Dogme central de la biologie moléculaire

Méthode de stérilisation chimique à basse température utilisant l'oxyde d'éthylène gazeux. Elle est efficace pour stériliser les matériaux sensibles à la chaleur et à l'humidité, comme les plastiques, les appareils électroniques et les instruments optiques. Ce procédé implique une alkylation, où l'oxyde d'éthylène perturbe l'ADN et les protéines des micro-organismes, empêchant ainsi leur réplication. Il nécessite un contrôle rigoureux de la concentration en gaz, de la température, de l'humidité et du temps d'exposition.

La cytotoxicité est la toxicité d'une substance ou d'une cellule pour d'autres cellules. Les agents cytotoxiques peuvent induire la mort cellulaire par nécrose, où la membrane cellulaire perd son intégrité, entraînant lyse et inflammation, ou par apoptose, un processus de mort cellulaire contrôlée et programmée. Ce phénomène se distingue des agents cytostatiques, qui inhibent uniquement la division cellulaire sans provoquer directement la mort cellulaire.

L'hélice alpha (hélice [latex]\alpha[/latex]) est un motif de structure secondaire courant dans les protéines. Il s'agit d'une conformation enroulée à droite dans laquelle chaque groupe N-H du squelette donne une liaison hydrogène au groupe C=O du squelette de l'acide aminé situé quatre résidus plus tôt (liaison hydrogène [latex]i+4 \arrow i[/latex]). Ce schéma régulier confère à la chaîne polypeptidique une forme hélicoïdale.

Ce cadre divise la biodiversité en trois échelles spatiales. La diversité alpha (α) représente la richesse spécifique au sein d'un habitat ou d'un écosystème local. La diversité bêta (β) mesure l'évolution ou le renouvellement de la composition spécifique entre différents habitats. La diversité gamma (γ) représente la richesse spécifique totale sur une vaste zone géographique ou un vaste paysage, englobant à la fois la diversité alpha et bêta.

Le SAL est une mesure quantitative représentant la probabilité qu'un seul micro-organisme viable survive sur un article après la stérilisation. Un SAL couramment exigé pour les dispositifs médicaux est de [latex]10^{-6}[/latex], ce qui signifie qu'il y a une chance sur un million qu'une unité ne soit pas stérile. Cette approche probabiliste reconnaît que la stérilité absolue ne peut être prouvée, mais seulement déduite statistiquement de la validation du processus.

La technologie de l'ADN recombinant (ADNr) consiste à associer des molécules d'ADN de deux espèces différentes. L'ADN recombinant est inséré dans un organisme hôte pour produire de nouvelles combinaisons génétiques. Pour ce faire, des enzymes de restriction coupent l'ADN à des endroits précis et l'ADN ligase relie les fragments, le gène souhaité étant souvent incorporé dans un vecteur plasmidique pour le clonage.

La respiration cellulaire est une série de réactions d'oxydoréduction au cours desquelles des molécules organiques, comme le glucose, sont oxydées pour libérer de l'énergie. Le glucose ([latex]C_6H_{12}O_6[/latex]) est oxydé en [latex]CO_2[/latex], tandis que l'oxygène ([latex]O_2[/latex]) est réduit en eau ([latex]H_2O[/latex]). Ce processus transfère les électrons à travers une chaîne de transport d'électrons, créant un gradient de protons qui entraîne la synthèse de l'ATP, la principale source d'énergie de la cellule.

Le potentiel électrochimique est fondamental à la vie, pilotant les processus à travers les membranes cellulaires. Les pompes ioniques créent activement des gradients de concentration, tandis que la perméabilité sélective des canaux ioniques établit un potentiel électrique (potentiel membranaire). Le gradient électrochimique qui en résulte régit le flux passif d'ions, essentiel à la signalisation nerveuse (potentiels d'action), à la contraction musculaire et à la production d'énergie cellulaire (synthèse d'ATP) dans les mitochondries.

Le cycle de Calvin, ou réactions indépendantes de la lumière, utilise l'ATP et le NADPH produits lors de l'étape dépendante de la lumière pour convertir le dioxyde de carbone inorganique en molécules de sucre organique. Ce processus se déroule dans le stroma du chloroplaste. L'enzyme clé, RuBisCO, catalyse la première étape : la fixation du [latex]CO_2[/latex] en une molécule organique, initiant un cycle qui produit des hydrates de carbone.

La première étape de la photosynthèse, les réactions dépendantes de la lumière, se produit dans les membranes thylakoïdes des chloroplastes. L'énergie lumineuse est captée par la chlorophylle pour diviser l'eau (photolyse), libérant ainsi de l'oxygène, des protons ([latex]H^+[/latex]) et des électrons ([latex]e^-[/latex]). Cette énergie est utilisée pour créer deux molécules porteuses d'énergie : l'adénosine triphosphate (ATP) et le nicotinamide adénine dinucléotide phosphate (NADPH), qui alimentent le cycle de Calvin qui suit.

La traduction est le processus biologique par lequel les ribosomes du cytoplasme ou du réticulum endoplasmique synthétisent des protéines. Elle suit la transcription, où la séquence d'ADN est copiée dans une molécule d'ARN messager (ARNm). Lors de la traduction, le ribosome lit la séquence d'ARNm en unités de trois nucléotides appelées codons et, avec l'aide de l'ARN de transfert (ARNt), assemble la chaîne d'acides aminés correspondante.

L'insuline est synthétisée dans les cellules bêta du pancréas sous forme d'un précurseur monocaténaire appelé proinsuline. Dans le réticulum endoplasmique, la proinsuline se replie et forme ses ponts disulfures. Elle est ensuite transportée vers l'appareil de Golgi et conditionnée dans des granules sécrétoires, où des protéases (prohormone convertases PC1/3 et PC2, et carboxypeptidase E) la clivent en insuline mature et en un peptide de liaison, le peptide C.

L'électrophorèse sur gel est une technique utilisée pour séparer des macromolécules comme l'ADN, l'ARN et les protéines en fonction de leur taille et de leur charge. Un champ électrique est appliqué à une matrice de gel, provoquant le déplacement des molécules chargées négativement (comme l'ADN) vers l'électrode positive. Les molécules plus petites migrent plus rapidement et plus loin à travers les pores du gel que les molécules plus grosses.

Les cellules tueuses naturelles (NK) sont des lymphocytes cytotoxiques du système immunitaire inné, essentiels à la défense précoce contre les infections virales et le cancer. Contrairement aux lymphocytes T, elles ne nécessitent pas de sensibilisation préalable. Les cellules NK identifient et tuent les cellules cibles qui ont sous-régulé les molécules du CMH de classe I – une tactique d'évasion immunitaire courante chez les tumeurs et les virus – grâce à un mécanisme de reconnaissance du soi manquant, induisant l'apoptose via la perforine et les granzymes.