Biologie moléculaire de la cellule (6° Éd.)
livre de cours

Auteur :

En 1 seul volume, une somme de données incomparable pour les biologistes et les médecins

Langue : Français
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Thèmes de Biologie moléculaire de la cellule (6° Éd.)

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Date de parution :
Ouvrage 1463 p. · 21.5x27.5 cm · Relié · Quadrichromie
Référence mondiale incontestée en biologie cellulaire, cet ouvrage est divisé en 5 parties présentant :

• les principes élémentaires et fondamentaux de la biologie cellulaire et de la biochimie ;

• les mécanismes génétiques de base, les propriétés communes à la plupart des cellules eucaryotes, l’expression et la transmission des informations génétiques ;

• les principales méthodes expérimentales d’étude des cellules, avec notamment, dans le chapitre 8, une nouvelle section intitulée « Analyse mathématique des fonctions des cellules »

• l’organisation interne des cellules ;

• le comportement des cellules dans les organismes multicellulaires, depuis les fonctions intercellulaires et la matrice extracellulaire, jusqu’aux réactions cellulaires liées à l’infection et au système immunitaire.

Au cours de la préparation de cette nouvelle édition, ont été ajoutées de nouvelles sections, comme celles sur les nouvelles fonctions de l’ARN, les progrès de la biologie des cellules souches, les nouvelles méthodes pour étudier les protéines et les gènes et pour l’imagerie des cellules, les progrès de la génétique et du traitement du cancer, et le calendrier, le contrôle de la croissance et la morphogenèse dans le développement.

Des résumés sont proposés en fin de chaque section, et à la fin des chapitres une rubrique intitulée "Ce que nous ne savons pas" offre un petit échantillon des questions et des défis sans réponse qui seront fondamentaux pour la prochaine génération de scientifiques.

Une iconographie exceptionnelle de plus de 1500 illustrations permet de mieux aborder la complexité du sujet. Un important glossaire de plus de 1 400 définitions constitue un précieux outil pour le lecteur souhaitant contrôler ou compléter ses connaissances. L’ouvrage se termine par un index très détaillé de 12 000 entrées.

PARTIE I - INTRODUCTION À LA CELLULE

Chapitre 1 Cellules et génomes

Chapitre 2 Chimie cellulaire et bioénergétique

Chapitre 3 Protéines

PARTIE II - MÉCANISMES GÉNÉTIQUES DE BASE

Chapitre 4 ADN, chromosomes et génomes

Chapitre 5 Réplication, réparation et recombinaison de l’ADN

Chapitre 6 Comment les cellules lisent le génome : de l’ADN à la protéine

Chapitre 7 Contrôle de l’expression des gènes

PARTIE III - LES FAÇONS DE TRAVAILLER AVEC DES CELLULES

Chapitre 8 Analyse des cellules, des molécules et des systèmes

Chapitre 9 Observation des cellules

PARTIE IV - ORGANISATION INTERNE DE LA CELLULE

Chapitre 10 Structure de la membrane

Chapitre 11 Transport membranaire de petites molécules et propriétés électriques des membranes

Chapitre 12 Compartiments intracellulaires et tri des protéines

Chapitre 13 Transport membranaire intracellulaire

Chapitre 14 Conversion de l’énergie : les mitochondries et les chloroplastes

Chapitre 15 La signalisation cellulaire

Chapitre 16 Le cytosquelette

Chapitre 17 Le cycle cellulaire

Chapitre 18 La mort cellulaire

Chapitre 19 Les jonctions cellulaires et la matrice extracellulaire

PARTIE V - LES CELLULES DANS LEUR CONTEXTE SOCIAL

Chapitre 20 Le cancer

Chapitre 21 Développement des organismes multicellulaires

Chapitre 22 Les cellules souches et le renouvellement des tissus

Chapitre 23 Les pathogènes et les infections

Chapitre 24 Les systèmes immunitaires inné et adaptatif

Glossaire

Index

Depuis la dernière édition de ce livre, plus de cinq millions d’articles scientifiques ont été publiés. Il y a eu une augmentation parallèle de la quantité d’information numérique : de nouvelles données sur les séquences génomiques, les interactions entre protéines, les structures moléculaires et l’expression des gènes, toutes stockées dans de vastes bases de données. Le défi, pour les scientifiques et les auteurs de manuels, est de convertir cette énorme quantité d’informations en une compréhension et une connaissance accessibles et actuelles de la façon dont les cellules fonctionnent.

Une aide est apportée par la forte augmentation du nombre d’articles de revues qui tentent de rendre les données brutes plus faciles à assimiler, bien que la grande majorité de ces revues soient encore très ciblées. D’autre part, une collection en croissance rapide de ressources en ligne essaie de nous convaincre que la connaissance n’est qu’à quelques clics de souris de nous. Dans certains domaines, ce changement dans la façon dont nous accédons aux connaissances a été couronné de succès, par exemple pour obtenir des informations sur nos propres problèmes médicaux. Mais pour comprendre quelque chose à la beauté et à la complexité de la manière dont les cellules vivantes fonctionnent, il faut plus qu’un wiki-ci ou un wiki-ça ; en effet il est extrêmement difficile d’identifier les pierres précieuses et durables dans tant de données confuses et parfois trompeuses. Un récit soigneusement forgé est beaucoup plus efficace car il parcourt logiquement et progressivement les idées principales, les composants essentiels et les expériences décisives d’une manière telle que les lecteurs peuvent construire par eux-mêmes un cadre conceptuel mémorisable de la biologie cellulaire – cadre qui leur permettra d’évaluer de façon critique toutes les nouveautés de la science et, plus important encore, de les comprendre. Voilà ce que nous avons essayé de faire dans Biologie Moléculaire de la Cellule.

Au cours de la préparation de cette nouvelle édition, nous avons inévitablement dû prendre des décisions difficiles. Afin d’intégrer de nouvelles découvertes passionnantes, tout en gardant le livre portable, beaucoup de choses ont dû être supprimées. Nous avons ajouté de nouvelles parties, comme celles sur les nouvelles fonctions de l’ARN, les progrès de la biologie des cellules souches, les nouvelles méthodes pour étudier les protéines et les gènes et pour l’imagerie des cellules, les progrès de la génétique et du traitement du cancer, et le calendrier, le contrôle de la croissance et la morphogenèse dans le développement.

La chimie des cellules est extrêmement complexe, et toute liste des parties des cellules et de leurs interactions – peu importe sa longueur – laisserait d’énormes lacunes dans notre compréhension. Nous savons maintenant que, pour donner des explications convaincantes sur le comportement cellulaire, il faudra disposer d’informations quantitatives sur les cellules et que celles-ci soient couplées à des approches mathématiques/ informatiques sophistiquées – certaines pas encore inventées. Par conséquent, un objectif émergent pour les biologistes cellulaires est de déplacer leurs études vers encore plus de description quantitative et de déduction mathématique. Nous soulignons cette approche et certaines de ses méthodes dans une nouvelle partie à la fin du Chapitre 8.

Face à l’immensité de ce que nous avons appris sur la biologie cellulaire, il peut être tentant pour un étudiant d’imaginer qu’il y a peu de choses à découvrir. En fait, plus nous découvrons de choses sur les cellules, plus de nouvelles questions émergent. Pour souligner que notre compréhension de la biologie cellulaire est incomplète, nous avons mis en évidence certaines des principales lacunes dans nos connaissances en incluant Ce que nous ne savons pas à la fin de chacun des chapitres. Ces brèves listes ne comprennent qu’un petit échantillon des questions et des défis sans réponse qui seront fondamentaux pour la prochaine génération de scientifiques. Nous tirons un grand plaisir de savoir que certains de nos lecteurs apporteront des réponses dans le futur.

Plus de 1500 illustrations ont été conçues pour créer un récit parallèle, étroitement imbriqué au texte. Nous avons augmenté leur cohérence entre les chapitres, en particulier en utilisation des couleurs et des icônes communes ; les pompes membranaires et les canaux sont un bon exemple. Pour éviter des interruptions dans le texte, certaines données ont été déplacées dans de nouvelles planches, facilement accessibles. La plupart des structures protéiques importantes décrites ont été redessinées et colorées de façon plus cohérente. Dans chaque cas, nous fournissons maintenant pour la protéine le code correspondant de la Protein Data Bank (PDB), qui peut être utilisé pour accéder aux outils en ligne apportant plus d’informations sur la protéine, tels que ceux du site web RCSB PDB (www.rcsb.org). Ces connexions permettent aux lecteurs du livre d’explorer plus en détail les protéines qui se trouvent au cœur de la biologie cellulaire.

Nous vivons dans un monde qui nous pose de nombreuses questions complexes liées à la biologie cellulaire : la biodiversité, le changement climatique, la sécurité alimentaire, la dégradation de l’environnement, l’épuisement des ressources, les maladies humaines. Nous espérons que notre livre aidera le lecteur à mieux comprendre ces défis et peut-être à contribuer à les relever. La connaissance et la compréhension apportent le pouvoir d’intervenir.

Nous sommes redevables à un grand nombre de scientifiques dont nous mentionnons l’aide généreuse séparément dans des remerciements détaillés. Ici, nous devons citer quelques contributeurs particulièrement importants. Pour le Chapitre 8, Hana El-Samad a fourni la base de la partie sur l’analyse mathématique des fonctions cellulaires, et Karen Hopkin a apporté une contribution précieuse à la partie sur l’étude de l’expression et de la fonction des gènes. Werner Kuhlbrandt a aidé à réorganiser et à réécrire le Chapitre 14 (Conversion de l’énergie : mitochondries et chloroplastes). Rebecca Heald a fait de même pour le Chapitre 16 (Le cytosquelette), Alexander Schier pour le Chapitre 21 (Développement des organismes multicellulaires), et Matt Welch pour le Chapitre 23 (Les pathogènes et les infections). Lewis Lanier a aidé à la rédaction du Chapitre 24 (Les systèmes immunitaires inné et adaptatif). Hossein Amiri a généré l’énorme banque de questions des enseignants en ligne.

Avant de commencer le cycle de révisions nécessaire à cette édition, nous avons demandé à un certain nombre de scientifiques qui avaient utilisé la dernière édition pour enseigner aux étudiants de biologie cellulaire de nous rencontrer et de proposer des améliorations. Ils nous ont apporté un retour utile qui a contribué à la refonte de la nouvelle édition. Nous avons également bénéficié de l’apport précieux des groupes d’étudiants qui ont lu la plupart des chapitres en épreuves.

Beaucoup de gens et beaucoup d’efforts sont nécessaires pour convertir un long manuscrit et un gros tas de croquis en un manuel fini. L’équipe de Garland Science qui a réussi cette conversion a été exceptionnelle. Denise Schanck, à la direction des opérations, a montré de la patience, de la tolérance, de la perspicacité, du tact et de l’énergie, tout au long du voyage ; elle nous a guidés tous infailliblement, bien secondée par Allie Bochicchio et Janette Scobie. Nigel Orme a supervisé notre programme d’illustrations remanié, a mis tous les dessins dans leur forme finale, et encore amélioré la quatrième de couverture avec ses compétences graphiques. Tiago Barros nous a aidé à rafraîchir notre présentation des structures des protéines. Matthew McClements a conçu le livre et la première de couverture. Emma Jeffcock a revu la présentation des pages, en gérant l’interminable ronde des épreuves et des changements de dernière minute avec une habileté et une patience remarquables ; Georgina Lucas lui a fourni de l’aide. Michael Morales, assisté de Leah Christians, a produit et assemblé le réseau complexe des matériaux qui forme le cœur des ressources en ligne qui accompagnent le livre. Adam Sendroff nous a fourni les précieux commentaires des utilisateurs du livre du monde entier qui nous ont été utiles pour notre cycle de révision. Par leur regard expert sur le manuscrit, Elizabeth Zayatz et Sherry Granum Lewis ont joué le rôle de rédacteurs de développement, Jo Clayton de relecteur et Sally Huish de correcteur. Bill Johncocks a compilé l’index. À Londres, Emily Preece nous a littéralement nourris, tandis que l’aide professionnelle, les compétences et l’énergie de l’équipe Garland, ainsi que leur amitié, nous a nourris dans tous les autres sens du terme tout au long de la révision, ce qui a fait de l’ensemble du processus un véritable plaisir. Les auteurs sont extrêmement chanceux d’être soutenus si généreusement.

Nous remercions nos conjoints, familles, amis et collègues pour leur soutien continu, qui a une fois de plus rendu l’écriture de ce livre possible.

Alors que nous achevions cette édition, Julian Lewis, notre co-auteur, ami et collègue, a finalement succombé au cancer qu’il avait combattu héroïquement pendant dix ans. À partir de 1979, Julian a donné d’importantes contributions à l’ensemble des six éditions, et, étant parmi nous la plus belle plume, il a élevé et amélioré à la fois le style et le ton des nombreux chapitres qu’il touchait. Son approche scientifique minutieuse, sa clarté et sa simplicité étaient au cœur de son écriture. Julian est irremplaçable, et nous regrettons tous profondément son amitié et sa collaboration. Nous dédions cette sixième édition à sa mémoire.

À propos des auteurs

• Bruce Alberts a reçu son doctorat (PhD) de l’Université Harvard et il est Chancellor’s Leadership Chair in Biochemistry and Biophysics for Science and Education, Université de Californie, San Francisco. Il a été le rédacteur en chef du magazine Science de 2008 à 2013, et pendant douze ans Président de la U.S. National Academy of Sciences(1993-2005).
Alexander Johnson a reçu son doctorat (PhD) de l’Université Harvard et il est Professeur de Microbiologie et d’Immunologie à l’Université de Californie, San Francisco.
Julian Lewis (1946-2014) a reçu son doctorat (DPhil) de l’Université d’Oxford et était Emeritus Scientist au London Research Institute of Cancer Research UK.
David Morgan a reçu son doctorat (PhD) de l’Université de Californie, San Francisco, et il y est Professeur au Département de Physiologie, ainsi que Directeur du Biochemistry, Cell Biology, Genetics, and Developmental Biology Graduate Program.
Martin Raff reçu son doctorat en médecine (MD) de l’Université McGill et est Emeritus Professor of Biology au Medical Research Council Laboratory for Molecular Cell Biology at University College London.
Keith Roberts a reçu son doctorat (PhD) de l’Université de Cambridge et a été Deputy Director du John Innes Centre, Norwich. Il est Emeritus Professor à l’University of East Anglia.
Peter Walter a reçu son doctorat (PhD) de l’Université Rockefeller à New York et est Professeur au Département de Biochimie et de Biophysique de l’Université de Californie, San Francisco, et aussi Investigator au Howard Hughes Medical Institute.