cours 10 (final)

Question 1

la cellule eucaryote est apparu il y a combien de temps?

Answer 1

• apparues il y a ~2 milliards d’années
• d’abord des organismes unicellulaires
• ensuite pluricellulaires (il y a ~800 millions a.)

Question 2

qu’est-ce qu’un organite cytoplasmique?

Answer 2

• compartiments délimités par une membrane
  semblable à la membrane plasmique
• bicouche de phospholipides + autres lipides + protéines
• transport actif au travers de leur membrane
• accomplissent différentes fonctions
• Ex: respiration, digestion, sécrétion, etc

Question 3

quels sont les 4 règnes de la cellule eucaryote

Answer 3

unicellulaires:
- Protistes
pluricellulaires:
-Mycètes
-Plantes
-Animaux

Question 4

quelles sont les différences entre ce qu’on peut voir de la cellule eucaryote avec un microscope phototique vs microscope électronique?

Answer 4

au microscope photonique:
on distingue le noyau, peu le cytoplasme

au microscope électronique:
on distingue les organites

Question 5

quels sont les organites qu’on peut voir au micro. electronique

Answer 5

Organites: complexe de Golgi, lysosomes,
mitochondries, noyau, peroxysomes, réticulum
endoplasmique lisse (REL) et granulaire (REG),
chloroplastes (dans ¢ végétales).
Autres composantes: cytosquelette, ribosomes
(≠ organites car pas entourés de membrane).

Question 6

qu’est-ce que le nucléoplasme?

Answer 6

• substance liquide du noyau dans laquelle
  baignent la chromatine (ADN + histones) et
  les autres molécules nucléaires
• ADN
• ARN quand dans le noyau
• protéines nucléaires
• histones
• lamine (collée sur mb int)
• enzymes
• autres
• délimité par l’enveloppe nucléaire

Question 7

Qu’est-ce que le cytoplasme?

Answer 7

• région entre l’enveloppe nucléaire et la memb.
  plasmique dans laquelle baignent les
  molécules, organites et autres constituants
• cytosol: sa partie liquide entre les organites
• ectoplasme: zone périphérique du cytoplasme,
  sous la membrane plasmique = région corticale,
  pauvre en organites mais riche en cytosquelette
• endoplasme: région interne du cytoplasme riche
  en organites

Question 8

quels sont les 4 composants du noyau

Answer 8

1a) enveloppe nucléaire
1b) nucléoplasme
1c) nucléole
1d) chromatine

Question 9

quels sont les 2 types de membrane nucléaires?

Answer 9

membrane nucléaire interne
* en contact avec le nucléoplasme
* tapissée de filaments (8 déc)
* les molécules d’ADN s’y accrochent

membrane nucléaire externe
* continue avec le REG
* son feuillet cytoplasmique est couvert de ribosomes

espace intermembranaire
* entre les 2 membranes

pores nucléaires
* où les 2 membranes sont en contact
Þ perforations
Þ transport entrant et sortant

Question 10

explique l’apparition du noyau dans l’evolution

Answer 10

• à partir d’une ¢ procaryote, il y a ~2 milliards d’années
• une invagination de la membrane plasmique vint à
  entourer le chromosome Þ ¢ eucaryote
• des ribosomes étaient déjà sous la memb. plasmique
  pour la synthèse de certaines protéines
  Þ ces ribosomes sont maintenant à la surface de la
  membrane nucléaire externe
  Þ qui est continue avec le REG, formé lui aussi par sacculation
  le noyau serait le 1er organite formé
  puis le réticulum endoplasmique

Question 11

de quels grosseurs sont les pores nucléaires

Answer 11

• diamètre total ~45 nm
• obstrué par des protéines: ouverture réelle = 9 nm

Question 12

qu’est-ce que le CPN?

Answer 12

• 2 bagues protéiques octogonales en image miroir (jaune)
• bague intranucléaire dans la membrane nucléaire interne
• bague cytosolique dans la membrane nucléaire externe
• reliées par des colonnes protéiques espacées de ~9 nm
• d’autres protéines retiennent le CPN dans l’enveloppe (sous-unités)
• des filaments protéiques ~verticaux, sur chaque bague, guident les
  macromolécules qui traversent le pore: fibrilles nucléaires et cytosol.

Question 13

explique le fonctionnement general des pores nucléaires

Answer 13

• les petites molécules peuvent passer par les 9 nm des
  pores nucléaires (dans les 2 sens)
  Þ transport passif par diffusion
• les protéines nucléaires, traduites dans le cytoplasme
  et devant gagner le noyau, sont trop volumineuses
  Þ il leur faut un moyen de transport actif
• elles possèdent une séquence signal = signal de localisation
  nucléaire, SLN, le long de leur chaîne polypeptidique
  = courte séquence riche en a.a. basiques lysine et arginine

Question 14

nomme des protéines nucléaires

Answer 14

Protéines nucléaires:
histones
lamine (8 déc)
enzymes pour la
* transcription ADN en ARN
* réplication de l’ADN
* réparation de l’ADN
Les protéines ribosomales
possèdent aussi une SLN

Question 15

explique les processus qui permettent aux pores nucléaires de faire passer seulment certaines protéines

Answer 15

• le signal de localisation nucléaire (SLN) de la protéine (en jaune,
  appelée cargo) se fixe à des récepteurs d’importation nucléaire =
  importines (≠ nucléoporines) sur les filaments de la bague cytosolique
• en présence de GDP, guanosine diphosphate (et de la co-enzyme Ran)
• le complexe glisse le long
  des filaments des 2 bagues
• aboutit dans le noyau
• où le cargo est libéré
• SLN pas excisé de la prot.
• la réciproque existe
  pour les protéines
  devant sortir du noyau
  et gagner le cytoplasme
• SEN = séquence
  d’exportation nucléaire
• récepteurs exportines

Question 16

qu’est-ce que le nucléole

Answer 16

• région dense dans le noyau
• souvent centrale
• souvent la + colorée en
  microscopie photonique

Question 17

quelles sont les 4 parties du nucléole

Answer 17

pars fibrosa
* où les copies du gène 45S
sont transcrites en ARNr 45S

pars granulosa
* où s’assemblent les ARNr et les protéines en sous-unités ribosomales (petite et grosse)

pars chromosoma
* partie chromosomique en périphérie, continue avec la chromatine du reste du noyau

pars amorpha
* entre les autres parties

Question 18

explique le lien entre ARN 45S et le nucléole

Answer 18

• la ¢ a plusieurs ribosomes Þ demande beaucoup d’ARNr
  Þ plusieurs copies du gène 45S = amplification (diapos 24, 27)
  
  • les copies du gène sont transcrites en ARNr 45S (diapo 24)
  • dans la pars fibrosa du nucléole
• le transcrit d’ARNr 45S est coupé
• en 3 des 4 types d’ARNr:
  28S, 18S et 5,8S = ARNr lourds
• les ARNr lourds passent à
  la pars granulosa (diapo 26)
• le 4e type, 5S, est transcrit ailleurs
  dans le noyau - diapo 26 - puis gagne la
  pars granulosa du nucléole

Question 19

parles des protéines ribosomales dans le nucléole

Answer 19

• la ¢ a plusieurs ribosomes Þ
• demande beaucoup de protéines ribosomales
• les ~80 transcrits d’ARNm
  
  • sont codés par de l’ADN hors nucléole
  • passent du noyau au cytosol (via pores) en s’associant à protéines ayant SEN
  • se lie au récepteur exportine (diapo 18)
  • traduits en protéines ribosomales sur des ribosomes libres (diapo 33)
• ces protéines ribosomales passent du cytosol au noyau
  
  • possèdent SLN
  • qui se lie aux récepteurs importines
    vont dans la pars granulosa du nucléole

dans la pars granulosa
* ~30 protéines ribosomales s’assemblent avec l’ARNr 18S Þ petite sous-unité ribosomale
* ~50 protéines ribosomales s’assemblent avec les ARNr 5S, 5,8S et 28S Þ grosse sous-unité ribosomale
* les sous-unités ribosomales sont exportées au cytosol via des pores nucléaires (merci SEN!)

Question 20

a quel niveau se fait l’amplification

Answer 20

possible au niveau prétranscriptionnel = amplification du gène
* Ex. gène 45S (d’autres gènes sont aussi amplifiés)
* l’amplification concerne autant des gènes dans que hors nucléole

possible au niveau transcriptionnel: un gène donné code
plusieurs molécules d’ARN = amplification de l’ARN
Ex. ARNr 45S (pourrait être l’ARNr 5 S ou un ARNm ou ARNt)

possible au niveau traductionnel: une molécule d’ARNm
sert à coder plusieurs exemplaires de la protéine
seuls les ARNm sont traduits en protéines, pas les ANRr ni les ARNt

Question 21

quelle est la différence entre chrosome et chromatine

Answer 21

chaque chromosome =
* 1 molécule d’ADN bicaténaire
* histones (protéines structurales)
* les chromosomes sont en paires*
* l’ADN est enroulé autour des histones Þ ADN compacté et protégé

chromatine: ensemble des chromosomes

Question 22

quels sont les 3 types de proteines qui peuvent etre synthétisé dans la cellule

Answer 22

1. protéines destinées au cytosol
   * traduites sur des ribosomes libres dans le cytosol
   * une fois libérées des ribosomes, elles restent dans le cytosol
   (ne sont pas incorporées à un organite, contrairement aux cas 2 et 3)
   * ex: enzymes de la glycolyse, protéines du cytosquelette, etc
2. protéines destinées aux noyau, mitochondries,
   peroxysomes, chloroplastes, protéines des ribosomes
   * traduites sur des polysomes libres dans le cytosol
   * incorporation post-traductionnelle à leur organite
3. protéines destinées aux REG - complexe golgien,
   lysosomes, membrane plasmique et de sécrétion
   * traduites sur des ribosomes attachés à la membrane du REG
   * incorporation co-traductionnelle (au REG)

Question 23

quels est le premier cas pour la synthèse d’une protéine (protéine du cytosol)

Answer 23

protéine du cytosol (pas d’incorporation)
1. noyau
2. transcription d’un gène en ARNm qui est exprimé vers le cytosol
3. Traduit en protéines par un polysome libre
4. Reste dans le cytosol

Question 24

quels est le deuxième cas pour la synthèse d’une protéine (incorporation
post-traductionnelle)

Answer 24

Traduit par les polysomes libres
* a partir du cytosol soit:
- hélice alpha permet le transport transmembranaire vers les mitochondries
- SKL permet le transport transmembranaire vers les peroxysomes
- SLN permet le transport via les pores vers le noyau

Question 25

quels est le troisième cas pour la synthèse d’une protéine (incorporation
co-traductionnelle) la route par défaut

Answer 25

traduit par le réticulum endoplasmique, puis complexe golgien, vésicule de secretion constitutive, puis membrane plasmique

Question 26

quels est le troisième cas pour la synthèse d’une protéine (incorporation
co-traductionnelle) les routes nécessitant un signal

Answer 26

traduit par le réticulum endoplasmique, puis complexe golgien, puis soit:

• chemin par défaut (vésicule de secretion constitutive, puis membrane pasmique)
  OU
• vésicule de sécrétion controlé, puis memebrane plasmique

À partir de la membrane plasmique:
endosomes précoces, puis soit:
- endosome tardifs
OU
retour a membrane plasmique par recyclage des recepteurs

pour ceux qui sont allés a endosome tardif, soit:
- lysosomes
OU
- complexe golgien par recepteurs de M-6-P

au complexe golgien, soit:
- reticulum endoplasmique par KDEL ou KKXXX
OU
- retour au endosome tardifs par M-6-P

Question 27

quels sont les 2 types de reticulum endoplasmique

Answer 27

lisse (REL)
* saccules membranaires
* contiennent les enzymes pour
la synthèse des lipides
* site de réserve d’ions Ca++
et régulateur de la [Ca++]i

granulaire ou rugueux (REG)
* saccules membranaires
* portent des ribosomes sur le feuillet
cytosolique de leur membrane
* continu avec la membrane nucléaire externe et l’espace intermembranaire nucléaire
* rôle dans la sécrétion cellulaire

Question 28

explqiue la participation du REL dans la synthèse des lipides

Answer 28

• toutes les ¢ produisent des lipides, dont pour les membranes
• mais le REL est particulièrement bien développé dans certains types
  de ¢ où la synthèse de lipides est importante pour leur fonction
  spécifique. Ex: pour la production d’hormones stéroïdes

Question 29

explique la regulation du Ca+ par le REL

Answer 29

• particulièrement bien développé dans certains types de ¢ où le
  transfert intermembranaire de Ca++ est très actif pour leur fonction

Question 30

quels sont les interractions structurels des RE

Answer 30

• le REL et le REG sont en continuité
• la quantité et la proportion des 2 dépend
• du type de ¢
• de l’état d’une ¢ dans le temps
  Þ ils sont dynamiques

Question 31

expliques la sécrétion cellulaire par exocytose

Answer 31

• fusion de vésicules cytoplasmiques à la membrane plasmique pour expulser leur contenu dans le milieu extracellulaire
• l’exocytose sert aussi au renouvellement des lipides et des protéines membranaires

exocytose et endocytose n’existent pas chez les ¢ procaryotes, leur paroi ne le permettrait pas

Question 32

explique la synthese des protéines par REG

Answer 32

• un transcrit d’ARNm passe du noyau au cytosol
• s’associe à un ribosome (6 oct diapos 48-49) Þ la traduction débute
• le peptide en construction a une séquence signal
  d’a.a. à son extrémité NH2 (tête)
  = peptide signal d’initiation de transfert ou PSIT
• le PSIT permet au ribosome de se fixer
  sur la membrane du REG
• le PSIT se lie à une particule de reconnaissance = PRS Δ
  Þ ceci inhibe la poursuite de la traduction de l’ARNm en protéine
• la PRS Δ se lie à un récepteur sur la membrane du REG
  Þ fait ouvrir canal protéique (translocateur, translocon) dans mb du REG
  Þ communication entre le cytosol et la lumière du REG
  Þ la liaison PRS Δ - récepteur lève l’inhibition de la traduction
  Þ la chaîne peptidique s’allonge et pénètre par le canal dans la
  lumière du REG = incorporation co-traductionnelle (cas 3)
  Þ l’enzyme peptidase du signal coupe le PSIT
  Þ la PRS Δ se détache du récepteur (Δ redevient libre dans cytosol)
• la protéine adopte sa structure tertiaire dans la lumière du REG

Question 33

Qu’arrive-t-il aux protéines après la traduction des protéines dans le REG?

Answer 33

A) les protéines de sécrétion et de la membrane plasmique
quittent la lumière du REG et vont au complexe de Golgi
B) certaines protéines doivent rester enchâssées dans la membrane
du REG (ne se faufilent pas en entier dans la lumière du REG)
* ont une séquence d’a.a. le long de la chaîne peptidique = séquence d’arrêt de
transfert ou SAT (en jaune), qui signale l’arrêt de l’internalisation de la protéine
dans la lumière du REG, mais pas de son élongation, qui continue hors REG
A) d’autres protéines doivent rester dans la lumière du REG
* possèdent à leur extrémité COOH la séquence KDEL

Question 34

explique la glycosylation des protéines par le REG

Answer 34

• la majorité des protéines traduites sur le REG sont des
  glycoprotéines (protéine + glucide oligosaccharide) (27 sep diapo 31)
• un oligosaccharide est ajouté le long de la chaîne d’a.a. en
  élongation (pas à une de ses extrémités)
• les oligosaccharides (20 sep diapo 15)
  sont synthétisés en entier sur le
  dolichol = lipide membranaire
  du REG (synthétisé dans le REL)
• l’ajout d’un oligosaccharide à
  une protéine s’effectue dans la
  lumière du REG
• catalysé par l’enzyme glycosyltransférase
• l’oligosaccharide sera modifié dans le complexe de Golgi

Question 35

donne un exemple de glycosylation des protéines par le REG

Answer 35

• Ex: protéine avec oligosaccharide lié à l’a.a. asparagine, Asn
• l’Asn franchit le translocateur Þ arrive dans lumière du REG
• l’Asn sera glycosylée si elle fait partie d’une séquence d’a.a précise
• NH2a.a.- a.a.— a.a. - Asn – X - Ser ou Thr - a.a. —- a.a.COOH
• où X ≠ Proline
• l’oligosacharyl-transférase
  (glycosyltransférase) transfère
  l’oligosaccharide en bloc du dolichol
  à l’a.a. de la protéine en formation

Question 36

pourquoi glycosyler des protéines par le REG?

Answer 36

• protège la membrane (~substitut
  du peptidoglycane) sans empêcher
  l’exocytose et l’endocytose
• permet l’adhérence intercellulaire

Question 37

quels sont les 4 types d’oligosaccharides

Answer 37

• phosphorylés
• riches en mannose
• complexes
• intermédiaires entre ces 2

Question 38

quels sont les protéines qui participent a la glycosylation des protéines par le REG?

Answer 38

• protéines destinées aux vésic. de sécrét. ou à mb plasmique
  
  • glycosylées avec des oligosaccharides complexes
• protéines destinées aux lysosomes (29 nov)
  
  • glycosylées avec des oligosaccharides phosphorylés

Question 39

explique la modification glycoprotéines du complexe golgien première partie

Answer 39

• les protéines glycosylées quittent le REG dans des vésicules de transition
• qui arrivent à la face cis d’un golgiosome et fusionnent à la membrane du réseau cis-golgien
  Þ déversent les glycoprotéines dans
  la lumière du golgiosome
• les protéines progressent du réseau cis- au réseau trans-golgien
• des enzymes dans les saccules golgiens modifient les oligosaccharides des glycoprotéines durant leur transit
• en modifiant la région terminale des oligosaccharides (diapos 51 et 58)
• la modification de la glycosylation confère une adresse aux protéines

Question 40

qu’est-ce que le complexe golgien et son histoire

Answer 40

• identifié en 1883 par Camillo Golgi (1843-1926)
• composé de 1 ou plusieurs golgiosomes
• reliés entre eux par des tubules
• chaque golgiosome =
• 4 à 20 saccules
• ~courbés, empilés
• face cis, ~convexe du côté
  du noyau et du REG
• autre face = face trans, ~concave

Question 41

compare golgi et RE

Answer 41

Golgi comparé au RE
* pas de ribosomes (REG) ni de lipides (REL) associés au Golgi
* ses saccules sont régulièrement espacés
* leur empilement est ordonné

• morphologie en réseaux et saccules de face cis → face trans

Question 42

quels sont les 2 grands rôles du complexe de golgie

Answer 42

1) modificaion des glycoprotéines qui leur confère une adresse
2) tri des protéines selon leur desinaion: routage

Question 43

explique la deuxième partie de la modification glycoprotéique dans l’appareil golgien

Answer 43

• rendues dans le trans-Golgi
• les protéines ont acquis leur adresse (modification de la glycosylation)
• sont triées
• emballées dans des vésicules
• prennent la route vers leur destination finale
  \ Golgi = bureau de poste
  a) vésicules de sécrétion acheminées à la membrane plasmique
  (comment? → 8 déc) et y fusionnent
  Þ déversent leur contenu protéique à
  l’extérieur de la ¢ par exocytose
  b) vésicules contenant hydrolases acides
  se dirigent vers endosomes, fusionnent
  Þ les hydrolases acides digèrent le contenu
  des endosomes

Question 44

quels sont les autre fonctions de Golgi?

Answer 44

• capture des protéines du REG
  qui se sont échappées vers le
  complexe golgien mais qui
  doivent résider dans la
  lumière du REG (diapo 48)
  
  • possèdent la séquence KDEL à leur extrémité COOH, qui n’a pas été excisée

séquence KDEL
K = lysine
D = aspartate
E = glutamate
L = leucine

Question 45

quels sont les grands types de sécrétion cellulaire

Answer 45

1) sécrétion constitutive
* non soumise à un système de contrôle
* les vésicules de sécrédon provenant du trans-Golgi sont acheminées vers la membrane plasmique
* fusionnent à la membrane Þ expulsent leur contenu hors de la ¢ = système « par défaut » de toute ¢ eucaryote
2) sécrétion contrôlée
* sur demande, selon les besoins
* les vésicules de sécrédon spéciales
provenant du trans-Golgi sont acheminées vers la membrane plasmique
* mais ne fusionnent pas spontanément
* elles agendent un signal externe leur indiquant de le faire

Question 46

quels sont les protéines membranaires

Answer 46

protéines intrinsèques
* enchâssées
* ancrées

protéines extrinsèques
* intracellulaire
-dans l’ectoplasme
-rattachée à protéine intrinsèque
* extracellulaire
- dans le milieu extracellulaire
- rattachée à protéine intrinsèque