Compartiment cellulaire - Cours 2 Flashcards
Comment se déroule le transport à travers deux membranes?
Les mitochondries et les chloroplastes possèdent plus d’une membrane et ne possèdent pas de pores suffisamment grands pour faire passer des protéines complètes dans le forme tridimensionnelle (structure tertiaire)
Il faut donc garder les protéines dans leur structure primaire (la structure-II en hélice α peut passer aussi) ou dérouler les protéines pour reprendre la structure primaire/ hélice α.
Il faut une étiquette, un récepteur (ou plusieurs) , de l’énergie
Renaturation par la suite
Comment l’importation des protéines se fait-il chez la mitochondrie?
Dans les mitochondries, un des signaux les plus communs est une série d’acides aminés située en N-terminal du précurseur (future protéine mitochondriale) formant une hélice α amphiphile avec une moitié hydrophobe et une autre moitié chargée positivement. La partie hydrophobe sera reconnue par un récepteur situé sur la membrane externe de la mitochondrie.
Une portion hydrophobe et une portion hydrophile chargée positivement. La section hydrophobe est reconnue par le récepteur
Les récepteurs et les deux translocateurs opèrent ensemble sous forme de complexes : TOM (Milieu extracellulaire à espace intermembranaire, Transport Outer Membrane) (membrane externe) et TIM (espace intermembranaire à cytosol, Transport Inner Membrane) (membrane interne).
o Le récepteur fait partie de TOM et passe le peptide signal au translocateur (TOM40).
o Les protéines entrent lorsque les chaperonnes Hsp70 cytosoliques, qui conservaient les protéines dépliées, hydrolysent l’ATP (énergie) et se dissocient. HSP70 : Se mettent sur les protéines pour maintenir la forme primaire de la protéine. Demande de l’ATP pour faire passer dans la matrice mitochondriale
o Dans l’espace intermembranaire, TOM transfert le signal à TIM, qui fait passer les protéines dans la matrice (avec l’aide des chaperonnes mitochondriales, Hsp70).
o Le signal est coupé (ne fait pas partie de la protéine finale).
Pour entrer, la majorité des protéines vont passer par le complexe TOM. Une fois dans l’espace intermembranaire, ce qui va se passer par la suite va dépendre des différents signaux internes.
Quelle voie prendra une protéine destinée à la membrane externe de la mitochondrie (une porcine ou le translocateur TOM40)?
Précurseur traduit dans le cytoplasme.
Passe par le complexe TOM.
Chaperonnes dans l’espace intermembranaire.
Insertion dans la membrane grâce à SAM et au signal interne (hydrophobe).
Comment se déroule la maturation des protéines mitochondriales après leur importation?
Dans la plupart des cas, le peptide signal (hélice α en N-terminal) est coupé par des peptidases après l’incorporation de la protéine à l’endroit désiré. S’il existe des signaux internes, ces derniers ne sont pas coupés
Quelles sont les 2 façons qu’une protéine peut rentrer dans la mitochondrie?
Certaines protéines sont effectivement apportées au TOM par les hsp70 cytosoliques (b), mais d’autres ont une configuration linéaire sans aide des chaperonnes (a).
Dans le (a), l’hélice-α amphiphile (préséquence) est reconnue par les sous-unités TOM20-22.
Dans le (b), l’hélice-α est absente et c’est la hsp70 qui est reconnue par la sous-unité TOM70 (la protéine « precursor » peut être reconnue également par TOM70). La chaperonne est reconnue par le TOM. Pas 2 séquences à couper
L’utilisation de l’énergie pour l’incorporation membranaire est moins bien connue. Probablement, il s’agit d’une façon d’utiliser le potentiel membranaire ou directement le transfert d’énergie des protéines impliquées dans la chaîne de transport des électrons (complexes IV et III).
Possibilité : par signal ou par chaperonne. Peut y avoir ancrage de la protéine
Comment se déroule l’importation des protéines chloroplastiques ?
L’incorporation des protéines dans les chloroplastes fonctionne selon les mêmes principes que celle dans les mitochondries : même complexité, mais les protéines (récepteurs, translocateurs, chaperonnes, etc.) sont différentes.
Les protéines principales sont les complexes de translocation TOC (membrane externe) et TIC (membrane interne).
TOC = Transport Outer Chloroplaste = TOM
TIC = Transport Inner Chloroplaste = TIM
Dans le chloroplaste, il y a une membrane supplémentaire (la 3e, celle des thylakoïdes). Il faut donc un signal supplémentaire pour entrer dans ce troisième compartiment (pour être reconnu par la membrane des thylakoïdes)
Quels sont les 2 types de réticulum endoblastique et comment les sépare-t-on?
Lorsqu’un échantillon de RE est centrifugé dans un gradient de densité, il se sépare en deux types de microsomes (bouts de RE qui se referment) : le REL (lisse) et le RER (rugueux, granuleux).
L’idée générale : une sédimentation en accélérée dans un tube contenant un gradient de sel ou de sucre (concentration augmente vers le bas du tube). Les particules de l’échantillon “descendent” dans le tube jusqu’à l’endroit où leur densité équivaut celle du soluté
Centrifugation
Microsomes n’existent pas dans la nature puisqu’ils ne sont pas perturbés dans la nature
Comment peut-on différencier les deux types de RE ?
o Le REL s’occupe de la synthèse des lipides (production des membranes)
o Le RER s’occupe des protéines principalement destinées à la sécrétion (ou dans la voie de sécrétion).
Le RER est plus granuleux lorsqu’observé
Expliquez la formation des phospholipides dans le REL et leur envoie
L’enzyme acyl-transférase est située dans la membrane du REL, mais son site actif se retrouve dans le cytoplasme. Elle construit les phospholipides à partir de deux acides gras et d’un glycérol phosphaté. Les nouveaux phospholipides s’ajoutent au feuillet externe de la membrane du REL.
Par la suite, les enzymes scramblases (un type de flippase) égalisent les 2 couches membranaires.
Phospholipides s’ajoutent sur le feuillet externe. Acyl-trasnférase flippe les lipides du feuillet externe au feuillet interne
Nommé “scrambled eggs”
Après la formation dans le REL, les phospholipides sont envoyés par transport vésiculaire à la plupart des organites membranaires. Une fois rendus à la membrane plasmique, les nouveaux lipides sont réarrangés par les flippases. Ces enzymes hydrolysent l’ATP pour générer une distribution asymétrique des lipides sur les deux couches de la membrane. Selon l’endroit où ils doivent être. Besoin d’énergie
Que sont les peroxysomes ? quels sont leur fonction et comment sont-ils créées ?
o Le RER produit des protéines membranaires appelées peroxines, qui migrent vers le REL. Ce dernier donne, par bourgeonnement, une vésicule précurseur.
o Les autres protéines du peroxysome sont synthétisées dans le cytoplasme et incorporées dans l’organite par les peroxines de façon post-traductionnelle (signal SKL en C-terminal).
o Les peroxysomes peuvent croître et se diviser par eux-mêmes.
Les fonctions du peroxysome :
o Oxydation des molécules organiques
o Neutralisation du H2O2
Peroxines forme membrane du peroxisome
Protéine cytoplasmique s’ajoutent
Formé à partir d’une vésicule précurseur
Réticulum : continuation du noyau
Perroxisome peuvent croître seule. Peuvent se diviser
Quelles sont les deux façon de former et faire croître un peroxysome ?
o La synthèse de novo par la fusion hétérotypique de 2 vésicules de RE (V1 et V2) suivie par l’incorporation post-traductionnelle des protéines (mauve). Lent
o La croissance – fission des peroxysomes existants: réception des vésicules V3 et incorporation post- traductionnelle des protéines. Lorsque le peroxysome est volumineux, la Pex 11 permet l’allongement, le DRP-interacting protein fait la constriction membranaire alors que le DRP (dynamin-related protein) s’occupent de la coupure finale (bleu). Rapide. Fait des vésicules de tailles variables
Peroxysome peut venir de la dégradation de 2 anciens peroxysomes
PMP = peroxysome membrane proteins
À retenir : Peroxysomes fait à partir du réticulum endoblastique, qui va attirer d’autres molécules OU Peroxysome mature fusionne avec un ancien pour faire un gros peroxysome
Pex3 = étiquette d’une vésicule destinée aux peroxysomes et permet l’incorporation des protéines membranaires (avec pex 19)
Expliquez la synthèse de novo
o Pex3 = étiquette d’une vésicule destinée aux peroxysomes
o PMPs = complexe de translocation (ces protéines sont fabriquées par le RER – incorporation co-traductionnelle)
-Fusion hétérotypique (V1+V2) permet de construire les complexes de translocation fonctionnels. La fusion est possible grâce à Pex1-6. Translocation = transport
-Croissance du peroxysome par ajout de V3 (ajout de membranes)
Toutes les molécules doivent être présentes pour être un peroxysome
-Croissance du peroxysome par incorporation post traductionnelle des protéines.
Les transporteurs solubles Pex5 amènent la cargaison au translocateur et se collent dessus
Le Pex5 devient membranaire. Il va être détaché rapidement en hydrolysant l’ATP de sorte qu’il y a toujours beaucoup de Pex5 solubles et peu de Pex5 membranaires (gradient! = énergie)
Plus de Pex5 dans cytoplasme
Quelles sont les généralités sur le peroxysome ?
o La fonction des peroxysomes dépend des protéines qui y sont importées et peut changer en fonction du type cellulaire et de l’environnement cellulaire
o Différents types de peroxysomes peuvent même coexister dans la même cellule.
o La forme sphérique du peroxysome peut s’allonger et devenir réticulaire selon les nécessités métaboliques.
o Ils peuvent partager certaines fonctions avec d’autres organites (possibilité de communication).
Plusieurs sortes
Peut changer de forme et avoir différentes fonctions dans 1 seule cellule
Expliquez le métabolisme des peroxysomes
Normalement le taux de multiplication des peroxysomes est similaire au cycle cellulaire. Par contre, lorsqu’ils sont demandés pour leur rôle métabolique, ils grossissent et se multiplient davantage.
Il y a plus de peroxysomes lorsqu’il y a plus d’acides gras dans son milieu (activité métabolique modifiée).
Le contrôle se fait au niveau transcriptionnel en réponse aux conditions environnementales.
Le même peroxysome d’origine peut se subdiviser en 2 peroxysomes ayant des activités métaboliques différentes.
Exemple : le peroxysome séquestre une enzyme spécifique dans un endroit spécifique (partie foncée)
Éventuellement, cette section formera un nouveau peroxysome qui aura l’activité spécifique de l’enzyme séquestrée.
Les lucioles produisent de la bioluminescence. La réaction chimique qui produit de la lumière se fait dans les peroxysomes des cellules de l’abdomen.
Comment les mitochondries et les chloroplastes reçoivent des lipides?
Le trafic vésiculaire (RE → Golgi → Vésicules) ne communique pas avec les mitochondries et les chloroplastes. Ces organites reçoivent leurs nouveaux lipides grâce aux protéines d’échange des phospholipides (PEPs), qui font le lien entre le RE et les mitochondries et chloroplastes.
Protéines SAM et Mdm (10, 12, 34) et mmm (1)
