cours 4 avril: cellules eucaryotes suite Flashcards
1
Q
digestion cellulaires: 2 types
A
- digestion intracellulaire
- digestion extracellulaire
les deux sont accomplies par des lysosomes
2
Q
digestion intracellulaire (3)
A
- dans la cellule
- la cellule hydrolyse des grosses molécules en molécules simples
- grâce à des enzymes hydrolases acides
3
Q
digestion extracellulaire (4)
A
- la cellule sécrète des hydrolases acides dans le milieu externe
- pour dégrader de grosses molécules
= puis ingérer les petites molécules - pour se défendre, etc.
4
Q
digestion cellulaire: hétérophagie
A
- la cellule ingère des éléments externes à elle
= pour se nourrir ou se défendre - commence par le processus d’endocytose
- grâce aux lysosomes
5
Q
digestion cellulaire: autophagie
A
- la cellule digère ses propres constituants
= pour éliminer les organites usés
= des macromolécules endommagées - pas d’endocytose
- grâce aux lysosomes
6
Q
digestion cellulaire: hétérophagie: étapes (2)
A
- manger par endocytose
- digérer grâce aux lysosomes
7
Q
digestion cellulaire: hétérophagie: manger par endocytose (3)
A
- la membrane plasmique s’invagine
- capte des substances extracellulaires
- l’invagination se referme en vacuole
= se détache de la membrane plasmique
8
Q
digestion cellulaire: hétérophagie: digérer grâce aux lysosomes
A
- la vacuole dans l’ectoplasme fusionne
= à un lysosomes directement ou
= à un endosome puis à un lysosome - le lysosome digère le contenu
9
Q
modes d’endocytose (3)
A
- phagocytose
- pinocytose
- endocytose par l’entremise de récepteurs
10
Q
modes d’endocytose: phagocytose (3)
A
- manger la cellule
- ingestion (endocytose) de la cellule entière ou de gros fragments
11
Q
modes d’endocytose: pinocytose (3)
A
- boire la cellule
- ingestion (endocytose) de molécules solubles
- micropinocytose: ce qui est ingéré est encore plus petit
12
Q
modes d’endocytose: endocytose par l’entremise de récepteurs (2)
A
- nécessite des récepteurs membranaires pour lier le ligand
- ligand: ce qui se lie à un récepteur
13
Q
digestion cellulaire: organites (2)
A
- lysosome
- endosome
14
Q
digestion cellulaire: lysosome: fonction (général) (2)
A
- pour l’autophagie
- pour tous les cas d’hétérophagie
15
Q
digestion cellulaire: endosome: fonctions (général) (4)
A
- un intermédiaire dans le cas de l’hétérophagie par endocytose par l’entremise de récepteurs
- pas en jeu:
= dans les autres cas d’hétérophagie: phagocytose et pinocytose
= dans l’autophagie
16
Q
digestion cellulaire: lysosomes: caractéristiques (4)
A
- vésicules de 0,1 à 1,2 um
- d’apparence finement granuleuse
= membrane est typique, mais (2)
= matrice contient des enzymes hydrolases acides (4)
17
Q
digestion cellulaire: lysosome: membrane typique mais (2)
A
renferme des pompes à protons
- protéines transmembranaires qui font entrer activement plus de H+
= maintient l’intérieur des lysosomes à pH plus petit ou égal à 5,0 (acide)
18
Q
digestion cellulaire: matrice contient des enzymes hydrolases acides (4)
A
- ont été traduites sur le REG et glycolysées dans le REG
- formation d’un lysosome:
= dans le Golgi, enzymes hydrolases acides acquièrent l’adresse mannose-6-phosphate M6P
= vésicules trans-golgiennes sont envoyées à des vésicules acides (sans enzymes) provenant aussi du Golgi
= fusion des deux
19
Q
digestion cellulaire: lysosomes: hétérophagie
A
après fusion d’une vacuole d’endocytose à un lysosome
- les hydrolases acides et l’acidité du milieu lysosomal fragmentent les macromolécules en petites molécules qui
= traversent la membrane lysosomale
= gagnent le cytosol pour être utilisées par la cellule
= des molécules non digérées et des enzymes restent
20
Q
digestion cellulaire: lysosomes: autophagie
A
- destruction des organites usés et défectueux pas les lysosomes
= il faut les éliminer, digérer - destruction des macromolécules dénaturées, défectueuses
21
Q
digestion cellulaire terminée: lysosomes
A
une fois la digestion cellulaire terminée, les lysosomes deviennent des corps résiduels
= post-phagosomes
22
Q
digestion cellulaire terminée: lysosomes deviennent corps résiduels qui contiennent (2)
A
- molécules non hydrolysées
- hydrolases dénaturées
23
Q
quand la digestion cellulaire est terminée: lysosomes deviennent corps résiduels qui peuvent (2)
A
- fusionner à la membrane plasmique pour rejeter ces résidus dans le milieu extracellulaire
ou - demeurer tels quels dans la cellule
= sac à ordures temporaire
24
Q
résumé: 3 fonctions principales des lysosomes
A
- digestion hétérophage et autophage
- sécrétion et renouvellement de la membrane plasmique
- sac à ordures de la cellule
- du moins un certain temps
25
digestion cellulaire: endosomes: caractéristiques (3)
- saccules dans l’ectoplasme de la cellule
- proviennent du complexe de Golgi
- la membrane des endosomes contient des pompes à protons
= pH de la matrice est légèrement acide
26
digestion cellulaire: endosomes: utilisation
utilisés seulement lors de l’endocytose par l’entremise de récepteurs
- des récepteurs de la membrane plasmique lient le ligand (molécule à ingérer)
- la protéine clathrine, présente dans l’ectoplasme, se polymérise autour de la vacuole en formation
= ceinture de clathrine
= force la membrane plasmique à s’invaginer
- la vacuole d’endocytose, rendue dans l’ectoplasme, perd sa ceinture de clathrine
27
digestion cellulaire: utilisation endosomes: une fois vacuole dans l’ectoplasme sans ceinture de clathrine
- la vacuole fusionne avec un endosome dans l’ectoplasme
= un endosome précoce
- l’acidité sépare les ligands des récepteurs membranaires
= l’endosome tardif se fractionne en deux
1. vésicule qui contient les ligands
2. vésicules qui contient les récepteurs
28
digestion cellulaire: utilisation des endosomes: vésicules qui contiennent les ligands
- fusionne avec un lysosome qui digère les ligands
- puis, digestion cellulaire par hétérophagie et lysosomes deviennent des corps résiduels
29
digestion cellulaire: utilisation des endosomes: vésicules qui contiennent des récepteurs
- endosomes de recyclage
- fusionnent à la membrane plasmique pour que les récepteurs servent encore, tant qu’ils sont fonctionnels
30
cas particulier d’hétérophagie: virus (première slide)
vacuole d’endocytose:
- perd sa ceinture de clathrine
- fusionne avec un endosome
= l’enveloppe et le capside du virus sont détruites par l’acidité de l’endosome
= l’endosome ne détruit pas l’ARN du virus
- l’endosome ne fusionne pas à un lysosome
31
cas particulier d'hétérophagie: virus: machinerie de la cellule hôte (deuxième slide)
employée pour:
- répliquer l'ARN viral
- synthétiser les protéines virales
= les protéines de la capside sont traduite sur les ribosomes libres
= protéines glycolysées de l'enveloppe sont traduites sur le REG et modifiées dans le Golgi
32
cas particulier d'hétérophagie: virus: virions (troisième slide)
- les virions (ARN + capside + enveloppe) sont formés
= virions exocytosés
- prêts à infecter d'autres cellules
= ont réussi à déjouer le mécanisme de digestion de la cellule infectée
33
catalyse d'acides gras: peroxysomes (4)
- organites vésiculaires
- 0,5um dans certaines cellules ou moins
- courte durée: 4 à 5 jours
= détruits par autophagie, par l'action des lysosomes
34
peroxysomes: biogenèse
- incorporation co-traductionnelle
- incorporation post traductionnelle
- quelques vésicules précurseurs fusionnent
= peroxysomes
35
peroxysomes: biogenèse: incorporation co-traductionnelle
incorporation co-traductionnelle de protéines traduites sur le REG et qui migrent vers la membrane du REL
- bourgeonnement du REL: vésicules précurseurs des peroxysomes
- addition de lipides à la membrane de ces vésicules
36
peroxysomes: biogenèse: incorporation post-traductionnelle
incorporation post-traductionnelle d'autres protéines
- protéines membranaires + protéines enzymatiques de la matrice
37
protéines peroxysomales à incorporation post-traductionnelle: séquence signal PTS1
certaines protéines sont traduites sur les polysomes dans le cytosol et ont la séquence signal de 3 acides aminés PTS1 à leur extrémité COOH (queue de la protéine)
- PTS1 se fixe à un récepteur cytosolique PTS1R
= la protéine est transportée vers un peroxysome
- PTS1R se fixe sur la protéine membranaire Pex14P (peroxyne)
= l'enzyme pénètre le peroxysome
- PTS1 n'est pas excisé une fois l'enzyme dans le peroxysome
38
protéines peroxysomales à incorporation post-traductionnelle: séquence signal PTS2
certaines protéines sont traduites sur les polysomes libres dans le cytosol et ont la séquence signal PTS2 à l'extrémité NH2 (tête de la protéine)
- PTS2 se fixe à un récepteur cytosolique PTS2R
= la protéine est transportée vers un peroxysome
- PTS2R se fixe sur la protéine membranaire Pex14P (peroxyne)
= l'enzyme pénètre dans le peroxysome
- PTS2 est excisé une fois que l'enzyme est dans le peroxysome
39
peroxysomes: fonctions
- leurs oxydases brisent par oxydation les chaînes d'acide gras et d'autres molécules organiques en petites molécules
= produit du peroxyde d'hydrogène toxique H2O2
- leurs catalases et leurs peroxydases permettent d'utiliser le H2O2 pour dégrader d'autres molécules organiques
40
production d'énergie
- 2 organites spécialisés dans la production d'adénosine triphosphate (ATP) essentielle au métabolisme cellulaire
- 2 organites qui se distinguent de tous les autres par leur structure et leur origine
1. mitochondrie
= dans toutes les cellules eucaryotes
2. chloroplaste
= dans les cellules végétales seulement
41
production d'énergie: ATP caractéristiques (2)
- nucléotide par retrouvé dans les acides nucléiques
- entre en jeu dans toutes les réactions des cellules, apporte l'énergie
- ADP se phosphorylise (+P) et devient ATP
- ADP aussi produite à partir d'AMP+P
= AMP provient de la dégradation des ARN, instables, vite dégradés
42
production d'énergie: mitochondrie caractéristiques
- forme oblongue
- 0,7 à 3 um ou +
- nombreuses
- dans toutes les cellules eucaryotes
= sauf érythrocytes matures mammaliens
- pas de matériel colorable
= non visibles au microscope photonique sans marquage spécial
43
production d'énergie: mitochondrie: structure (3)
1. membrane mitochondriale externe
2. espace intermembranaire
3. membrane mitochondriale interne
44
production d'énergie: mitochondrie: structure: membrane mitochondriale externe
- bicouche lipidique typique
- entoure entièrement la mitochondrie
- porines: membrane très poreuse
45
production d'énergie: mitochondrie: structure: espace intermembranaire
renferme des enzymes et des protons
46
production d'énergie: mitochondrie: structure: membrane mitochondriale interne
- bicouche lipidique typique
- replis internes nombreux: crêtes
- nombreux transporteurs protéiques
= perméabilitéé très sélective
- loge les ATP-synthétases
47
production d'énergie: mitochondrie: structure: membranes: crêtes
- les crêtes de la membrane interne augmentent la surface membranaire
= nécéssitent beaucoup de phosphoglycérolipides
- synthétisés sur le REL
- escorté du REL
= mitochondries par des protéines échangeuses de phosphoglycérolipides (PEP)
48
production d'énergie: mitochondrie: structure: matrice
compartiment interne
49
production d'énergie: mitochondrie: structure: matrice: ADNmt
ADN mitochondrial
- 2 à 10 molécules d'ADNmt bicaténaires
- fermées en boucle, pas d'histones
- rattachées à la membrane mitochondriale interne
- code moins de 5% des protéines mitochondriales
= ARNt et ARNm transcrits à partir de l'ADNmt
50
production d'énergie: mitochondrie: structure: matrice: ribosomes
- mitoribosomes
- plus petits (55S ou moins) que les ribosomes cytoplasmiques (80S)
- ARNr codés par l'ADNmt, en faible proportion par rapport aux protéines
- protéines riibosomales codées par l'ADNn
= traduites sur des ribosomes libres dans le cytosol
= importées dans les mitochondries
== incorporation post-traductionnelle
51
production d'énergie: mitochondrie: structure: matrice: FoF1-ATPases caractéristiques (4)
- ATP-synthétases
- dans la membrane mitochondriale interne
= incluant les crêtes
- 10 000 à 100 000 par mitochondrie
- complexe protéique de 9 types de polypeptides ou plus
52
production d'énergie: mitochondrie: structure: matrice: F0F1-ATPases fonction
- en présence d'O2, utilisés comme accepteur d'H+
- catalysent l'oxydation des acides gras et du pyruvate (fabriqué à partir du glucose) obtenus par l'alimentation
= produit l'énergie nécessaire à phosphoryler l'ADP en ATP
= libèrent du CO2
= respiration aérobique: utilise O2, libère CO2
53
production d'énergie: mitochondrie: respiration aérobique
- en présence d'O2
- dans les mitochondries:
= production d'ATP efficace en utilisant de l'O2 (accepteur de H+)
= libère du CO2
- coexiste avec respiration anaérobique
54
production d'énergie: mitochondrie: respiration anaérobique
- absence d'O2
- fermentation
- métabolise acides gras et pyruvate mais dans le cytosol, pas dans les mitochondries
= ne libère pas de CO2
= production d'ATP moins efficace
- coexiste avec la respiration aérobique
55
production d'énergie: mitochondrie: protéines mitochondriales
- moins de 5% codées par l'ADNmt
- plus de 95% codées par l'ADNn
= incluant les protéines formant les FoF1-ATPases
= les protéines mitochondriales sont traduites sur les polysomes libres dans le cytosol
= elles sont ensuite importées dans les mitochondries
== incorporation post-traductionnelle
== 1 à 2 minutes entre la traduction d'une protéine dans le cytosol et l'incorporation à la mitochondrie
== chaque seconde, mitochondrie peut importer 100 à 150 protéines
56
production d'énergie: mitochondrie: protéines mitochondriales: importation / structure 3e
les protéines mitochondriales ne pourraient traverser les membranes mitochondriales si elles acquéraient leur structure 3e dès leur traduction des ribosomes cytosoliques
57
production d'énergie: mitochondrie: importation: chaperons
- protéines du cytosol
- gardent sous forme environ linéaire chaque protéine mitochondriale à importer
- la protège
- ne pénètrent pas dans les mitochondries
58
prodution d'énergie: mitochondrie: importation: de séquence signal à structure 3e (4 étapes)
1. la protéine à importer possède une séquence signal hélice a amphipathique à l'extrémité NH2: tête de la protéine qui possède des résidus d'acides aminés chargés positivement
2. se fixe sur une récepteur d'importation mitochondrial TOM20 de la membrane externe de la mitochondrie
3. protéine est acheminée vers le complexe de translocation TOM40: la protéine est rendue dans le compartiment intermembranaire
4. sa séquence signal se fixe sur TIM23 de la membrane interne: ceci ouvre le canal
= la protéine pénètre dans la matrice mitochondriale
= la séquence signal hélice a à l'extrémité NH2 est excisée
= la protéine adopte sa structure 3e
59
production d'énergie: chloroplastes rappel
les cellules végétales ont une paroi de cellulose externe à leur membrane plasmique
= n'ont pas besoin de cholestérol dans leur membrane plasmique
60
production d'énergie: chloroplastes: caractéristiques (3)
- plus gros que les mitochondries: jusqu'à 8 um
- enveloppe
= membrane externe avec porines
= espace intermembranaire
= membrane interne à imperméabilité sélective
== sans crêtes: suit le contour de la membrane externe
== sans chaînes de transport d'électrons
- stroma: compartiment interne
= plusieurs copies d'ADN
= protéines, ribosomes, ARN
= thylakoïdes
61
production d'énergie: chloroplaste: thylakoïdes caractéristiques
- thylakos: du grec veut dire sac
- sacs membranaires interconnectés
- empilés par endroits: granums
- lumière: espace interthylakoïde
- membrane
62
production d'énergie: chloroplaste: thylakoïdes: caractéristiques membrane
- contient le système de photosynthèse
= capteurs de photons: pigment chlorophylle
= chaîne de transport d'électrons
= F0F1-ATPase
- chloroplastes absorbent les photons de l'énergie lumineuse
= fabriquent ATP et autres molécules
= utilisent ces molécules + CO2 pour former les molécules organiques
= libèrent O2
63
production d'énergie: chloroplaste: protéines
- la majorité des protéines chloroplastiques sont codées par l'ADNn
- traduites sur des ribosomes libres dans le cytosol
- escortées aux chloroplastes par des chaperons
- complexe de protéines de transfert au travers des membranes
= incorporation post-traductionnelle
- acquièrent leur structure tertiaire dans le stroma
64
cellules eucaryotes: surface et volume
- majorité ont un faible ration surface:volume
- compensé par:
= le développement de saccules membranaires dans la cellule
= invagination de la membrane plasmique
- dont la lumière est en continuité avec le milieu extracellulaire
- la plupart des organites se seraient formés par invagination de la membrane plasmique dans le cytoplasme et par ces invaginations
= sauf pour 2 organites résultant d'endosymbiose
65
cellules eucaryotes: origines des organites: par invagination membranaire: noyau
- noyau formé en premier
= par invagination de la membrane plasmique d'une cellule eucaryte qui vint entourer le chromosome
= cellule procaryote à cellule eucaryote
- des ribosomes sont déjà sous la membrane plasmique pour la synthèse de certaines protéines
= aboutissent sur la membrane nucléaire externe
66
cellules eucaryotes: origines des organites: par invagination membranaire: autres organites
- REL, REG et Golgi se seraient formés par des invaginations secondaires de la membrane nucléaire externe
- lysosomes, peroxysomes, endosomes et vésicules à partir d'invagination additionnelles à celle-ci
= tous en continuité par un mécanisme de fusion membranaire
= en continuité avec l'espace extracellulaire par des mécanismes d'endocytose et d'exocytose
67
cellules eucaryotes: origine des organites: par endosymbiose: similitudes entre mitochondries et bactéries Gram -
1. 2 membranes
2. ADN de type procaryote
3. sensible aux antibiotiques
4. insensibles à la cycloheximide
5. division cellulaire
68
cellules eucaryotes: origine des organites: par endosymbiose: similitudes entre mitochondries et bactéries Gram -: 2 membranes
- membrane externe poreuse (avec porines)
- espace intermembranaire
- membrane interne
= sélective
= FoF1-ATPases
69
cellules eucaryotes: origine des organites: par endosymbiose: similitudes entre mitochondries et bactéries Gram -: ADN type procaryote
- en boucle
- non associé à des histones
- baigne dans la matrice
- rattaché à la membrane interne par une séquence de nucléotides
70
cellules eucaryotes: origine des organites: par endosymbiose: similitudes entre mitochondries et bactéries Gram -: sensible aux anitbiotiques
sensible aux antibiotiques qui bloquent la traduction chez les bactéries
- érythromycine
- tétracycline
- chloramphénicol
71
cellules eucaryotes: origine des organites: par endosymbiose: similitudes entre mitochondries et bactéries Gram -: insensible à la cycloheximide
agent antifongique qui bloque la traduction protéique sur les ribosomes du cytosol des cellules eucaryotes mais pas chez les bactéries
72
cellules eucaryotes: origine des organites: par endosymbiose: similitudes entre mitochondries et bactéries Gram -: division cellulaire
les deux se divisent par scissiparité
73
cellules eucaryotes: origine des organites: par endosymbiose: hypothèse la plus acceptée
- un ancêtre de la cellule eucaryote anaérobie hétérotrophe aurait phagocytosé une bactérie primitive aérobie
- la majorité des gènes bactériens ont été transféré au noyau de la cellule hôte
- bactérie à mitochondrie
- cellule eucaryote anaérobie à aérobie
