Endocytose Flashcards
Que signifient les cellules humaines “non-spécialisées”?
Pas des cellules sécrétoires avec granules de sécrétion
Vrai/Faux: Des phospholipides sont synthétisés de façon continue au niveau du RE lisse.
VRAI
Vrai/Faux: Des protéines transmembranaires sont insérées de façon continue au niveau du RE rugueux.
VRAI
Différence entre les membranes du RE rugueux et du RE lisse:
- Qu’est-ce que nous pouvons en déduire sur une des fonctions du RE?
RE rugueux: Ribosomes à la surface sont également attachés à des ARNm (chacun 1 ARNm ou à plusieurs sur le même)
-> Synthétisent les protéines + injection au fur et à mesure dans le RE
RE lisse: Membrane contient des enzymes de synthèse de phospholipides (à partir de composants plus simples => phospholipides) qui les insère ensuite dans la membrane
DANS TOUT LE RE, ON SYNTHÉTISE EN PERMANENCE DE LA MEMBRANE (lipides + prot transmembranaires) => également vrai dans les cellules spécialisées
-> Certaines protéines vont dans la lumière de RE et d’autre qui restent dans la membrane du RE (domaine transmembranaire)
Vrai/Faux: Le transport de membrane entre compartiments (RE/Golgi/surface) est assuré par des vésicules.
~Vrai (maturation du Golgi: 2 hypothèses)
Vrai/Faux: Le flux constitutif assure le transport de composants membranaire du RE à la surface via l’appareil de Golgi.
VRAI
Fonction du RE
De la nouvelle membrane arrive en permanence vers le surface (voie de sécrétion)
Comment ce fait-il que la membrane de devienne pas énorme? (nom du phénomène)
La voie d’endocytose
Expérience permettant de mettre en évidence la capacité des cellules à absorber du milieu extracellulaire pour les importer dans des endosomes (=endocytose):
- On place une grosse molécule fluorescente (ne peut pas passer à travers les membranes) dans un milieu de cellules en culture
- Attente (30 min) + lavage
- Observation: molécule fluorescente est rentrée dans la cellule et enfermée dans des Endosomes (=compartiments de la cellules)
=> Endocytose = Internalisation de milieu
Qu’est-ce qu’un endosome?
(Taille + 2 types)
-
Compartiment (“sac”) dans la cellule à l’intérieur duquel se retrouvent le matériel endocytosé
-> Entourés d’une membrane
-> Taille de plusieurs 100aines de nm - 2 types: précoce ou tardif
- Microscope permettant d’observer le déroulement de la voie d’endocytose:
- Remarque?
Microscope électronique (problème de résolution insuffisante en microscopie optique)
ATTENTION! Cellule MORTE -> ensemble d’images individuelles réorganisées dans le bon ordre
Étapes (3) de la formation CONTINUE des vésicules d’endocytose:
-
Bourgeonnement (déformation de la surface de la cellule/invagination)
= formation de bourgeon/puit (=structure avant que la vésicule de détache) recouverts de Clathrine - Détachement de la vésicule dans le cytosol
- Dépolymérisation du manteau clathrine (=vésicule sans manteau cytosolique)
=> Fusion avec l’endosome
Ordre de grandeur de la taille d’une vésicule d’endocytose:
50nm de diamètre (> 1 pixel = visualisation difficile)
-> Plus gros que des prot
-> Plus petit que les compartiments intracellulaires
Vrai/Faux: Le volume du milieu extracellulaire internalisé dans la cellule et contenu dans les vésicules de sécrétions est de même concentration en molécules que le milieu extracellulaire.
VRAI
C (échantillon du matériel extracellulaire contenu dans la vésicule) = C (milieu extrac)
Vrai/Faux: Mesure de l’endocytose de la cellule (quantité de matériel extracellulaire contenu dans la cellule) est proportionnelle à la concentration du milieu extracellulaire.
VRAI
Si concentration du milieu extrac double alors 2x plus de molécules seront internalisées par la cellule
Qu’est-ce qui provoque la déformation de la membrane lors de l’endocytose?
Polymérisation de la clathrine (fournit de l’énergie)
= formation d’un manteau cytosolique (=structure très régulière) autour des vésicules d’endocytose (toujours présent après la fermeture de la vésicule) => permet la création des vésicules
Pourquoi la clathrine fournit-elle de l’énergie?
La polymérisation de la Clathrine se fait de façon SPONTANÉE fournit l’énergie nécessaire pour déformer la membrane plasmique
(exp: polymérisation in vitro)
Quelle protéine se situe sur le manteau cytosolique des vésicules d’endocytose?
La clathrine
La dépolymérisation de la clathrine est elle une réaction énergivore? (Expliquer…)
OUI, elle prend de l’énergie
=> Enzyme cytosoliques de dépolymérisation de la clathrine consomment de l’énergie (ATP) pour retirer les clathrines du manteau cytosolique
=> Ces mêmes molécules de clathrines vont ensuite se polymériser spontanément pour fournir de l’énergie afin de former des vésicules d’endocytose
Que fait la vésicule d’endocytose une fois qu’elle a perdu son manteau de clathrine?
Qu’est ce que ça implique (2)?
Fusion avec un endosome
—> Matériel extracellulaire se retrouve à l’intérieur de l’endosome
—> Fragment de membrane plasmique également déplacé jusqu’à l’endosome (pas d’exès de membrane à la surface de la cellule)
Compartiments (3) dans lesquels la phase fluide se retrouve dans la cellule après endocytose (+ temps ~)
Observation par expérience de marquage et de chasse
Donner les pH de
- Milieu extracellulaire
- Endosome précoce
- Endosome tardif
- Lysosome
Comment varie la concentration en H+ en fonction du milieu?
Acidité augmente donc concentration de protons H+ augmente avec la profondeur
(pH7->pH6: concentration de protons 10x plus élevée)
- Différence entre concertation de proton entre le lysosome et le milieu extracellulaire:
- Comment cette concentration dans le lysosome est-elle maintenue?
- Lysosome (pH5= ACIDE) a une concentration en protons 100x plus élevée que le milieu extracellulaire (pH7)
-
Transport continu de protons depuis le cytosol vers l’intérieur du lysosome contre leur gradient (consomme de l’ATP hydolysé en ADP)
= POMPE H+ATPase
Qu’est-ce qui se trouve à l’intérieur des lysosomes? (4 types)
Set d’enzymes (au moins une 50aine) capables de dégrader quasi toutes les molécules biologiques présentes dans notre organisme:
- Protéases
- Nucléases
- Lipases
- Glycosidases
Que deviennent les composants issus de la dégradation à l’intérieur de lysosome (+exs)
Transport vers le cytosol pour être réutilisé par la cellule
ex:
- a.a. issus de la dégradation des protéines servent à la synthèse de nouvelles prot et sortent du lysosome via TRANSPORTEUR SIMPLE
- Sucres
- Lipides
=> transporteurs différents
Voie d’endocytose (5 étapes):
ACIDIFICATION CROISSANTE:
- Formation des vésicules (membrane)
- Fusion avec l’endosome précoce
- Atteinte de l’endosome tardif (enzymes lysosomiales)
- Arrivée de le Lysosome (enzymes lysosomiales)
- Dégradation du matériel
Y’a-t-il des enzymes lysosomiales dans l’endosome précoce?
NON (présentes à partir de l’endosome tardif et dans le lysosome)
- Mode de transmission de la maladie de Tay-Sachs:
- En quoi consiste cette maladie?
- Autosomique récessive (maladie existe dans des petits groupes de population)
Déficit en une enzyme (hexoaminidase A) responsable de la dégradation des glycolipides
= lysosomes infonctionnels
=> accumulation de glycolipides
-> Glycolipides non dégradés s’accumulent à l’intérieur des lysosomes (-> cellules fonctionnent mal)
Maladie lysosomale (génétique) causant un déficit intellectuel + cécité => structure particulière au niveau de la rétine permet le diagnostique (prénatal)
3 cas de figures pour les allèles du gène récepteur au LDL: (+ effets)
AA: deux copies fonctionnelles du gène du récepteur au LDL (type de courbe saturante typique des récepteurs)
Aa: Hypercholestérolémie familiale
— une seule copie fonctionnelle du gène du récepteur au LDL
— moins de récepteur et d’endocytose des LDL par les cellules
— hypercholestérolémie (LDL)
-> LDL s’accumule dans le milieu extracellulaire à la surface des cellules
— infarctus précoce (30 ans)
aa: Hypercholestérolémie familiale
— deux copies mutées du récepteur au LDL
— pas de récepteur fonctionnel, pas d’endocytose des LDL par les cellules (LDL ne se lie pas à la surface des cellules)
— concentration de LDL sanguin très élevée
— crise cardiaque dès l’enfance
Mode de transmission de l’hypercholestérolémie familiale
Maladie autosomique dominante qui affecte la voie d’endocytose du LDL
-> Infarctus précoce + hypercholestérolémie
Sous quelle forme le cholestérol circule-t-il dans notre organisme (2 types)?
Sous forme de complexe lipoprotéique
- HDL (high density lipoprotein) = “bon cholestérol”
- LDL (low density lipoprotein) = “mauvais cholestérol”
Compléter: Récepteur LDL capable de lier le LDL circulant
Peut-il saturer?
RAPPEL: récepteur = au bout d’un moment il y a satuation
Expérience ayant démonter le déroulement de l’endocytose du LDL: (4)
Marquage et chasse
- t=0: On fournit du LDL marqué radioactivement qui se lie à des cellule
- t=15min (37°C): Endocytose = complexe LDL + Récepteur à l’intérieur des endosomes
- t=30min (37°C): Plus de LDL à la surface et quantité LDL intracellulaire diminue
-
t=120min (37°C): Dégradation complète du LDL
RÉCEPTEUR N’EST PAS DÉGRADÉ (détachement du LDL dans l’endosome précoce)
À quel moment de la voie d’endocytose le LDL se détache-t-il de son récepteur (via quoi)?
Pourquoi (d’un point de vue chimique)?
Dans l’endosome précoce (pH 6,5)
-> ~3x plus de H+ que milieu extra-c
-> Changement de condition ionique (acidité) induit détachement de LDL de son récepteur qui va continuer la chaîne pour être dégradé
-> Récepteur retourne à la surface via vésicules de transport (pas dégradé car n’atteint pas l’endosome tardif)
Qu’est-ce que la pinocytose?
Endocytose de phase fluide
=> Pas de récepteur
2 types d’endocytoses et leur efficacité:
ATTENTION: ces 2 endocytoses se passent dans les MÊMES VÉSICULES!
-> Il existe 1 TYPE de vésicule endocytose: les vésicules clathrines
-
Pinocytose (endocytose de phase fluide)
— Vésicules ne contiennent pas de récepteurs
— Moins efficace -
Endocytose via récepteur
— Vésicules contiennent des récepteurs (récepteurs lient et se concentrent dans les vésicules clathrines)
— Plus efficace car récepteur concentre les molécules à la surface de la cellule
Comment réussir à visualiser si les récepteurs à la surface d’une cellule se retrouvent dans les vésicules clathrines par microscope électronique?
Marquage de la surface de la cellule avec un anticorps qui reconnaît le récepteur (ligand-grain d’or)
Expérience (2) ayant permis de démonter le problème au niveau des récepteurs LDL chez les personnes atteintes d’Hypercholestérolémie:
- LDL marqué (grains d’or) lié à son récepteur n’est pas réparti uniformément à la surface de la cellule
-
Nomal: Récepteurs se concentrent efficacement dans des vésicules d’endocytose (clathrines)
Muté: LDL ne pénètre pas à l’intérieur des cellules (mais il est lié à la surface des cellules)
= Récepteur partiellement fonctionnel
Quel changement au niveau du récepteur LDL pour les personnes atteintes d’hypercholestérolémie?
1 acide aminé change (Y->C) et suffit a empêcher que le récepteur se concentre dans les vésicules d’endocytose (mutant JD)
=> Récepteur partiellement fonctionnel (car LDL se lie)
3 classes de motifs d’endocytose cytosolique (+consensus):
Que permettent-ils?
Présence d’une de ces séquences dans le domaine CYTOSOLIQUE d’un récepteur permet de concentrer le récepteur dans les vésicules d’endocytose via interaction avec des adaptines
Rôle (2) des protéines Adaptines:
Elles se glissent entre le manteau de clathrine et les récepteurs (dans les vésicules d’endocytose) pendant la polymérisation du manteau clathrine pour INTERRAGIR (= adapteur) avec les clathrines ET les récpeteurs
=> Liaison sur les motif d’endocytose des récepteurs (domaine cytosolique)
Permet:
- à la clathrine d’établir un contact avec la membrane
- de concentrer dans la vésicule d’endocytose les récepteurs ayant un motif d’endocytose (sélection des prot transmembranaires entrant via leur motif d’endocytose = trie)
Attention: il n’existe qu’un seul type de vésicules d’endocytose
Qu’est-ce qui permet la concentration des récepteurs dans les vésicules d’endocytose?
L’interaction entre le motif d’endocytose des récepteurs et les adaptines
Point commun entre les adaptine et les clathrines:
Elles polymérisent au moment où le manteau cytosolique de la vésicule est perdu
2 fonctions du manteau de clathrine des vésicules d’endocytose:
- Fournit de l’énergie pour déformer la membrane plasmique (polymérisation de la clarthine)
- Concentrer les récepteurs dans les vésicule (liaison aux adpatines)
4 étapes du transport des enzymes lysosomales depuis de RE:
Sont-elles résistantes à la dégradation?
- Les enzymes lysosomales nouvellement synthétisées sont insérées dans le RE, puis transportées jusqu’à l’appareil de Golgi (comme toutes les autres protéines)
- Modification dans le cis-Golgi les sucres portés par les enzymes lysosomales reçoivent un sucre spécifique: mannose-6-phosphate (M6P) (maturation différente)
- Dans la citerne la plus trans du Golgi (site de triage) les enzymes lysosomales se fixent au récepteur du M6P
-> Récepteur se concentre dans des vésicules de transport (clathrine-AP1) destinées aux endosomes tardifs - Dans les endosomes tardifs acides les enzymes lysosomiales se détachent du récepteur au M6P (qui regagne le trans-Golgi, circule en permanence)
-> se retrouvent dans les endosomes tardifs et les compartiments qui en dérivent (lysosomes)
=> Enzymes lysosomales sont RÉSISTANTES À LA DÉGRADATION
Qu’est-ce qui varie entre les différents manteaux clathrine? (4 + ex)
- Plusieurs endroits dans la cellule
- Utilisent des protéines adaptatrices différentes
- Principe reste le même: manteau/vésicule/fusion avec un compartiment cellulaire
- Compartiments donneurs et receveurs VARIENT
ex Endocytose:
-> Compartiement donneur = membrane plasmique
-> Compartiment receveur = endosome précoce
Les différents manteaux recouvrant les vésicules (clahtrine/de transport)
Vésicules dont le manteau:
-
Clathrine associée à l’adaptines AP2: ENDOCYTOSE
— Compartiment donneur: membrane plasmique
— Compartiment receveur: endosome précoce -
Clathrine associée à l’adaptine AP1:
— Compartiment donneur: trans-Golgi
— Compartiment receveur: endosome tardif -
Clathrine associée à l’adaptine AP3:
~ Compartiment donneur: endosome précoce
~ Compartiment receveur: endosome tardif - Clathrine associée à l’adaptine AP4?
____________________________________
- Manteau COP2 (complexe/set de protéines): Formation de vésicules de transport RE->Golgi
— Compartiment donneur: RE
— Compartiment receveur: Cis-Golgi - Manteau COP1 Formation de vésicules de transport Golgi->RE (fusionnent avec le RE)
— Compartiment donneur: Cis-Golgi
— Compartiment receveur: RE
Quel manteau recouvre les vésicules de transport depuis le RE vers le Cis-Golgi? (+ 3 étapes)
Manteau formé d’un set de protéines COP2
Quel manteau recouvre les vésicules de transport depuis le Cis-Golgi vers le RE? (+ 4 étapes)
Manteau formé d’un set de protéines COP1
Exemple de maladie lysosomale affectant le système de triage des enzymes lysosomales:
Mucolipidose de type II (I-cell disease):
- Défaut de synthèse de mannose-6-phosphate (enzyme qui transfert le M6P sur les sucres dans le Cis-golgi défectueuse)
- Enzymes lysosomales sont sécrétées hors de la cellule (pas de reconnaissance par récepteur M6P)
- Accumulation intracellulaire anormale de glycolipides
- Retards de croissance, retards mentaux
Est-ce que toutes les protéines dans une cellules sont dégradées au bout d’un moment?
OUI, elles ont toutes un temps de demi-vie donné (décennie/minutes)
-> Finissent toujours par être endommagées/infonctionnelles
3 mécanismes de dégradation des protéines:
-
Protéasome
— Portéines du cytosol
— Protéines du noyau (retournent dans le cytosol via pore nucléaire pour dégradation) -
Lysosome
— Protéines du RE (inclue prote dans le RE/golgienne/transmembranaire/sécrété…) -
Autophagie (Autophagosome + lysosome) + mécanisme de reconaissance
— Portéines du cytosol
— Protéines du noyau
— Protéines de la mitochondrie (trop grosse pour portéasome)
-> Cellule fabrique une double membrane
-> Enveloppe la mitochondrie = autophagosome
-> Fusion avec le lysosome
= Dégradation de la mitochondrie entière
