3- Traffic membranaire Flashcards
Que font les différentes membranes cellulaires
Séparent différents compartiments (organites) qui jouent différents rôles
Quelles sont les 2 voies principales de traffic membranaire intracellulaire
- La voie endosomale/de dégradation
- La voie de sécrétion/de biosynthèse
Comment agit la membrane plasmique pour les différentes voies
À la fois comme compartiment donneur pour l’endocytose et comme compartiment cible pour la sécrétion (via exocytose)
Le traffic membranaire est-il dynamique et pourquoi?
OUI, car la ¢ doit équilibrer l’importation de matériel avec l’exportation
Par quel intermédiaire se fait le transport intracellulaire
- Via la formation et la fusion de vésicules
- Les vésicules servent comme intermédiaire de transport de molécules de chargements entre les différents compartiments
Autre nom pour le transport intracellulaire
Transport vésiculaire
Qu’utilise la cellule pour contrôler la spécificité de transport
Plusieurs étiquettes
Que fait l’exocytose
Sécrétion (fusion avec la membrane plasmique)
Que fait l’endocytose
Internalisation (formation de vésicules à partir de la membrane plasmique)
Y-a-t’il une asymétrie pour les endomembranes
OUI
Exocytose:
Feuillet côté lumière + Feuillet cytoplasmique –> Feuillet externe + Feuillet cytoplasmique
Endocytose:
Feuillet cytoplasmique + Feuillet externe –> Feuillet côté lumière + Feuillet cytoplasmique
Que devient le feuillet face à la lumière des vésicules
Le feuillet externe à la membrane plasmique et vice versa
Quels sont les mécanismes d’internalisation à la membrane plasmique
- Phagocytose: particules larges
- Macropinocytose: liquide, non-spécifique
- Endocytose dépendante de la clathrine ou de la cavéoline : spécifique, taille moyenne
- Endocytose indépendante de la cavéoline et la clathrine: plutôt non-spécifique, taille petite
- Micropinocytose, fait parti de l’endocytose
Comment se fait la phagocytose
- Pseudopode dépendant de l’actine entoure la particule et ensuite se dirige dans des lysosomes
Quel signal induit la phagocytose des corps apoptotiques en sollicitant les macrophages
La phosphatidylsérine (PS) est un signal reconnu lorsqu’elle devient exposée au feuillet externe de la membrane plasmique
Comment se fait la macropinocytose
- Similaire à la phagocytose, mais ne prends pas de particules solides:
- Ingestion de gouttelettes de fluide avec nutriments (comme les acides aminées)
- Dépendant de l’actine
- Va dans des endosomes précoces
Comment se fait la polymérisation de l’actine lors de la macropinocytose
Polymérisation de l’actine autour d’une région de membrane activée par la phospholipide PIP3
Comment se fait l’endocytose médiée par des récepteurs et dépendant de la clathrine
- Des récepteurs de chargements liés à leur chargement sont captés par des adaptatines qui lient aussi la clathrine à la face cytosolique de la vésicule en bourgeonnement. Déformation de la membrane
- Les protéines de type dynamine s’assemblent autour du col de la vésicule. Une fois assemblées, elles hydrolysent leur GTP lié, et avec l’Aide d’autres d’actines dans la région, elles détachent la vésicule
- Le manteau de la vésicule mantelée de clathrine est retiré par hydrolyse d’ATP et la vésicule nue peut fusionner avec sa membrane cible dans le cytosol
Quelle est la structure ou forme de la clathrine
- En forme de triskèle dans le cytosol
- Sa polymérisation en forme polyédrale à la membrane forme la vésicule
Qu’est ce la dynamine forme autour du cou de la vésicule en formation?
- Des oligomères en hélices
Le manteau de COPII forme quelle vésicule à parti d’une membrane donneuse
Allant du RE à Golgi
Le manteau de COPI forme quelle vésicule à partir d’une membrane donneuse
Allant de Golgi à RE
Exemple d’étiquetage et de triage
Qu’est ce qu’un endosomes du système endosomal-lysosomal
Vésicules entourées d’une simple membrane, qui proviennent de la membrane plasmique à la suite de l’endocytose
Comment maturent les endosomes
En devenant de plus en plus acides
Quelle est la chaine d’endosomes
Endosome précoce (pH 6,5)
Endosome de recyclage (pH 6,5)
Endosome tardif/ corps multi-vésiculaire (CMV) (pH 6)
Endolysosome (pH 5,5)
Lysosome (pH 5)
Quelle est la fonction des endosomes précoce
Tri et recyclage
Quelle est la fonction des endosomes tardifs
Dégradation
Que fait le LDL (lipoprotéines de basse densité)
Transport de cholestérol
Décrit l’exemple d’endocytose du cholestérol
- Cholestérol lié au LDL reconnait le récepteur de LDL à la membrane plasmique
- Une vésicule se forme, entourée de clathrine, il y a endocytose
- Fusion avec un endosome précoce ce qui acidifie le tout et dissocie le cholestérol entouré de LDL et du récepteur de LDL
- Le récepteur est recyclé via l’edosome de recyclage, ils retourneront à la membrane
- L’endosome passe par un endosome tardif, puis transfert le cholestérol à un lysosome
- Des enzymes hydrolytiques dans le lysosome dégradent le cholestérol libre
Que sont les lysosomes
- Acides, riches en hydrolases et sont le site de dégradation du système endomembranaire
Quelles sont les hydrolases acides du lysosome et quand agissent elles
Nucléases
Protéases
Glycosidases
Lipases
Phosphatases
Sulfatases
Phospholipases
Agissent seulement à des bas pH (5), elles sont donc inactives avant leur arrivée dans le lysosome
Comment le lysosome devient-il de plus en plus acide
La V-ATPase est une pompe à H+, les faisant entrer en hydrolysant de l’ATP
Que sont les exosomes
- Vésicules extracellulaires qui proviennent du système endosomale
- Elles sont libérées quand les corps multivésiculaires (MVB) se fusionnent avec la membrane plasmique
- Elles sont dans les MVB et les endosomes tardifs et se forment par bourgeonnement à l’intérieur
D’où provient le matériel des lysosomes
Endocytose
Phagocytose
Autophagie
Qu’est-ce que l’autophagie
- Mécanisme d’auto-digestion qui entoure de membrane le cytoplasme, des aggrégats protéiques, et certaines organites tels que les mitochondries et les peroxysomes.
- Digestion est possible via la fusion avec des lysosomes
Décrit les autophagosomes
Formés d’une double membrane ayant chacune une bicouche de phospholipides
Comment sont formés les autophagosomes
Via l’intermédiaire de phagophore qui s’assemblent via le recrutement de protéines spécifiques et la fusion des vésicules en provenance du RE
Ensuite, il y a la fusion avec un lysosome pour former un autophagolysososme
Comment se produit l’autophagie, ses étapes et quand est-elle stimulée?
4 étapes: nucléation, extension, maturation, fusion
- De façon constitutive pour maintenir l’homéostasie de la cellule
- Stimulées en cas de déprivation de nutriments pour promouvoir la survie
Que sont les peroxysomes
- Présent dans tous les eucaryotes
- Ressemblent aux lysosomes (mais ne font pas partie du système endo-lysosomal)
- Organite sphérique à simple membrane
- Diamètre de 200-1000 nm
- Important pour le métabolisme et la détoxyfication
Que font les peroxysomes
- Oxidation des acides gras (Important pour le métabolisme)
- Production et dégradation du H2O2 et métabolisme des espèces réactives d’oxygène (ROS) (Important pour la détoxication)
De quoi sont formés les peroxysomes et que synthétise t’ils?
- Plus de 50 enzymes
- Catalase la plus abondante (espèce réactive d’oxygène) (ROS))
- Synthèse des acides biliaires (foie)
- Synthèse des lipides (en plus de REL)
Comment se fait la biogenèse (création) des peroxysomes
Peuvent se forme de novo (nouveau), mais la plupart se forment par fission et croissance comme les mitochondries
Quels protéines sont utiles pour la fusion des membranes
Par l’intermédiaire de protéines, SNARE.
Que sont les SNARE et les types de SNARES
Protéines transmembranaires sur la vésicule (v-SNARE) (Vésicule- SNARE) et sur la membrane cible (t-SNARE) (Target-SNARE)
Décrit le processus global de fusion des membranes et que se passe-t’il après la fusion?
v-SNARE interagit avec t-SNARE. En rapprochant la vésicule de transport avec la membrane cible. Suite à la fusion, la dégradation de leur interaction nécessite l’hydrolyse d’ATP pour recycler les SNARE
Y-a-t’il différents SNARE
OUI, pour différents compartiments
Que doit faire une vésicule pour se fusionner
S’attacher et s’appareiller avec la membrane cible via des GTPases de la famille Rab, faisant partie de la superfamille Ras
Y-a-t’il différents Rab
OUI, ils sont spécifiques pour certains compartiments
Que sont les phosphoinositides et qu’est ce qui les régule
- Variant de phosphadydylinositol (PI) phosphorylés
- L’anneau inositol (PI) peut être phosphorylé/déphosphorylé (régulé) sur ses positions 3, 4, 5 par des kinases phosphatases
Quels sont les types de phosphoinositides
PI3P
PI4P
PI5P
PI(4,5)P2=PIP2
PI(3,4,5)P3=PIP3
Y-a-t’il différents phosphoinositides et quelle est leur fonctions
- Oui, sur différentes membranes
- Façon pour la cellule de distinguer les compartiments
Qu’est-ce que la voie de biosynthèse
- Lieu de passage des protéines nouvellement synthétisées du RER et destinées à la membrane plasmique, à l’exportation par sécrétion ou encore à d’autres organites comme les lysosomes
Qu’est-ce que le RE
- Un réseau de citernes ou sacs membranaires qui entoure le noyau et est en continuité avec l’enveloppe nucléaire
- La surface est lisse (REL) ou rugueuse (RER) à cause de la présence des ribosomes
- Le RE est la fabrique de membranes de la cellule
Qu’il y t’il dans le REL
- Sans ribosomes
- Réseau de tubules
En continuité avec le RER
Quels sont les rôles du REL
Synthèse lipidique:
- Phospholipides, cholestérol, hormones stéroïdes, parties lipidiques des lipoprotéines
Réservoir de Ca2+ (réticulum sarcoplasmique dans les muscles)
Que possède le RER
- Avec ribosomes
- Réseau de citernes
En continuité avec le REL
Quels sont les rôles du RER
- Synthèse protéique
- Repliement des protéines
- Contrôle de qualité
- Glycolysation des protéines
Que sont les ribosomes
- Composés d’ARNr et de protéines
- 20-30 nm
- 2 sous-unités: petite (30S) et grande (50S)
- Essentiel pour la traduction des ARNm en protéine
Qu’est ce la synthèse protéique
La traduction d’un ARNm en protéine
Comment fonctionne la synthèse protéique
- Le ribosome se déplace (TRANSLOCATION) de 5’ à 3’ en lisant chaque codon de 3 nucléotides
- Les ARNt spécifiques pour chaque codon transfèrent chaque acide aminé à la chaîne polypeptide jusqu’à un codon STOP
Que sont les polysomes
Plusieurs ribosomes traduisant le même ARNm en même temps
Que contiennent les protéines destinées à être sécrétées hors de la ¢ et/ou transmembranaires
Séquence signal “signal peptide” N-terminale qui dirige le ribosome au RE (23 aa)
Que font les ribosomes libres
Protéines cytosoliques, nucléaires ou mitochondriale
Que font les ribosomes liés au RE
Protéines destinées à être sécrétées ou transmembranaires ou qui fonctionnent dans le système endomembranaire
Décrit la translocation co-traductionnelle au RER (En d’autres mots)
La séquence signal amène les ribosomes qui chevauchent l’ARNm en voie de traduction à la surface externe du réticulum endoplasmique et la protéine qui se forme s’allonge dans la citerne du réticulum à travers un complexe protéique, le translocon (canal de translocation). Le séquence signal est ensuite clivé par un peptidase.
Comment sont insérées les protéines transmembranaires dans la bicouche lipidique du RE
Via le translocon ou canal de translocation
Où commence la glycosylation des protéines
Dans la lumière du RE avec les précurseurs du glycocalyx
Quelles sont les classe de glycoprotéines
1- N-glycosylation: oses (glucose) liés à un nitrogène de l’asparagine (Asn) dans le RE
2- O-glycosylation: oses (galactose) liés à un oxygène de sérine (Thr) dans l’AG
Comment se fait la N-glycosylation
- La N-glycoslyation des protéines commence dans la lumière du RER avec ajout de glycane préformé
- Les Nitrogènes des asparagines deviennent glycosylés avec une chaine initiale de 14 sucres (glycane) dans la lumière du RER
Glycane=2GlcNAc, 9 mannoses, 3 glucoses
Quels sont les précurseurs de glycane
2xGlcNAc, 9x mannoses, 3x glucoses
Comment se fait le contrôle de qualité dans la lumières du RE
- Protéine avec un glucose se lie à la calnexine/chaperonne qui enlève le glucose.
- Si la protéine est correctement repliée, elle va vers l’AG
- Si elle est partiellement repliée, une glycosyl transférase la reconnait et ajoute un glucose.
- Elle retourne ensuite au chaperonne et recommence la boucle, ce qui retarde le processus
Comment se fait la réponse à trop de protéines mal repliées
- S’il y a trop de protéines mal repliées, la cellule augmente la transcription des gènes chaperons tels que la calnexine pour augmenter la quantité et taille de RE et assurer le bon repliement des protéines
- Auto-contrôle de la taille du RE
Qu’est-ce que IRE1
- Endoribonucléase transmembranaire qui contrôle l’épissage (splicing) spécifique de l’ARN de XBP1
- En gros, c’est un récepteur qui active ou désactive XBP1 lorsqu’il y a trop de protéine mal repliée
Qu’est-ce que XBP1
- Facteur de transcription qui augmente la capacité de synthèse de gène chaperon (calnexine) de la cellule pour éviter les protéines mal repliées
Comment sont éliminés les protéines transmembranaires mal repliées
Rétro-transloquées, polyubiquitinées et dégradées/éliminées via des protéasomes qui sont associé au RE (ERAD) ou lysosomes (protéine dans des vésicules)
Caractéristiques d’un protéasomes
- Les protéasomes s’occupent spécifiquement des protéines solubles présentes dans le cytosol et le nucléoplasme (facteurs de transcription, etc).
- Taille de 20S (similaire à la petite sous-unité des ribosomes)
- Cytosolique
- Une série de protéases dégrade les protéines
comme un « broyeur d’évier »
De quoi est composé l’AG dans la voie de sécrétion et de biosynthèse
Citerne cis (proche du RER)
Citerne médiane
Citerne trans (proche de la membrane plasmique) , c’est la sortie
Comment se nomme l’espace entre le RE et AG
-
ERGIC
Soit, compartiment intermédiaire RE-Golgien ou un cluster tubulo-vésiculaire
Que comporte ERGIC
COPII = Transport antérograde, via protéines motrices, vers l’AG cis
COPI = Transport de récupération/rétrograde
Comment se fait le transport rétrograde ou de récupération
Dans le golgi cis ou ERGIC, des protéines résidentes comme la calnexine ont une séquence KDEL se liant au récepteur KDEL
Un manteau COPI entoure les endroits avec ces récepteurs pour le transport par vésicule et il y a retour au RE
Quels sont les rôles de l’AG
- Finition/maturation des protéines produites dans le RER par glycosylation (ajout d’oses pour activation et stabilisation des protéines, comme pour la N-glycosylation)
- Étiquetage des protéines pour marquer leur destination finale (ajout d’oses p/e)
-
Triage, concentration et emballage des protéines dans des vésicules ou granules de sécrétion.
Ces granules ou vésicules sont acheminées à leur destination par transport le long des MT grâce à des moteurs (kinésine, dynéine)
Il y a t’il de la N-glycosylation des protéines dans l’AG
- Oui, débute dans le RE et continu dans l’AG, donc l’AG il y a des oligosaccharides plus complexes
Où sont trier les protéines à la sortie de l’AG, au réseau trans-Golgien (TGN)
- Lysosomes
- MP
- Vésicules de sécrétion
Qu’est-ce que la sécrétion constitutive
- Fait par toutes les cellules
- Protéine solubles sécrétées en permanence,
- Sert à garder l’homéostasie de la membrane plasmique (pompe Na/K p/e)
Qu’est-ce que la sécrétion régulée
-
Uniquement dans les cellules sécrétoires suite à un signal extracellulaire ou dans des cellules spécialisées
Ex: Les adipocytes qui haussent le nombre de transporteurs de glucose GLUT4 à leur membrane plasmique en réponse à l’insuline - Dans ces cellules, le Trans-Golgi-Network (TGN et fin de l’AG) fait le tri pour séparer les composantes des différents types de sécrétion de vésicules sécrétoires
Donne un exemple de sécrétion régulée
Bouton synaptique
1. Livraison du contenu des vésicules synaptiques à la MP
2. Endocytose de composantes des vésicules synaptiques pour former de nouvelles vésicules synaptiques
3. Endocytose de composantes des vésicules synaptiques par endocytose
4. Bourgeonnement de vésicules synaptiqes depuis les endosomes
5. Chargement de neurotransmetteurs dans les vésicules
6. Sécrétion de neurotransmetteur par exocytoe en réponse à un PA
Qu’est-ce que la transcytose
Transport endosomale dans des ¢ polarisés:
Endocytose de la membrane plasmique apicale, puis transport et fusion avec la MP basolatérale dans les cellules polarisées
Résumé de la voie endosomale
Résumé de la voie voie de sécrétion 1 : le RE
UPR = Unfolded Protein Response (IRE1 et XBP1)
