces 64 combinaisons (4³) ne correspondent que 20 acides aminés essentiels entrant dans la constitution des êtres vivants en général et de l'homme en particulier (Il existe d'autres acides aminés dont nous ne faisons pas état ici). En bref, toutes nos protéines ne sont faites qu'à partir de 20 sortes d'acides aminés (= l'alphabet protidique); une protéine particulière correspond à un nombre donné d'acides aminés ordonnés formant une séquence particulière.
La synthèse des protéines se fait dans les ribosomes, particules intra cytoplasmiques. En fait, bien que l'ADN soit à l'origine de l'ordre dans lequel les acides aminés sont agencés dans la protéine, la transmission de l'information n'est pas directe; il y a deux intermédiaires: ARNm (m pour messager) et l'ARNt (t pour tranfert) comme l'indique le schéma ci-dessous.
Modèle: Les triplets codants d'une molécule d'ADN sont autant de serrures (sorte de moules) dans chacune desquelles vient s'emboîter une clé représentée par un triplet codant d'ARNm, clé qui s'est formée en complémentarité spatiale avec ladite serrure. L'ARNm une fois formé au contact du toron codant d'ADN migre dans le cytoplame. Chaque ''clé'', par exemple CCC va s'emboîter dans une serrure libre complémentaire, par exemple GGG entrant dans la constitution d'une petite molécule: un ARNt lequel ''choisit'' un des 20 acides aminés servant à édifier les protéines.
En résumé: l'ordre d'enchaînement des acides aminés de la protéine en formation dépend de l'ordre des triplets de l'ARNm (ces triplets sont nommés codons) lequel dépend de l'ordre des triplets codants de l'ADN: l'agencement des acides aminés dans l'espace (leur séquence = succession ordonnée) dépend donc bien de la nature de l'information qui a été transmise dans le temps par l'ADN et dans l'espace par les ARNm et ARNt ( ARNt = anticodon). Lors de la synthèse d'une protéine un seul toron de l'ADN est utilisé, le toron codant ou brin codant.

Vers la Fiche 9

Le code génétique (Nirenberg et Ochoa 1963) Chaque codon est formé de trois nucléotides d'ARNm
Codons	Acides aminés	Codons	Acides aminés	Codons	Acides aminés	Codons	Acides aminés
UUU UUC UUA UUG	Phényl-alanine idem Leucine idem	UCU UCC UCA UCG	Sérine idem idem idem	UAU UAC UAA UAG	Tyrosine idem Non-sens Non-sens	UGU UGC UGA UGG	Cystéine idem Non-sens Tryptophane
CUU CUC CUA CUG	idem idem idem idem	CCU CCC CCA CCG	Proline idem idem idem	CAU CAC CAA CAG	Histidine idem Glutamine idem	CGU CGC CGA CGG	Arginine idem idem idem
AUU AUC AUA AUG	Isoleucine idem idem Méthionine	ACU ACC ACA ACG	Thréonine idem idem idem	AAU AAC AAA AAG	Asparagine idem Lysine idem	AGU AGC AGA AGG	Sérine idem Arginine idem
GUU GUC GUA GUG	Valine idem idem idem	GCU GCC GCA GCG	Alanine idem idem idem	GAU GAC GAA GAG	Acide aspartique idem Acide glutamique idem	GGU GGC GGA GGG	Glycine idem idem idem

Comme il y a plus de codons (64) que d'acides aminés (20) le code est redondant c'est-à-dire qu'un même acide aminé peut correspondre à plusieurs codons différents; ceci permet de limiter l'effet dévastateur des erreurs (= mutations pontuelles) qui peuvent se produire lors de la duplication de l'ADN et lors de la transciption ADN → ARNm.
Exemple: si, suite à une erreur de transcription le triplet codant (niveau ADN) GGG a été transcrit GGC (en rouge: l'erreur), le codon (niveau ARNm) correspondant deviendra CCG au lieu de CCC; peu importe puisque les codons CCC et CCG correspondent au même acide aminé à savoir la Proline.

En fait la transmission de l'information qui permet la synthèse de protéines dans le cytoplasme à partir du plan (ADN) contenu dans le noyau est un peu plus complexe que ce qui est expliqué ci-dessus; depuis 1977, on s'est aperçu qu'il n'y a qu'environ 5% de l'ADN qui sert de plan; ceci constitue les exons, les autres séquences seront éliminées lors de la transcription; elles constituent les introns, non fonctionnels pour la synthèse des protéines. L'élimination des introns (= excision) et le ''collage'' des exons entre eux (= épissage) fait intervenir un ARN prémessager. Aujourd'hui encore le rôle des introns est énigmatique toutefois de récentes études semblent indiquer qu'ils auraient un rôle dans le fonctionnement de certains organites cellulaires. Notons qu'un poisson japonais le Fugu possède des introns très courts ce qui fait que la presque totalité de son ADN est fonctionnel c'est-à-dire constitué d'exons.
Sans se perdre dans les détails, une grande idée est à retenir: La nature des protéines d'un individu donné dépend de son héritage biologique (ADN) et détermine son ''soi'' ; toute protéine étrangère introduite dans son milieu intérieur (ou née dans ledit milieu à la suite d'une mutation) sera identifiée comme ''non-soi'' et de ce fait éliminée par son système immunitaire . . .à moins que celui-ci ne soit défaillant auquel cas, gare aux infections et/ou aux cancers...

3. Caryotype humain
Pour réaliser un caryotype on photographie une cellule en début de mitose de manière à visualiser tous les chromosomes alors que chacun d'eux est constitué de 2 chromatides. On découpe chaque couple puis on range les paires de chromosomes en tailles décroissantes.
Tous les individus du même sexe d'une espèce donnée ont le même caryotype. Chez l'homme seule la 23 è paire diffère: chez la femme on a 2 chromosomes morphologiquement identiques (XX) alors que chez l'homme on n'a qu'un seul X et un petit chromosome qui lui est associé nommé Y. Remarquons que chez les oiseaux, le mâle est XX et la femelle XY
La diversité intra-spécifique tient à la grande variété des chromosomes sur le plan moléculaire. Ces différences échappent au microscope optique.

Chromosomes sexuels

Vers la Fiche 9
4. Aperçu relatif au gène.
La définition du gène n'a cessé d'évoluer depuis près d'un siècle; initialement il correspondait à une entité hypothétique que Mendel, dès 1865, nommait facteur héréditaire. La définition que nous donnerons du gène sera évidemment partielle et critiquable; nous prenons le risque. . .
En 1941 Beadle et Tatum (Prix Nobel 1950) étaient arrivés au célèbre aphorisme: un gène→une enzyme (enzyme est masculin ou féminin, on a le choix!). L'affirmation de ces deux chercheurs ne peut être généralisée bien qu'elle soit exacte dans quelques cas, chez certains champignons notamment.
Actuellement on peut définir le gène comme une séquence discontinue (gène en mosaïque) ou continue de nucléotides d'ADN (chez les virus il peut être une séquence d'ARN) qui commande la synthèse d'une protéine (laquelle peut être une enzyme) ou d'une fraction de protéine ce qui signifie qu'une même protéine peut nécessiter plusieurs gènes. De plus un même gène peut participer à la synthèse de plusieurs protéines. Un même gène existe sous plusieurs formes: ses allèles. Dans un organisme diploïde donné il n'y a que deux allèles d'un même gène. L'ensemble des gènes d'une espèce donnée constitue son génome; l'ensemble des allèles présents chez un individu particulier d'une espèce donnée constitue son génotype.
Un gène en particulier est à ses allèles ce que le mot cheval, par exemple, est à tous les chevaux. Comme il y a pratiquement pas de gène à un seul allèle, le concept gène ne peut pas être confondu à un de ses allèles. Le gène étant un concept est donc une abstraction, comme le mot ''cheval'' par exemple.
On a tout d'abord évalué le nombre de gènes de l'espèce humaine à 100.000; récemment l'estimation a été revue à la baisse; il n'y aurait environ 30.000 gènes assurant la synthèse d'environ 35.000 protéines.
On distingue deux sortes de gènes:
- les gènes de structure commandent la synthèse des protéines de constitution et des protéines outils comme les enzymes et les anticorps
- les gènes de régulation contrôlent l'action des gènes de structure. (Jacob, Lwoff, Monod 1961)

Prenons un exemple concernant un gène de structure, celui qui commande les groupes sanguins du système ABO. Le gène des groupes sanguins comprend 3 allèles: A,B,O. A ou B sont dits dominants par rapport à O qui est dit récessif; quant à A et B, étant de même ''force'', ils sont dits codominants. Dans un gamète (cellule reproductrice, spermatozoïde et ovule) il n'y a toujours qu'un allèle d'un gène donné. Dans l'oeuf il y en a deux, l'un venant du père l'autre de la mère, ces deux allèles du même gène peuvant être identiques ou différents.
Individu du groupe O: pour ce qui est du groupe sanguin, son génotype (pour ce qui est du groupe sanguin) ne comprend que des allèles O, il sera O/O.
Individu du groupe B: son génotype comprend au moins un allèle B; pour ce qui est du groupes sanguin, son génotype sera B/O ou B/B. Il sera à coup sûr B/O si l'un de ses 2 parents est O.

Pour terminer ces quelques rappels, risquons une définition de l'Homme sur le plan biologique:
L'Homme est un système ouvert en équilibre dynamique qui lutte sans cesse contre l'entropie (= le désordre) en empruntant à l'espace (le milieu) de l'énergie qui provient indirectement du soleil et de la matière qui est mise en ordre selon un plan (ADN) qui lui a été transmis (dans le temps) par ceux qui l'ont précédé. La mort met fin à ce maintien de l'ordre moléculaire, alors on se dé-compose.
(Cette définition s'applique à tout être vivant sauf que, pour les organismes chlorophylliens, l'énergie vient directement du soleil).

- Notre planète s'est formée il y a environ 4,5 milliards d'années (= 4,5 Ga)
- Les premières traces de vie (Bactéries ) remontent à 3,8 milliards d'années
- La vie a pris naissance dans une atmosphère sans di-oxygène
- Les premiers métazoaires sont apparus il y a 6 ou 700 millions d'années.
- On fait remonter les premiers hominidés (Australopithèques) à 6 millions d'années
- Les premiers Homo sapiens se situent aux environs de - 35 000 ans.

G. pour giga (10⁹). Ga = 10⁹années

Des questions, des commentaires ?

Précisions de vocabulaire Vers la fiche 9

Turn over: renouvellement constant de la matière vivante qui est sans cesse détruite (catabolisme) et reconstruite (anabolisme) durant toute la vie. L'énergie nécessaire à l'anabolisme provient du catabolisme et, chez les phototrophes, de la lumière. Un tel turn over n'existe pas chez les non-vivants.

Energie: tout ce qui peut produire de la chaleur et/ou du travail (la mise en ordre de la matière est considérée comme un travail). Pour maintenir l'ordre, c'est-à-dire lutter contre l'entropie (= désordre) il faut donc de l'énergie. Notons que tous les êtres vivants à l'exception de ceux des grands fonds marins, dépendent directement (plantes vertes, dites autotrophes) ou indirectement (animaux, champignons, certains microorganismes) de l'énergie solaire. Si le soleil venait à ''s'éteindre'' nous serions dans l'obscurité 8 minutes plus tard et la vie ne tarderait pas à disparaître de la Terre. Les anciens qui considéraient le soleil comme un Dieu avaient bien compris l'importance de l'étoile qui nous éclaire...
On aimerait bien se libérer des énergies fossiles (Chabons, pétroles, gaz) qui, tôt ou tard finiront par s'épuiser tout en ayant beaucoup pollué. Alors on voudrait bien, comme les plantes, savoir convertir l'énergie solaire pour tous nos besoins. Nous nous heurtons à des problèmes de rendement (même les plantes vertes ont des rendements très bas de l'ordre de 0,5 à 2 % !) liés à un problème de surface. L'immense surface de toutes les feuilles d'un chêne ou même d'un roseau nous fait toucher du doigt la difficulté du problème ! La grande surface d'une voiture solaire ne risquerait-elle pas de la rendre un peu encombrante et... pesante.

Métabolisme = Anabolisme + catabolisme
Le métabolisme est l' ensemble des réactions physico-chimiques qui se produisent chez les êtres vivants. Elles sont presque toutes enzymatiques
- Anabolisme: réactions de construction moléculaire c'est-à-dire de mise en ordre de la matière. Toute réaction anabolique demande de l'énergie, on la dit endergonique. La photosynthèse est le principal phénomène anabolilique de la biosphère.
- Catabolisme: destruction moléculaire augmentant le désordre, c'est-à-dire l'entropie. Toute réaction catabolique est exergonique (elle libère de l'énergie). La digestion, la respiration cellulaire et les fermentations (fermentation lactique dans le cas de l'homme) sont des phénomènes cataboliques. Chez les hétéroptrophes, et chez l'homme en particulier, l'énergie dont nous avons besoin pour l'anabolisme provient essentiellement de la respiration.
Notons que la respiration est un phénomène cellulaire qu'il ne faut pas réduire aux simples échanges gazeux respiratoires qui se produisent au niveau des poumons (ou des branchies, ou des trachées ou de la peau). La ''vraie'' respirations est cellulaire, elle se fait dans les mitochondries.

Protéines
Les protéines complexes sont formées de plusieurs séquences différentes d'acides aminés. Dans le détail les protéines qui constituent un individu donné lui sont particulières. La particularité des protéines d'un individu donné dépend non pas de la nature des acides aminés empruntés au milieu mais de la manière dont ces acides sont mis en ordre. Cet ordre dépend de l'ADN, que l'on a reçu de nos parents. C'est la nature particulière des protéines de chacun qui constitue le caractère unique de notre ''moi'' biologique. Tout individu est caractérisé par son ''soi'' et toute protéine étrangère est ''non-soi''; toute protéine ingérée devra être ''démontée'' par la digestion afin que ses acides aminés soient libérés puis ordonnés selon le plan ADN qui nous caractérise.
En bref tout dépend du plan: avec les mêmes briques on peut faire un pavillon de banlieue ou la cathédrale d'Albi ! Avec 20 types d'acides aminés empruntés au milieu on peut faire un escargot, une puce ou même un homme, tout dépend du plan (ADN) que contient l'œuf. Tout être est à la confluence du temps (L'ADN est transmis de génération en génération) et de l'espace (Le milieu où l'on emprunte la matière que l'on met en ordre selon le plan ADN)
Les plantes vertes sont plus astucieuses encore puisqu'elles n'empruntent au milieu que des substances minérales (eau, CO2, O2, nitrates) et qu'elles sont capables de transformer du minéral en organique en mobilisant l'énergie solaire qu'elles captent grâce à leur chlorophylle au cours de la photosynthèse.
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Substances organiques.
Jusqu'à Wöhler (1800-1882) les substances organiques étaient celles qui étaient fabriquées par les êtres vivants et que l'on ne savait pas synthétiser. Wöhler ayant fait la synthèse de l'urée, il fallut trouver une autre définition pour les substances organiques. Aujourd'hui, les substances organiques sont les substances qui contiennent du carbone à l'exception du carbone lui-même, des mono et dioxyde de carbone (CO et CO2), des carbonates et des cyanures.

Les acides ribonucléiques (ARNm et ARNt)
- L'acide ribonucléique messager (ARNm) est formé d'un seul toron, de plus la Thymine (T) y est remplacée par l'Uracile (U) dont la molécule a une configuration spatiale très voisine de la Thymine ce qui lui permet de s'associer, comme ladite Thymine, avec l'Adénine. On a toujours l'association A-U (ou U-A).
- L'acide ribonucléique de transfert (ARNt) est formé à partir des mêmes nucléotides que l'ARNm (donc T est remplacé par U) ; il ne constitue jamais de chaîne mais simplement des ensembles libres de 3 nucléotides.

Corps cétoniques: Il y a toujours des corps cétoniques dans sang, mais, dans le cas du diabète insulino dépendant (type I) l'organisme qui ne peut plus ''brûler'' les glucides privilégie la ''combustion'' des lipides d'où une augmentation de la teneur du sang en corps cétoniques cause d'une baisse de pH du sang provoquant le coma diabétique.

Vitamines: substances organiques, nécessaires à faible dose (qq cg/jour) , qui entrent dans la constitution des enzymes (=catalyseurs biologiques fabriquées par l'organisme) et de certaines hormones.