Question 1

Chapitre 1 :
Introduction à la
biologie cellulaire
Correction des exercices
Jeudi 29 août
QCM 1

Question 1 : Parmi ces propositions sur la spécificité
du vivant, laquelle (lesquelles) est (sont) exactes ?
A. Les cellules eucaryotes sont la version primitive des
cellules.
 B. Le vivant possède un haut degré de complexité de
d’organisation.
 C. Les virus sont des cellules néfastes aux autres êtres
vivants.
 D. La cellule vit rarement seule.
 E. Chez un être humain on trouve plus de cellules eucaryotes
que de bactéries.

QCM 1

Question 1 : BD
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



A. Faux, procaryote
B. Vrai
C. Faux, les virus ne sont pas des cellules
D. Vrai
E. Faux, >1015 bactéries
QCM2

Question 2 : Parmi ces propositions sur la cellule et
l’origine du vivant, laquelle (lesquelles) est (sont) exactes ?





A. Une cellule animale mesure en moyenne en 0,01 et 0,03 mm.
B. Un virus n’est pas une cellule car il ne possède pas de noyau.
C. L’ATP est la molécule principale de stockage de l’énergie et
peut stocker environ 10 kcal/mol.
D. La grande diversité structurale et fonctionnelle des cellules est
à l’origine de fonctions très variées chez les êtres vivants.
E. La cellule élémentaire est un petit compartiment limité par une
membrane, une monocouche de phospholipides.
QCM2

Question 2 : ACD
Vrai, = 10 à 30 μm
 B. Faux!! Il faut tout lire! Un cellule procaryote ne
possède pas de noyau! (item tombé au concours)
 C. Vrai, l’ATP peut stocker 13 kcal/mol précisément !
 D. Vrai
 E. Faux, bicouche de phospholipides
 A.
QCM3

Question 3 : Parmi ces propositions sur les outils
d’étude cellulaire, laquelle (lesquelles) est (sont)
exactes ?
A. La résolution de la microscopie photonique est de 0,2μm.
 B. En microscopie photonique à fluorescence, l’utilisation de
la fluorescéïne rend visible les constituants cellulaires ciblés
en bleu.
 C. L’introduction de molécules fluorescentes ou marquées
dans les cellules peut se faire par micro-injection,
électroporation ou migration.
 D. La microscopie électronique à transmission (MET) permet
de reconstituer une image en 3D.
 E. Lors d’une cytométrie en flux et trieur de cellules, les
cellules fluorescentes sont affectées d’une charge négative.

QCM3

Question 3 : AE
 A.
Vrai, = 200 nm
 B. Faux, la fluorescéïne émet dans le vert
 C. Faux, pas migration, transfection
 D. Faux, microscopie électronique à balayage
 E. Vrai
Exercice

Les infections à rotavirus sont la première cause de diarrhée
aiguë sévère du jeune enfant dans le monde. Ces virus
infectent les entérocytes matures de l’intestin grêle et
causent des dommages structuraux et fonctionnels. Un
modèle proposait l’hypothèse suivante : la diminution de
l’activité des disaccharidases résulte de la destruction des
entérocytes infectés au niveau de l’extrémité des villosités.
Cependant ce modèle physiopathologique ne peut pas
expliquer les situations dans lesquelles une diminution de
l’activité des disaccharidases est observée lorsque l’intestin
infecté par le rotavirus présente seulement des modifications
histo-pathologiques. En effet, en fonction de la sévérité des
modifications histo-pathologiques, il a été démontré que
l’activité des disaccharidases (sucrase-isomaltase, lactase et
maltase-glucoamylase) est plus ou moins réduite.
Exercice

Nous allons nous intéresser aux cellules Caco-2enterocyte-like, où la souche de rotavirus RRV se
multiplie et est relâchée sans destruction cellulaire.
Dans cet exercice nous allons essayer de trouver la
cause de la diminution de l’activité de la sucraseisomaltase à la surface des cellules Caco-2enterocyte-like. On peut considérer que l’activité de
la sucrase-isomaltase est proportionnelle à sa
quantité à la membrane des cellules Caco-2.
Exercice

Les infections à rotavirus sont la première cause de diarrhée
aiguë sévère du jeune enfant dans le monde. Ces virus
infectent les entérocytes matures de l’intestin grêle et
causent des dommages structuraux et fonctionnels. Un
modèle proposait l’hypothèse suivante : la diminution de
l’activité des disaccharidases résulte de la destruction des
entérocytes infectés au niveau de l’extrémité des villosités.
Cependant ce modèle physiopathologique ne peut pas
expliquer les situations dans lesquelles une diminution de
l’activité des disaccharidases est observée lorsque l’intestin
infecté par le rotavirus présente seulement des modifications
histo-pathologiques. En effet, en fonction de la sévérité des
modifications histo-pathologiques, il a été démontré que
l’activité des disaccharidases (sucrase-isomaltase, lactase et
maltase-glucoamylase) est plus ou moins réduite.
Exercice

Nous allons nous intéresser aux cellules Caco-2enterocyte-like, où la souche de rotavirus RRV se
multiplie et est relâchée sans destruction cellulaire.
Dans cet exercice nous allons essayer de trouver la
cause de la diminution de l’activité de la sucraseisomaltase à la surface des cellules Caco-2enterocyte-like. On peut considérer que l’activité de
la sucrase-isomaltase est proportionnelle à sa
quantité à la membrane des cellules Caco-2.
Exercice

Les cellules Caco-2 ont été prélevées à partir d’un
adénocarcinome de côlon humain, puis mises en culture
en présence de DMEM (Dulbecco/Vogt modified Eagle’s
minimal essential medium, un milieu de culture propice
aux cellules Caco-2), d’acides aminés, de glucose et de
péniciline. Après 24 heures de culture, on analyse
l’activité de la sucrase-isomaltase, du γ-Glu, du DPP IV,
de l’APN et de l’AP. Les résultats sont présentés sur les
graphes ci-dessous. La barre hachurée représente
l’activité des enzymes étudiés dans les cellules Caco-2
contrôles, la barre blanche dans les cellules infectées
par RRV. On a également fait une immunofluorescence
d’un antigène spécifique présent à la surface des virus
RRV, les résultats sont présentés sur l’image de gauche.
Exercice

Les cellules Caco-2 ont été prélevées à partir d’un
adénocarcinome de côlon humain, puis mises en culture
en présence de DMEM (Dulbecco/Vogt modified Eagle’s
minimal essential medium, un milieu de culture propice
aux cellules Caco-2), d’acides aminés, de glucose et de
péniciline. Après 24 heures de culture, on analyse
l’activité de la sucrase-isomaltase, du γ-Glu, du DPP IV,
de l’APN et de l’AP. Les résultats sont présentés sur les
graphes ci-dessous. La barre hachurée représente
l’activité des enzymes étudiés dans les cellules Caco-2
contrôles, la barre blanche dans les cellules infectées
par RRV. On a également fait une immunofluorescence
d’un antigène spécifique présent à la surface des virus
RRV, les résultats sont présentés sur l’image de gauche.
Exercice
Exercice

Question 4 : En vous basant sur les documents ci-dessus
et vos connaissances, indiquer la (les) proposition(s)
exacte(s) :
A. L’image de gauche a été obtenue grâce à un microscope
électronique à transmission.
 B. Les cellules de l’image de gauche seront détruites par le
rotavirus RRV.
 C. Seule l’activité de la sucrase-isomérase diminue
sensiblement parmi celles des protéines analysées.
 D. L’activité de l’enzyme APN est la même dans les cellules
contrôles et dans les cellules infectées par RRV.
 E. La culture de cellules Caco-2 est une culture de cellules
souches.

Exercice

Question 4 : CD




A. Faux : les images prises avec un MET (microscope électronique à
transmission ont l’habitude de prendre un aspect qu’on pourrait qualifier
de "granuleux". En plus, de par l’échelle et la fluorescence on peut
affirmer qu’il s’agit de microscopie photonique (la microscopie
électronique ne permet pas d’observer de fluorescence, retenez le bien
!)
B. Faux : il est bien précisé dans l’énoncé que le rotavirus RRV ne détruit
pas les cellules Caco-2. C. Vrai : en effet, l’activité de la sucraseisomaltase est la seule à diminuer de façon significative, et cela est bien
montré par l’étoile (*) au-dessus de la barre blanche de la SI. Dans les
exercices cette étoile signifie « il existe une différence significative ».
D. Vrai : on voit bien que l’activité de APN est presque la même dans les
cellules contrôles et les cellules infectées. La chose à savoir, c’est qu’il ne
faut pas prendre en compte le "bruit de fond" résultant d’aléas
expérimentaux !
E. Faux : une culture de cellules souches provient d’un blastocyste (cf.
dernière diapo du cours d’intro).
Exercice


On essaye également de voir la localisation de
l’activité de la sucrase-isomaltase (partie A) et de
la dipeptidylpeptidase-4 (DPP IV) (partie B). On
réalise une immunofluorescence par micro-injection
pour détecter la SI dans la partie A et la DPP IV
dans la partie B du document.
La dipeptidylpeptidase-4 est tout comme la
sucrase-isomaltase un enzyme. Les résultats sont
présentés ci-dessous :
Exercice


On essaye également de voir la localisation de
l’activité de la sucrase-isomaltase (partie A) et de
la dipeptidylpeptidase-4 (DPP IV) (partie B). On
réalise une immunofluorescence par micro-injection
pour détecter la SI dans la partie A et la DPP IV
dans la partie B du document.
La dipeptidylpeptidase-4 est tout comme la
sucrase-isomaltase un enzyme. Les résultats sont
présentés ci-dessous :
Exercice
Exercice

Question 5 : En vous basant sur les documents ci-dessus
et vos connaissances, indiquer la (les) proposition(s)
exacte(s) :
A. Les images ci-dessus confirment la diminution de l’activité
de la sucrase-isomaltase dans les cellules infectées par RRV.
 B. La dipeptidylpeptidase-4 dans les cellules contrôles et
dans les cellules infectées par RRV colocalise.
 C. Pour obtenir ces images, on a probablement utilisé des
liposomes.
 D. On a utilisé un anticorps dirigé contre la sucraseisomaltase et couplé à un fluorochrome.
 E. La partie de l’anticorps qui reconnaît un antigène est Fab.

Exercice

Question 5 : AE





A. Vrai : en regardant la figure 2-A, on note effectivement une
diminution de la fluorescence dans les Caco-2 infectées par RRV,
que ce soit sur les plans horizontaux (XY) ou les plans verticaux
(XZ). Vous allez me dire « c’est pas parce qu’il y en a moins que
c’est moins efficace ». Mais si, en plus c’est marqué dans le
premier énoncé :) !
B. Faux : colocalise = se trouve au même endroit. Or on voit bien
que la DPP IV se trouve également au niveau du pôle basolatéral
de la cellule dans les cellules infectées par RRV, donc ça ne
colocalise pas !
C. Faux : il est bien dit dans l’énoncé que l’on réalise une microinjection, donc avec une micro- pipette (liposomes = transfection).
D. Faux : petite subtilité, ce n’est pas l’anticorps dirigé contre la
SI qui est couplé au fluorochrome, mais bien un second anticorps
dirigé contre le premier anticorps anti-SI.
E. Vrai : Fab reconnaît l’antigène :)
Exercice



On décide alors de réaliser une expérience pour déterminer le moment de la
synthèse de la sucrase- isomaltase qui est atteint par l’infection par le rotavirus
RRV. On réalise une expérience de pulse- chase, qui consiste à introduire dans
la cellule un acide aminé radioactif au moment du pulse, ici la méthionine-35S,
ce dernier constituant ensuite les protéines en cours de synthèse, et de suivre
l’évolution de ces protéines au cours du temps (chase). De cette façon, on peut
voir quelle étape de la synthèse de la sucrase-isomaltase est altérée.
Des cellules Caco-2 contrôles et des cellules Caco-2 infectées par le rotavirus
RRV subissent un pulse d’1 heure avec de la méthionine-35S, puis la localisation
de la sucrase-isomaltase dans la cellule est suivie au cours du temps. Après
chaque temps de chase, on fait immunoprécipiter la sucrase- isomaltase des
cellules contrôles (C) et infectées par RRV (I) ; ces protéines recueillies sont
analysées par SDS-PAGE.
Le graphique B représente la quantité de sucrase-isomaltase en cours de
synthèse dans les cellules Caco-2 contrôles et infectées par RRV, à différents
temps de chase.
Exercice

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On décide alors de réaliser une expérience pour déterminer le moment de la
synthèse de la sucrase- isomaltase qui est atteint par l’infection par le rotavirus
RRV. On réalise une expérience de pulse- chase, qui consiste à introduire dans
la cellule un acide aminé radioactif au moment du pulse, ici la méthionine-35S,
ce dernier constituant ensuite les protéines en cours de synthèse, et de suivre
l’évolution de ces protéines au cours du temps (chase). De cette façon, on peut
voir quelle étape de la synthèse de la sucrase-isomaltase est altérée.
Des cellules Caco-2 contrôles et des cellules Caco-2 infectées par le rotavirus
RRV subissent un pulse d’1 heure avec de la méthionine-35S, puis la localisation
de la sucrase-isomaltase dans la cellule est suivie au cours du temps. Après
chaque temps de chase, on fait immunoprécipiter la sucrase- isomaltase des
cellules contrôles (C) et infectées par RRV (I) ; ces protéines recueillies sont
analysées par SDS-PAGE.
Le graphique B représente la quantité de sucrase-isomaltase en cours de
synthèse dans les cellules Caco-2 contrôles et infectées par RRV, à différents
temps de chase.
Exercice
Exercice

Question 6 : En vous basant sur les documents ci-dessus et vos
connaissances, indiquer la (les) proposition(s) exacte(s) :

A. La quantité de sucrase-isomaltase synthétisée dans les cellules Caco-2
contrôles est inférieure à la quantité de sucrase-isomaltase synthétisée
dans les cellules Caco-2 infectées par RRV.

B. L’image A est obtenue par microscopie photonique.

C. Une chase réalisée tout de suite après le pulse ne met en évidence
que des sucrase-isomaltases à 200 kDa.

D. Après 3 heures de chase, on trouve la même proportion de sucraseisomaltase 200 kDa et 210 kDa dans les cellules contrôles et dans les
cellules infectées par RRV.

E. On en déduit que la synthèse de la sucrase-isomaltase n’est pas
altérée par le rotavirus RRV.
Exercice

Question 6 : CDE

A. Faux : on voit bien sur le graphe du bas que la quantité de SI est égale que
les cellules soient contrôles ou infectées (et puis elle est même minimalement
supérieure !). On peut avoir une confirmation de par l’épaisseur des bandes du
SDS-PAGE (c’est bien l’épaisseur qui indique la quantité et non la largueur de la
bande !).

B. Faux, même archi-faux. Je vous renvoie à la technique de SDS-PAGE dans
votre cours de biochimie (le SDS-PAGE est utilisé dans les cours de biocell et de
bioch, et il faut connaître son fonctionnement).

C. Vrai : une chase réalisée 0 heure après le pulse ne révèle que des SI à 200
kDa, cf. le SDS- PAGE.

D. Vrai : il fallait regarder le SDS-PAGE pour avoir la proportion. On voit bien
que l’épaisseur des bandes est sensiblement la même dans les cellules contrôles
et infectées.

E. Vrai : en effet, vu qu’on n’a pas d’altération dans les proportions 200/210
kDa et que la quantité ne varie presque pas (et même augmente légèrement),
la synthèse de la SI n’est pas altérée :)