6- Transport vésiculaire intracellulaire (chapitre 6) Flashcards
1
Q
Définissez l’exocytose.
A
Voie de biosynthèse et de sécrétion allant de l’intérieur (à partir du RE) vers l’extérieur. Il peut s’agir de :
- sécrétion cellulaire
- ajout de molécules dans la membrane plasmique
2
Q
Définissez l’endocytose.
A
Voie allant de la membrane vers les endosomes et les lysosomes (dégradation). Il s’agit de :
- captage de molécules du milieu extérieur
- recirculation de molécules de la membrane plasmique.
3
Q
Vrai ou Faux. Chaque vésicule est sélective.
A
Vrai. Elle transporte la cargaison appropriée et fusionne avec la membrane-cible appropriée.
4
Q
Comment chaque compartiment garde-t-il son caractère spécifique?
A
Par dessus tout, c’est la composition de la membrane qui l’entoure. Des marqueurs moléculaires exposés à la surface cytosolique de cette membrane servent de signal de guidage au transport entrant et assure que les vésicules de transport ne fusionnent qu’avec le bon compartiment.
5
Q
Vrai ou Faux. Toutes les vésicules bourgeonnent recouvertes d’un manteau, mais possèdent une cage protéique différente recouvrant leur face cytosolique.
A
vrai
6
Q
Qu’est-ce qui doit être éliminé avant la fusion avec la membrane-cible ?
A
le manteau
7
Q
Quels sont les 3 rôles du manteau des vésicules de transport?
A
- Concentre les protéines membranaires spécifiques dans une zone spécialisée de la membrane.
- Facilite la sélection de molécules appropriées au transport.
- Moule la vésicule en un treillis incurvé en forme de panier.
8
Q
Décrivez les 3 types de vésicules selon leurs protéines du manteau.
A
- Clathrine
- Partent de la MP vers les endosomes ou entre le Golgi et les endosomes. - COPI
- Partent du Golgi ou du RE - COPII
- Partent du Golgi ou du RE
9
Q
Vrai ou faux : différents manteaux protéiques choisissent différents chargements
A
vrai
10
Q
De quoi sont composées vésicules à clathrine ?
A
composée de 3 peptides qui forment un triskelion (3 bras) assemblée spontanément en forme de panier sur la surface externe de la membrane. Chaque triskelion est formé de 3 chaînes lourdes et 3 légères qui lient l’actine du cytosquelette
11
Q
Vrai ou faux: la clathrine peut s’associer directement à la membrane cellulaire
A
Faux, pour ce faire, elle a besoin d’adaptatines.
12
Q
Que forment les adaptatines ?
A
Elles forment une couche entre la membrane et la clathrine.
13
Q
Que font les adaptatines ?
A
Elles piègent les protéines transmembranaires et les récepteurs de chargement qui lient les protéines de chargement solubles à l’intérieur de la vésicule.
14
Q
De où partent les vésicules à clathrine ?
A
Partent de la membrane plasmique vers les endosomes ou entre le Golgi et les endosomes.
15
Q
Expliquez les étapes de formation des vésicules à clathrine (4)
A
- L’adaptatine relie la clathrine à la membrane et piège les récepteurs de chargement. Les protéines solubles interagissent avec les récepteurs et sont empaquetées dans chaque vésicule de transport.
- L’assemblage successif des complexes d’adaptation et du manteau de clathrine génère des forces qui entraînent la formation des vésicules recouvertes de clathrine. Les triskelions de clathrine se lient à la face cytosolique de la membrane et forment une cage.
- Fusion des feuillets non cytosoliques puis séparation par pincement dû à la dynamine qui contient un domaine de liaison avec PI(4,5)P2. Elle ainsi que d’autres protéines cytosoliques s’assemblent en un anneau autour du col en bourgeon.
- Le manteau est éliminé après la formation des vésicules. Une fois la vésicule libérée, une PIP phosphatase élimine le PI(4,5)P2, ce qui destabilise l’accrochage adaptine/récepteur de chargement. Cela entraîne la perte des protéines adatatrice et donc la perte du manteau de clathrine.
16
Q
Qui est-ce qui fournit l’énergie nécessaire à la dissociation du manteau de clathrine ?
A
Une chaperonne Hsp70 ATPase
17
Q
Vrai ou Faux. Chaque type de protéine adaptatrice est spécifique à un groupe différent de récepteur de chargement et son utilisation conduit à la formation de vésicules recouvertes de clathrines différentes.
A
vrai
18
Q
Décrivez l’exemple de l’adaptine AP2.
A
Quand AP2 lie un PIP, cela provoque l’exposition du site de liaison pour le récepteur de chargement possédant des signaux d’endocytose. Un domaine de AP2 se lie à la membrane. Le domaine alpha et béta se lient à des protéines accessoire (comme BAR) et à la clathrine. Leurs interactions stimulent courbure de la membrane (avec clathrine).
19
Q
Vrai ou Faux. AP2 ne se lie qu’à des PIP
A
Vrai. Elle ne se lie pas à des PI.
20
Q
Vrai ou Faux. Les phosphoinositides membranaires ont des fonctions régulatrices importantes.
A
vrai
21
Q
Quelles sont les caractéristiques des phosphoinositides membranaires?
A
Peuvent subir des cycles rapides de phosphorylation ou déphosphorylation en position 3’, 4’ ou 5’ de l’inositol de tête. Cela produit différents types de PIP.
22
Q
Pourquoi l’interconversion du phosphatidylinositol et des PIP est très compartementalisée? (3 raisons)
A
- Les différents organites dans les voies d’endocytose et de biosynthèse-sécrétion ont des ensembles distincts de PI, de PIP kinases et de PIP phosphatases.
- La distribution et la régulation de ces enzymes déterminent la distribution de chaque sorte de PIP dans l’organel ou dans une région d’organel.
- La distribution des PIP varie d’un organite à l’autre.
23
Q
Vrai ou Faux.Les adaptatines sont spécifiques à la vésicule que l’on veut former.
A
vrai
24
Q
Vrai ou Faux. Les groupements de têtes de PIP recrutent des adaptines spécifiques dans des régions spécifiques d’une membrane.
A
vrai
25
Qu'est-ce qui permet un contrôle du recrutement des adaptatines à un type de membrane?
Le contrôle local du phosphatidylinositol (PI) et des kinases/phosphatases.
26
Décrivez la localisation intracellulaire des phosphoinositides (PIP).
- Les vésicules en rouge affichent PI(4)P. Lorsque la vésicule (sécrétion) a fusionné avec la membrane PI(4)P est phosphorylée en 5' par la PI(4,5)P par la PI5kinase.
- Ensuite, il y a recrutement d'adaptines spécifiques pour former des vésicules à clathrine à endocytose (bleu).
27
Quelles protéines participent au bourgeonnement à part les adaptines? Comment fonctionnent-elles?
Les protéines de courbure BAR.
- Lient et imposent leur forme à la membrane par des interactions électrostatiques avec les lipides.
- Avec AP2, elles déforment la membrane et permettent à la clathrine de former un bourgeon.
28
Décrivez les GTPases de recrutement.
- Membre de la famille des GTPases monomériques.
- Commutateurs moléculaires passant d'un état actif lié au GTP à un état inactif lié au GDP.
- Les GEF activent les protéines en catalysant l'échange du GDP en GTP.
- Les GAP inactivent les protéines par l'hydrolyse du GTP en GDP.
29
Que contient la dynamine ?
contient un domaine de liaison avec PI (4,5) P2
30
Que contrôlent les PIP ?
l'assemblage de clathrine sur la membrane plasmique et sur le Golgi
31
Que contrôlent les GTPase de recrutement du manteau ?
l'assemblage du manteau de clathrine sur les endosomes et de COPI et COPII sur le Golgi et le RE
32
Qu'incluent les GTPases de recrutement ? (2)
1. Les Arf
2. Sar 1
33
Que vont assembler les Arf ?
assemblent les vésicules de COPI et clathrine sur le Golgi
34
Que vont assembler les Sar1 ?
assemblent les vésicules de COPII sur le RE
35
Que contrôlent les GTPases amonomériques/ de recrutement ?
contrôlent les aspects spatiaux et temporels des échanges membranaires et sont présentes à hautes concentrations dans le cytosol
36
Quand est-ce que les GTPases de recrutement sont inactives ?
lorsqu'elles sont liées au GDP
37
Expliquez la formation d'une vésicule COPII (5)
1. Sar1-GEF se lie à Sar1-GDP cytosolique.
2. Lorsqu'il y a signal, Sar1-GEF le libère de son GDP et le remplace par un GTP.
3. Ce remplacement avec GTP provoque un changement de conformation qui expose une hélice amphiphile et le Sar1 s'insère dans la membrane puis recrute les sous-unités protéiques du manteau COPII sur la membrane.
4. Cela entraîne la formation d'un bourgeonnement membranaire avec le récepteur et son chargement.
5. Séparation par pincement et libération de la vésicule
38
Comment est-ce que les GTPases Sar1 jouent-elles un rôle dans la dissociation du manteau?
Via l'hydrolyse par GAP du GTP en GDP sur Sar1 induisant une sortie de Sar1 de la membrane.
39
Vrai ou Faux. Les vésicules COPII ne perdent pas leur manteau immédiatement, au contraire des vésicules à clathrine.
Vrai
40
Vrai ou Faux. Les GTPases elles mêmes agissent comme de minuteurs qui hydrolysent le GTP lentement, mais surement. Pour avoir formation de vésicules, il faut que le recrutement de Sar1-GTP par GEF soit plus rapide que sa dissociation.
Vrai.De ce fait, la formation complète d'une vésicule ne se produit que lorsque le bourgeonnement se forme plus vite que son processus de dissociation minuté. Sinon, la dissociation se déclenche avant que la vésicule ne se sépare par pincement et le processus doit recommencer à un moment et dans un endroit plus approprié.
41
Les vésicules de transport après bourgeonnement sont recouvertes d'un ____.
manteau
42
Les ____ et les ____ possèdent une fonction régulatrice importante.
adaptatines
PIP
43
Alors que PIP contrôle l’assemblage de la ____ sur la membrane plasmique et sur le Golgi, des ____ contrôlent l’assemblage de ____ et de ____ sur le Golgi et le RE.
clathrine
GTPases de recrutemen
COPI
COPII
44
Comment se produit l'arrimage des vésicules?
C'est un système en deux étapes :
1. Les protéines et effecteurs Rab dirigent vers la cible spécifique.
2. Les protéines et régulateurs SNARE agissent comme les intermédiaires de fusion des bicouches lipidiques.
45
Vrai ou Faux. Pour assurer la spécificité de reconnaissance des cibles des vésicules, elles ont toutes à leur surface des marqueurs qui les identifient en fonction de leur origine et de leur cargaison, et les membranes cibles disposent de récepteurs complémentaires aux marqueurs appropriés.
vrai
46
Définissez les protéines Rab.
- Chaque Rab est associée à au moins un organite recouvert de membrane dans les voies de biosynthèse-sécrétion ou de l'endocytose.
- Chaque organite possède au moins une Rab sur sa face cytosolique.
47
Que sont les protéines Rab ?
des GTPases monomériques
48
Combien existe-il de protéines Rab ?
plus de 60
49
Que vont diriger les protéines Rab ?
Elles dirigent la vésicule vers des points spécifiques de la membrane cible. Elles font la navette entre le cytosol et une membrane.
50
Comment sont les protéines Rab lorsqu’elles sont liées au GDP ?
inactives et liées à GDI (inhibiteur), qui les gardent sous forme soluble
51
Comment sont les protéines Rab lorsqu’elles sont liées au GTP ?
actives et liées à une membrane (de transport ou membranes cibles) et aux effecteurs Rab.
52
Comment sont les effecteurs Rab ?
Ont des structures variables avec différentes fonctions :
- Peuvent interagir avec les SNARES, couplant ainsi l'attachement de la membrane avec leur fusion.
- Protéines motrices : propulsent les vésicules sur les filaments d'actine et sur les microtubules vers leur cible correcte.
- Protéines d'attache : présentent de long domaines filamenteux qui relient deux membranes séparées par des distances qui peuvent atteindre 200 nm ou contiennent des gros complexes reliant 2 membranes proche.
53
Que facilitent les effecteurs Rab ? (3)
- le transport vésiculaire (protéines motrices),
- l'arrimage (protéines d'attache)
- la fusion (interaction avec les SNAREs)..
54
Vrai ou Faux. Les protéines Rab assurent la spécificité de l'arrimage des vésicules.
vrai
55
La distribution sélective des protéines ____ en fait des marqueurs efficaces pour identifier les différentes membranes et pour guider le transport vésiculaire.
Rab
56
Que vont catalyser les protéines SNARE ?
les réactions de fusion membranaire
57
Que fournissent les protéines SNARE ?
Fournissent un niveau de spécificité supplémentaire dans le processus de transport.
58
Combien existe-il de protéines SNARE ?
Existe 35 SNARE associées à un organite particulier
59
Où sont habituellement retrouvées les SNARE-v ?
sur les vésicules, chaîne unique
60
Où sont habituellement retrouvées les SNARE-t ?
sur les membranes cibles, 2 ou 3 protéines.
61
Que faut-il pour que la fusion membranaire puisse avoir lieu ?
il faut que les bicouches lipidiques des deux membranes soient rapprochées à moins de 1,5 nm l'une de l'autre. Le déplacement des molécules d'eau requiert beaucoup d'énergie, c'est pour cela qu'interviennent les protéines SNARE
62
Décrivez l'interaction entre SNARE-v et SNARE-t.
- Possèdent des domaines hélicoïdaux particuliers, quand ils interagissent, le domaine en hélice de l'une s'enroule autour de l'hélice de l'autre pour former un faisceau de 4 hélices.
- Le complexe trans-SNARE verrouille les 2 membranes ensemble.
- Très spécifique, les vésicules fusionnent avec les bonnes cibles.
- Ils utilisent l'énergie libérée des hélices qui interagissent pour la fusion membranaire.
63
Décrivez les étapes de fusion membranaire. (3)
1. Appariement serré des SNARE-v et -t force les bicouches lipidiques à s'apposer fortement de telle sorte que les molécules d'eau soient rejetées de l'interface.
2. Les lipides des deux feuillets de la bicouche qui interagissent, s'écoulent alors entre les membranes pour former un pédicule de connexion. Les lipides des deux autres feuillets entrent alors en contact et forment une nouvelle bicouche qui élargit la zone de fusion ( hémifusion).
3. La rupture de la nouvelle bicouche termine la réaction de fusion. Le complexe trans-SNARE catalyse la fusion avec l'énergie libérée lorsque les hélices s'enroulent pour tirer les 2 membranes l'une vers l'autre.
64
Vrai ou Faux. La fusion est régulée. Elle est parfois retardée jusqu'à l'arrivée d'un signal extracellulaire, comme le Ca++ dans le cas d'un influx.
vrai
65
Vrai ou Faux. Le mécanisme de l'incorporation des SNARE et des Rab sur les vésicules de transport est largement inconnu.
vrai
66
À quoi servent les protéines NSF? (3)
- Les complexes trans-SNARE doivent être séparés pour que les SNARE puisse servir d'intermédaire à de nouveaux cycles de transport.
- NSF fait la navette entre les membranes et le cytosol et catalyse le processus de séparation.
- ATPase utilise l'énergie de l'hydrolyse de l"ATP pour démêler les interactions du superenroulement entre les domaines hélicoïdaux des protéines SNARE.
67
Décrivez un exemple d'amarrage d'une vésicule à une membrane cible. (5 étapes)
1. Rab-GEF active les Rab-GDP en Rab-GTP sur les vésicules.
2. Les effecteurs Rab interagissent avec les Rab actives (Rab-GTP), situées sur la vésicule, la cible ou les 2, pour établir la première connexion entre les deux membranes qui vont fusionner.
3. Les SNARE-v et -t s'apparient pour amarrer la vésicule sur la membrane cible et catalysent la fusion des deux bicouches lipidiques juxtaposées.
4. Une Rab-GAP induit Rab à hydrolyser son GTP en GDP. Rab se détache et retourne au cytosol en se liant au GDI.
5. Il y a fusion des deux membranes et libération du cargo.
68
Vrai ou Faux. Lors du transport du RE vers le Golgi, certaines vésicules transportent les molécules vers le compartiment suivant tandis que d'autres récupèrent des molécules échappées et les retournent dans le compartiment antérieur.
vrai
69
Golgi est :
1. Une station de tri pour les protéines venant du RE vers les lysosomes ou vers d'autres destinations.
2. Un site de synthèse des glucides (GAG entre autres)
3. Un site d'addition d'oligosaccharides sur les protéines et les lipides.
4. Situé près du noyau.
1,2,3 et 4
70
Décrivez le transport du RE au Golgi, puis le retour.
1. Formation des vésicules COPII.
2. Formation d'agrégats tubulaires vésiculaires.
3. Aussitôt que les agrégats tubulaires vésiculaires sont formés, il y a formation de vésicules recouvertes de COPI. Elles ramènent au RE les protéines échappées et celles qui participent au bourgeonnement du RE. C'est un système de recapture. Les protéines qui doivent retourner au RE ont des signaux de recapture en C-terminal. Pour les protéines membranaires, c'est un KKXX (2x lysine + 2 autres). Pour les protéines solubles (ex. BiP), c'est un KDEL (lysine-aspartate-asparagine-leucine). Elles lient les récepteurs KDEL dans les vésicules de transport rétrograde COPI.
4. Transport à travers le Golgi.
71
Décrire la formation des vésicules COPII
Elles se forment à partir des régions spécifiques du RE appelés sites de sortie du RE (RE dépourvu de ribosomes). Le recrutement des protéines qui vont quitter le RE est un processus sélectif. Les protéines de chargement présentent, sur leur face cytosolique, un signal de sortie qui est reconnu par des composants du manteau COPII (ils fonctionnent comme des récepteurs de chargement). Ces composantes seront retournés au RE une fois leur cargaison livrée au Golgi. Pour sortir du RE, les protéines doivent être correctement repliées et assemblées, sinon, elles restent dans le RE liées à des chaperonnes (BiP, calnexine), puis dégradées au protéasome.
72
Décrire la formation d'agrégats tubulaires vésiculaires
Une fois les vésicules du RE formées et débarrassées de leur manteau, elles commencent à fusionner entre elles (fusion homotypique). Cette fusion nécessite les SNARE. Dans ce cas, l'interaction est symétrique, chaque vésicule a les deux types de SNARE. NSF sépare les SNARE-v et -t pour qu'ils puissent interagir avec celles de l'autre vésicule. Il y a alors interaction des SNARE entre les membranes adjacentes, puis fusion.
73
Expliquez le transport à travers le Golgi
Les protéines passent à travers le réseau cis-golgien, avant d'entrer dans le premier compartiment de maturation du Golgi, soit les citernes du cis-Golgi. Elles se déplacent ensuite vers les citernes médianes et arrivent finalement dans les citernes trans où la glycosylation est achevée. La lumière des citernes trans est en continuité avec le réseau trans-golgien, où les protéines sont séparées en paquet de transport différent et envoyées vers leur destination finale. Au fil et à mesure que les protéines avancent dans les citernes du Golgi, elles subissent des modifications covalentes. À tout moment dans le Golgi, les protéines peuvent être retournées au RE par des vésicules COPI.
74
Décrivez la maturation des oligosaccharides dans le Golgi
- Les étapes de maturation se déroulent selon une séquence ordonnée.
- La maturation se produit dans une séquence spatiale autant que biochimique. Les enzymes catalysant les processus précoces sont concentrées dans les citernes de la face cis et les enzymes intervenant dans les étapes plus tardives sont concentrées dans les citernes de la face trans. Chaque citerne contient des enzymes spécifiques.
75
Où ajoutons-nous des structures hétérogènes d'oligosaccharides ?
Dans le Golgi
76
Que possèdent les protéines sortant du RE ?
Les protéines possèdent une seule espèce d'oligosaccharide relié par liaison N-osidique. Seuls les sucres du coeur survivent au processus d'élagage du Golgi.
77
Quelles sont les 2 classes d'oligosaccharides après le Golgi ?
deux classes d'oligosaccharides liés à l'asparagine se retrouvent sur les glycoprotéines des mammifères : les oligosaccharides complexes (produits par l'élagage de l'oligosaccharide d'origine, puis addition d'autres sucres) et les oligosaccharides riches en mannose (partiellement élagués, ne contiennent que des mannoses, pas d'ajout).
78
Vrai ou Faux. Même si les protéines résidentes du RE ne possèdent pas de signaux de sortie, elles peuvent intégrer la vésicule COPII et quitter vers le Golgi.
Vrai. Elles le feront cependant très lentement via un mécanisme non-spécifique, et retourneront dans le RE par la suite.
79
Les protéines membranaires qui seront insérées dans la vésicule COPII sont soit des protéines de chargement présentant un ____ ____ ____ ou des ____ ____ ____ qui se lient aux composantes du manteau et reconnaîtront un signal de sortie d'une protéine soluble. Les protéines ____ possèdent un signal de sortie qui les attachent aux récepteurs de chargement membranaires.
signal de sortie
récepteurs de chargements
solubles
80
Vrai ou Faux. Les protéines de chargement ne retournent pas au RE.
vrai
81
Vrai ou Faux. Les protéines cargaison (solubles) possèdent un signal de sortie qui est reconnu par le récepteur de chargement. Elles ne retournent pas au RE.
Vrai
82
Vrai ou Faux. Le signal de sortie sur les récepteurs/protéines de chargement est reconnu par des composantes de COPII.
vrai
83
Vrai ou Faux. Les agrégats tubulaires vésiculaires sont un nouveau compartiment différent du RE.
Vrai
84
Les agrégats multivésiculaires servent, entre autre, à concentrer les protéines de cargaison. Comment expliquez vous ce concept?
L'agrégat tubulaire vésiculaire bourgeonne pour former des vésicules de transport recouvertes de COPI. Son bourgeonnement permet de ramener les protéines résidentes du RE ainsi que les protéines qui ont participé à la réaction de bourgeonnement au RE. Les agrégats subissent une maturation continue qui modifie graduellement sa composition. En effet, vers la fin du transport, on se trouve avec une plus grande proportion en protéines de cargaison et une moins grande proportion en protéines n'aillant pas d'affaire à aller dans le Golgi.
85
Vrai ou Faux. La recapture des protéines du RE commence dans les agrégats tubulaires vésiculaires et se poursuit très longtemps dans le Golgi.
vrai
86
Quelle est la face d'entré du Golgi ?
La face cis
87
Quelle est la face de sortie du Golgi ?
La face trans
88
Le réseau cis-golgien (RCG) est formé par la fusion de plusieurs ____ ____ ____ arrivant du RE. Le réseau trans-golgien (RTG) permettent la ____ des molécules vers les ____, les ____ ____, la ____ ____ ou vers le RE.
agrégats tubulaires vésiculaires
sortie
lysosomes
vésicules sécrétoires
surface cellulaire
89
Définissez la glycobiologie.
Discipline qui a pour but d'étudier et comprendre la structure, la biosynthèse et la fonction biologique des glucides.
90
Vrai ou Faux. La plus forte O-glycosylation dans l'appareil de Golgi s'effectue sur les mucines et sur les coeurs protéiques des protéoglycanes, qui sont modifés pour produire les protéoglycanes.
vrai
91
Vrai ou Faux. Le génome humain code pour des centaines de glycosyl-transférases exprimées selon différents patrons spatio-temporel. Il en existe une différente pour chaque sucre.
vrai
92
Quel est l'intérêt de la glycosylation? (5)
- Facilite le repliement des protéines. Premièrement, elles deviennent plus solubles, ce qui empêche leur agrégation. Puis, les modifications séquentielles des oligosaccharides N-glycosylés établissent un glyco-code qui marque la progression du repliement de la protéines et sert d'intermédiaire à sa liaison aux chaperonnes et aux lectines.
- Rend les glycoprotéines plus résistantes à la digestion par les protéases.
- Rôle dans le développement et la reconnaissance cellule-cellule par des sélectines et adhésion intercellulaire.
- Modifie les propriétés antigéniques d'une protéines.
- Peut aussi jouer un rôle régulateur important. Par exemple, signalisation par l'intermédiaire des récepteurs membranaires Notch.
93
Quels sont les deux modèles de transport à travers le Golgi?
1. Modèle de transport vésiculaire.
2. Modèle de maturation des citernes.
94
Expliquez le Modèle de transport vésiculaire à travers le Golgi
L'appareil de Golgi est une structure relativement statique, dont les enzymes sont maintenues en place, tandis que les molécules en transit sont véhiculées à travers les citernes de façon séquentielle, transportées par des vésicules de transport (soit selon une direction précise ou aléatoirement). Les citernes sont des organites statiques qui contiennent chacune un groupe d'enzyme résidentes.
95
Expliquez le Modèle de maturation des citernes à travers le Golgi
L'appareil de Golgi est une structure dynamique dans laquelle les citernes se déplacent. Les agrégats tubulaires vésiculaires qui proviennent du RE fusionnent les uns avec les autres pour donner le réseau cis-golgien et ce réseau subit alors une maturation progressive pour devenir une citerne cis, puis une citerne médiane et ainsi de suite. Ainsi, chaque citerne subit une maturation et migre à travers l'empilement. À chaque étape, les protéines résidentes du Golgi qui sont entraînées vers l'avant sont retournées de façon rétrograde vers les compartiments précédents dans des vésicules COPI.
96
Vrai ou Faux. Toutes les protéines qui passent dans le Golgi sortent via le réseau trans-golgien.
vrai
97
Décrivez les lysosomes.
- Compartiments entourés d'une membrane fortement glycosylées et remplis d'enzymes d'hydrolyse (protéases, lipases, nucléases, phospholipases, glycosidases, phosphatses et sulfatases) affectées à la digestion intracellulaire des macromolécules.
- Les lysosomes sont hétérogènes, car ils sont à différents stades d'un cycle de maturation.
98
Comment sont les enzymes présentes dans les lysosomes ?
Les enzymes présentes dans les lysosomes sont toutes des hydrolases acides. Au départ, ces enzymes sont sous forme de zymogène, puis elles sont activées par clivage enzymatique et nécessitent un environnement acide fourni par les lysosomes (pH 4,5).
99
Que font les transporteurs des lysosomes ?
permettent le transport des produits de digestion (AA, sucres,...) vers le cytosol où ils sont excrétés ou ré-utilisés
100
Que fait l'ATPase H+ vacuolaire du lysosome ?
Une ATPase H+ vacuolaire utilise l'énergie de l'hydrolyse de l'ATP pour pomper les H+. Le gradient de H+ permet de maintenir le pH acide et fournir l'énergie pour le transport des métabolites.
101
Vrai ou Faux. Le cytosol est doublement protégé des enzymes lysosomales grâce aux membranes lysosomales et grâce au pH du cytosol qui est d'environ 7,2.
Vrai
102
Décrivez les endosomes.
Organites entourés d'une membrane qui transporte les matériaux ingérés par endocytose, ou les matériaux provenant du Golgi.
103
Expliquez le cycle de maturation des endosomes (4)
1. Endosomes précoces : contienent du matériel provenant de la membrane plasmique et des hydrolases lysosomales. pH légèrement acide.
2. Endosomes tardifs : endosomes plus matures, ressemblent déjà +/- aux lysosomes.
3. Endolysosomes : fusion d'endosomes tardifs avec des lysosomes.
4. Lysosomes : quand la majorité du matériel des endolysosomes est digéré et quand il ne reste que des résidus résistants à la dégradation, ces organites deviennent des lysosomes classiques : petits, rond et denses.
104
Comment les protéines lysosomales sont-elles reconnues et sélectionnées dans le trans-golgien?
- En arrivant au Golgi, toutes les protéines destinées au lysosome ont un patch signal, qui signale à une enzyme qu'il faut ajouter un M6P à la protéine.
105
Comment seront reconnues les MP6 dans le trans-golgi?
par des récepteurs membranaires du M6P
106
Où les récepteurs vont-ils lier les hydrolases ?
du côté luminal du golgi
107
Où les récepteurs vont-ils lier les protéines adaptatrices du manteau de clatrine ?
du côté cytosolique.
108
La GlcNAc-phosphotransférase contient deux sites importants : un site de reconnaissance du ____ ____ et un site ____.
patch signal
catalytique
109
Vrai ou Faux.Comme la plupart des hydrolases lysosomales contiennent plusieurs oligosaccharides, elles acquièrent beaucoup de résidus M6P, ce qui leur confère une forte affinité pour les récepteurs du M6P.
vrai
110
Vrai ou Faux. Les vésicules provenant de la membrane plasmique produisent l'endosome précoce.
vrai
111
Vrai ou Faux. Le Golgi amène les hydrolases nouvellement synthétisées dans les endosomes précoces.
vrai
112
Quelles sont les voies de transport qui convergent vers les lysosomes?
1. Endocytose
2. Phagocytose
3. Macropinocytose
4. Autophagie
113
Décrivez quelques exemples des maladies de stockage lysosomal.
Toutes ces maladies sont dues à une anomalie génétique affectant une ou plusieurs hydrolases lysosomales, ce qui entraîne une accumulation de substrat non digéré.
1. Maladie de Tay-Sachs :
- Accumulation d'un glycolipide (ganglioside GM2) dans le lysosome des neurones.
- Absence de l'enzyme de dégradation du ganglioside GM2.
2. Maladie de Hurler :
- Accumulation des GAG
- Absence d'enzyme de dégradtion des GAG
3. Maladie à cellule I :
- Accumulation de substrat non digéré
- Presque toutes les hydrolases sont absentes des lysosomes des cellules.
- La GlcNAc-phosphotransférase ne reconnait pas le patch signal. À la place d'intégrer les lysosomes, elle est excrétée.
114
Vrai ou Faux. Certains lysosomes peuvent subir une exocytose pour éliminer les restants indigestes.
Vrai. Par exemple, les mélanocytes utilisent beaucoup cette voie pour sécréter la mélanine.
115
Décrivez l'endocytose
Invagination de la membrane qui se détache pour former une vésicule d'endocytose.
- Les cargaisons lient des récepteurs transmembranaires complémentaires, donc mécanisme de concentration sélectif qui augmente l'internalisation de ligands spécifiques. Les composants en faible concentration sont absorbés en grande quantité dans un petit volume. Ex. : absorption du cholestérol transporté dans le sang sous forme de particules LDL.
- Ils pénètrent la cellule sous forme de ligand-récepteur dans des vésicules à clathrine. Les récepteurs du LDL s'associent à des puits de clathrine en formation.
- Les récepteurs et les ligands sont internalisés dans des vésicules qui fusionnent avec des endosomes précoces. Puisque le pH est bas, le LDL est libéré et livré aux endosomes tardifs puis aux lysosomes où les cholestérols deviennent disponible et sont libérés dans la cellule.
- Lorsque le niveau intracellulaire de cholestérol est suffisant, le cellule cesse de synthétiser des récepteurs à LDL.
116
Décrivez la pinocytose
Ingestion des liquides et des solutés dans des vésicules de pinocytose (processus constant).
- Les vésicules de pinocytose se forment à partir de puits recouverts de clathrine de la membrane plasmique.
- Invagination et séparation de la membrane par pincement.
- Perdent rapidement leur manteau et fusionnent avec les endosomes précoces.
Ou caveolae!!! Sont livrés au calveosome ou à la membrane plasmique de l'autre côté (transcytose).
117
Décrivez la phagocytose.
Ingestion de grosses particules comme des MO et des cellules mortes dans des phagosomes (besoin d'un stimulus).
- Chez les cellules spécialisées comme les macrophages et les neutrophiles. Ils ingèrent les MO ou des cellules mortes, malades ou sénescentes.
- Formation de phagosomes qui fusionnent avec les lysosomes et il se produit une digestion de son contenu.
- Chez les protozoaires, les produits de digestion servent de nourriture.
- Chez les mammifères, c'est pour se protéger et non pour nourrir la cellule.
- La taille des phagosomes est déterminée par la taille de la particule ingérée.
- Les phagocytes possèdent des récepteurs de surface qui reconnaissent des molécules sur les particules ingérées. La phagocytose est déclenchée par l'activation des récepteurs qui transmettent un signal et initient la réponse. Les déclencheurs les mieux caractérisés sont les anticorps. Ils fixent la surface des microbes et sont par la suite reconnus par des récepteurs spécifiques sur les phagocytes. Cette liaison induit la formation de pseudopodes qui fusionnent pour former un phagosome.
- Les pseudopodes sont formés par la polymérisation de l'actine. Elle est initiée par une GTPase-Rho qui active une PI kinase et cause une accumulation de PI(4,5)P2. Pour sceller le phagosome, l'actine est dépolymérisée à sa base. Pour ce faire, une PI3 kinase convertit le PI(4,5)P2 en PI(3,4,5)P3 nécessaire à la fermeture du phagosome.
118
Vrai ou Faux. Les vésicules endocytaires fusionnent avec l'endosome précoce puis il y a triage, soit elle retourne vers la membrane plasmique, soit elle retourne vers la membrane via un endosome de recyclage ou soit le contenu est dégradé via un corps multivésiculaire puis un endosome tardif.
vrai
119
Qu'est-ce que la maturation endosomale?
C'est le passage d'un endosome précoce, à un corps multivésiculaire pour former un endosome tardif.
120
Nommez les étapes de la maturation endosomale (5)
1. Modifications des formes (vacuolisation) et de localisation via les microtubules et modifications moléculaires de la face cytosolique de la membrane (changement des caractéristiques fonctionnelles).
2. Recyclent des molécules à la membrane plasmique ou au trans-golgi (récepteurs M6P) par transport rétrograde.
3. Reçoivent des hydrolases du Golgi.
4. Le pH est acidifié par une pompe ATPase H+. Les hydrolases deviennent plus actives, plus le pH baisse. pH faible permet la dissociation des hydrolases dans l'endosome.
5. Formation de vacuoles intraluminales par invagination dans les corps multivésiculaires qui séquestrent les récepteurs signalétiques et des protéines membranaires qui doivent être dégradées. Ces récepteurs seront accessibles aux enzymes de dégradation.
121
Comment sont connectées au Golgi chacune des structures endosomales ?
par un traffic vésiculaire.
122
Pourquoi dit-on que la digestion dans les endosomes précoces est douce?
1. Plusieurs enzymes sont synthétisées sous forme de zymogène avec un domiane N-terminal inhibiteur.
2. Pas assez acide pour une activité optimale des hydrolases, ainsi cela permet de récupérer les protéines membranaires sans les dégrader. Les hydrolases sont définitivement activées lors de la fusion avec les lysosomes où le pH et où le domaine inhibiteur est retranché.
123
Vrai ou Faux. L'invagination est essentielle pour permettre la digestion complète des protéines membranaires endocytées.
Vrai. La membrane externe du corps multivésiculaire est en continuité avec la membrane lysosomale. Cependant, la membrane lysosomale est résistante aux hydrolases. En conséquence, le domaine cytosolique de la protéine membranaire ne pourra pas être digéré si la protéine reste dans la membrane lysosomale. Donc, la protéine membranaire pourra seulement être digérée complètement si elle est localisées dans un vésicule intraluminale.
124
Vrai ou Faux. Les endosomes tardifs fusionnent ensemble et avec les lysosomes pour former les endolysosomes.
Vrai
125
Vrai ou Faux. Les vésicules de pinocytoses ne sont pas toutes recouvertes de clathrine.
Vrai. Certaines commencent au niveau des caveolae, riches en caveolines (insérées dans la membrane au niveau des radeaux lipidiques et forment un manteau). Elles existent chez la plupart des cellules sous forme de fioles invaginées.
Contrairement aux vésicules recouvertes de clathrine et aux vésicules COPI ou COPII, on pense que les caveolae récupèrent leurs chargement de protéines au moyen de la composition lipidique de la membrane caveolaire plutôt que par l'assemblage d'un manteau protéique cytosolique.
Le plus souvent, elles sont statiques, mais peuvent se séparer de la membrane plasmique et fusionner avec des endosomes précoces particuliers ( cavéosomes) ou avec la membrane plasmique opposées ( transcytose).
126
Vrai ou Faux. Les molécules qui entrent par les caveolae évitent les endosomes classiques et les lysosomes.
Vrai. Les virus SV40 et papilloma pénètrent la cellule par les caveolae. Ils sont d'abord livrés aux caveosomes puis au RE d'où leur génome s'échappe pour atteindre le noyau. S'ils passaient par les puits recouverts de clathrine, ils seraient dégradés.
127
Vrai ou Faux. Une seule protéines, l'apolipoprotéine B, organise la particule de LDL et sert de ligand au récepteur des LDL.
VRAI
128
Nommez les 3 voies de recyclage des endosomes précoces vers la membrane plasmique.
1. La plupart des récepteurs est recyclée vers le même domaine de la membrane plasmique. (LDL et transferrine)
2. D'autres sont recyclés vers d'autres domaines de la membrane plasmique ( transcytose) (acquisition des anticorps du lait de la mère pour un nouveau-né)
3. D'autres vont aux lysosomes et sont dégradés. (EGF)
129
Expliquez la voie 1: recyclage du récepteur au même domaine (ex: récepteur des LDL)
1. Dans l'endosome précoce, le récepteur se dissocie de son ligand en raison du pH plus bas.
2. Le réceteur est recyclé dans la membrane plasmique et est réutilisé.
3. Le LDL déchargé est transporté aux lysosomes, puis est dégradé pour être libéré par la suite dans le cytosol.
4. Le récepteur de la transferrine recycle également son ligand. Dans le sang, le fer lie la transferrine qui se lie alors à son récepteur sur les membranes plasmiques. Le récepteur livre la transferrine et le fer aux endosomes précoces où le Fe est déchargé via pH acide. Le complexe réceteur-transferrine au complet est recyclé à la membrane et ne se rend donc pas dans les endosomes tardifs. Dans le sang, la transferrine se dissocie de son récepteur et peut lier un Fe.
130
Expliquez la voie 3: dégradation du récepteur + ligand (ex: récepteur à EGF) (3)
1. Une voie de signalisation est activée lorsque EGF se lie au récepteur à EGF à la membrane plasmique. À la membrane, le récepteur subit une mono ou une multi-ubiquitylation du côté cytosolique, ce qui fait en sorte qu'une protéines liant les ubiquitine dirigent le récepteur à EGF dans les vésicules à clathrine, puis dans les endosome, ensuite dans les vésicules internes d'un corps multivésiculaire et finalement, subiront une dégradation lysosomale.
2. Une fois que les récepteurs se retrouvent dans les membranes endosomales, ils sont reconnus par les complexes ESCRT. ESCRT-0, -I, -II et -III se lient successivement pour transmettre la charge ubiquitinylée d'un complexe à l'autre et sont finalement les intermédiaires du processus de tri vers les vésicules internes des corps multivésiculaires.
3. L'invagination de la membrane dépend aussi d'une kinase de lipide qui phosphoryle le PI en PI(3)P, lequel représente un site d'amarrage supplémentaire pour les complexes ESCRT.
131
Nommez un exemple de régulation négative
la voie 3: dégradation du récepteur + ligand (ex: récepteur à EGF)
132
Expliquez la voie 2: la transcytose
1. La lumière intestinale est acide et, à ce pH bas, les anticorps du lait se fixent sut des récepteurs spécifiques de la surface apicale des cellules épithéliales intestinales.
2. Les complexes récepteur-anticorps sont internalisés via les puits et les vésicules recouvertes de clathrine et sont livrés aux endosomes précoces.
3. Ces complexes restent intacts et sont repris dans des vésicules de transport qui bourgeonnent à partir des endosomes précoces et qui fusionnent avec les endosomes de recyclages, puis avec le domaine basolatéral de la membrane plasmique.
4. Les anticorps se dissocient de leur récepteur au pH neutre du domaine extracellulaire basolatéral. Les anticorps vont ainsi intégrer la circulation sanguine du bébé.
5. La sortie des protéines de l'endosome de recyclage peut être contrôlée par la cellule pour ajuster le flux de protéines selon les besoins. Ils peuvent servir de réserve pour des protéines spécifiques. Ex. : le cas du transporteur de glucose dans les cellules adipeuses ou musculaires. Les transporteurs du glucose sont stockés dans les endosomes de recyclage jusqu'à ce que la cellule soit stimulée par l'insuline. En réponse à ce signal, des vésicules de transport bourgeonnent rapidement à partir des endosomes de recyclage et livrent de grandes quantités de transporteurs de glucose dans la membrane plasmique, ce qui augmente fortement la vitesse d'absorption du glucose dans la cellule. Il se produit une relocalisation des transporteurs de glucose.
133
Vrai ou Faux. Les endosomes précoces sont les stations de tri de l'endocytose.
vrai
134
Vrai ou Faux. Le pH légèrement acide des endosomes précoces permet la séparation ligand-récepteur.
vrai
135
Vrai ou Faux. Le contenu soluble des endosomes précoces est généralement condamné à être détruit dans les lysosomes.
Vrai. Mais plusieurs molécules échappent à la dégradation en étant recyclées vers la membrane plasmique.
136
Décrivez l'exocytose et les deux voies sécrétoire à partir du Golgi.
1. Voie constitutive
- Présente dans toutes les cellules, exocytose continuelle.
- Non régulée
- C'est cette voie qui fournit la plupart des lipides membranaires et les protéines néosynthétisées.
- Fusion des vésicules dès leur arrivée à la membrane.
2. Voie régulée
- Présente dans les cellules sécrétoires.
- Des molécules sont mises en réserve dans des vésicules sécrétoires qui sont libérées sous l'action d'un signal électrique ou chimique (hormone, neurotransmetteur, enzyme digestive), qui entraîne une augmentation transitoire du Ca++ cytosolique.
137
Expliquez la voie des Protéines destinées à la surface membranaire
- Voie par défaut
- Fusion des vésicules dès leur arrivée à la membrane.
138
Expliquez la voie des Protéines destinées aux vésicules sécrétoires
- Voie régulée
- Les vésicules sécrétoires immatures accumulent sélectivement les protéines sécrétoire et celles-ci se forment à partir du réseau trans-golgien. Ces protéines possèdent un patch de signalisation commun aux protéines de cette classe. Durant la maturation de ces vésicules, elles fusionnent et le contenu se concentre selon 2 mécanismes.
- Premièrement, il y a condensation des agrégats due à l'acidification, puis, il y a retrait continu des membranes par des vésicules de clathrine.
- Une fois chargées, les vésicules de sécrétion rejoignent le site de sécrétion.
- Relargage des vésicules sous l'action d'un signal (neurotransmetteur, hormone, enzyme), ce qui augmente transitoirement le Ca++ cytosolique.
139
Expliquez la voie des Protéines destinées aux lysosomes
Marquées au M6P.
140
Pourquoi certaines hormones, neuropeptides et enzymes sont synthétisés sous forme de précurseurs inactifs?
Parce que certains peptides sont trop courts dans leur forme mature pour être insérés de façon co-traductionnelle dans la lumière du RE ou dans un vésicule sécrétoire. Ceci est le cas des enképhalines, un neurotransmetteur d'environ 5 acides aminés dans sa forme mature. Aussi, pour les enzymes hydrolytiques, la forme de précurseur inactif empêche l'enzyme de fonctionner jusqu'à ce qu'elle soit insérée dans un vésicule sécrétoire. Ceci empêche l'enzyme de causer des dommages à la cellule.
141
Nommez les 3 voies du tri protéique chez une cellule capable de sécrétion?
1. Protéines destinées aux lysosomes
2. Protéines destinées aux vésicules sécrétoires
3. Protéines destinées à la surface membranaire
142
Vrai ou Faux. Certaines hormones, neuropeptides et enzymes doivent subir un clivage par protéolyse dans les vésicules sécrétoires ou à l'extérieur de la cellule pour être actifs.
vrai
143
Décrivez les vésicules synaptiques.
- Renferment les neurotransmetteurs
- Permettent une signalisation synaptique très rapide.
- Une fois amarrées, un amorçage qui les prépare à une fusion rapide grâce aux SNARE, aux complexines et à la synaptotagmine.
- Les SNARE sont partiellement appariées, mais leur hélices ne sont pas totalement enroulés dans le faisceau final à quatre hélice nécessaire à la fusion.
- Les complexines bloquent les SNARE pour qu'elles ne finissent pas la réaction de fusion, jusqu'à ce qu l'entrée de Ca++ se produise La synaprotagmine se lie au Ca++, puis lie les SNARE et déplace la complexine pour que le fusion se produise
144
Vrai ou Faux. À chaque synapse, seules quelques vésicules arrimées semblent être amorcées et prêtes à l'exocytose. À chaque influx, de nouvelles vésicules sont amorcées pour remplacer celles qui ont déjà fusionnées.
vrai
145
Décrivez l'endocytose-exocytose dans une cellule nerveuse. (4)
1. Voie sécrétoire standard provenant du réseau trans-golgien qui apporte des protéines membranaires à la membrane plasmique.
2. Endocytose des composants de la vésicule synaptique par un recyclage local pour former directement de nouvelles vésicules synaptiques qui se remplissent immédiatement au lieu de fusionner avec les endosomes.
3. Endocytose du contenu des vésicules synaptiques et délivrance aux endosomes.
4. Bourgeonnement des vésicules synaptiques à partir des endosomes. Chargement des neurotransmetteurs dans les vésicules synaptiques et sécrétion des neurotransmetteurs par exocytose en réponse à un potentiel d'action.
Ceci permet un chargement rapide et des décharges successives à répétition.
146
Vrai ou Faux. Les cellules nerveuses contiennent deux types de vésicules sécrétoires.
vrai
147
Quel est le rôle du cycle exocytose-endocytose dans l'équilibre du flux centrifuge et rétrograde de la membrane? (5)`
- Les composants membranaires sont éliminés de la surface cellulaire presque aussi vite qu'ils sont ajoutés par exocytose.
- Le contrôle du transport membranaire a un rôle majeur dans le maintien de la composition des diverses membranes de la cellules.
- Pour que, dans les voies sécrétoires et de l'endocytose, chaque compartiment entouré d'une membrane conserve une taille constante, l'équilibre entre les flux centrifuge et rétrograde de la membrane doit être régulée avec précision.
- Pour que les cellules se développent, le flux centrifuge doit être supérieur au flux rétrograde, pour que la membrane augmente sa surface.
- Pour les cellules qui gardent une taille constante, les flux centrifuge et rétrograde doivent être égaux.
148
Décrivez l'exocytose pour les cellules polarisées. (2 tri)
1. Tri direct dans le réseau trans-golgien
- Les protéines GPI iront de façon prédominante dans la surface apicale parce qu'on pense qu'elles s'associent aux glycosphingolipides des radeaux lipidiques (qui se forment dans le réseau trans-golgien. Les radeaux bourgeonnent du RTG et forment des vésicules de transport ciblées à la membrane plasmique apicale.
- Les protéines membranaires destinées à la membrane basolatérale contiennent des signaux de tri dans leur extrémité cytoplasmique qui sont reconnues par des protéines du manteau qui les placent dans des vésicules de transport appropriées dans le RTG.
2. Tri indirect après le Golgi
- La protéines est recapturée depuis le domaine inapproptié par endocytose. Puis, elle est transportée au bon domaine par les endosomes précoces par transcytose.
149
Qu'est-ce qu'un exosome?
- Type de microvésicules excrétées dans le milieu extérieur par la plupart des types de cellules normales et pathologiques.
- Présents dans les fluides corporels
- Contiennent des ARN et des protéines chargées lors de la formation des CMV exocytiques.
- Une fois largués, ils peuvent transférer leur contenu à des cellules voisines et induire des réponses spécifiques.
- Les microvésicules bourgeonnent à partir de la membrane cellulaire.
- L'exosome se forme à l'intérieur des corps multivésiculaires et sont sécrétés lors de la fusion de certains CMV avec la membrane plasmique.
- Les endosomes précoces peuvent générer des endosomes de recyclage et 2 types de corps multivésiculaires, ceux allant aux lysosomes, et ceux destinés à fusionner avec la membrane plasmique, libérant ainsi les exosomes (corps multivésiculaires exocytotiques ou MVB).
150
Quelles sont les fonctions des exosomes? (5)
1. Excrétion
- Pour certaines cellules.
2. Communication intercellulaire entre les cellules éloignées
3. Système immunitaire
- Présentation des antigènes et facilite la réponse immunitaire
4. Transport d'anticorps dans le lait
- Développement du système immunitaire chez l'enfant.
5. Apoptose, angiogenèse, inflammation...
