Endocytose - exocytose Flashcards
En général, qu’est-ce que l’endocytose ?
- la formation de vésicules à partir de la membrane plasmique
- étape primaire du trafic membranaire vers l’espace intracellulaire (vers les endosomes, lysosomes)
Quels sont les 3 critères de classification des phénomènes d’endocytose ?
- présence ou non d’un revêtement sur la face cytosolique
- la nature des éléments du milieu extracellulaire internalisés et leur volume
- l’intervention ou non d’une protéine G monomérique : la dynamine
En combien de grande catégories l’endocytose peut-il se subdiviser et quelles sont-elles ?
En 2 :
- la pinocytose
- la phagocytose
Combien en tout y a-t-il de types d’endocytose ?
5
Quels sont les différents types de pinocytose ?
- macropinocytose
- micropinocytose (une catégorie à lui même)
Quels sont les différents types de micropinocytose ?
- endocytose dépendant de la clathrine
- endocytose dépendant de la cavéoline
- endocytose ne dépendant ni de la clathrine, ni de la cavéoline
Quel est le revêtement de la macropinocytose ?
Y en a pas
Par quoi est induit la macropinocytose ?
C’est un mécanisme induit par la fixation d’une molécule sur un récepteur spécifique et activation d’une voie de signalisation
Donner quelques exemples de molécules dont la liaison avec son récepteur induit la macropinocytose
- facteurs de croissance
- ligands des intégrines
- produits de cellules apoptotiques
- virus…
Décrivez le mécanisme de macropinocytose
Il y a activation de l’actine et formation de protubérances à la surface de la cellule appelées “ruffles”
Quelle est le devenir du macropinosome ?
C’est une voie de dégradation spécifique, les macropinosomes s’acidifient et ensuite fusionnent avec les endosomes tardifs ou endolysosomes généralement sans recycler leur cargaison vers la membrane
Dans quelles cellules la macropinocytose est-elle observable, donner des exemples ?
Dans la plupart des cellules, par exemple :
- les cellules dendritiques pour internaliser les antigènes, CPA
- cellules endothéliales par les bactéries
- cellules cancéreuses
- macrophages
Quelles sont les grandes étapes de l’endocytose dépendant de la clathrine, de la formation de la vésicule à partir de puits recouverts de clathrine ?
- Assemblage du manteau
- Bourgeonnement
- Formation de la vésicule
- Libération de la vésicule
- Désassemblage du manteau
Quelle est la taille de la vésicule recouverte d’un manteau de clathrine ?
environ 120 nm
Quelle est la durée de vie d’un puit recouvert de clathrine ?
1 minute après sa formation
Qu’est-ce que la clathrine ?
C’est un complexe protéique composé de 6 chaines (3 grandes et 3 petites) dont l’ensemble forme une structure à trois branches = triskélions
Comment est induit la fixation de la clathrine avec le récepteur ?
Elle est induite par des signaux spécifiques situés sur la région cytoplasmique des récepteurs par la liaison spécifique du ligand au récepteur : c’est un mécanisme sélectif de concentration
Que permettent les signaux spécifiques des récepteurs ?
Ils permettent le guidage vers les puits recouverts de clathrine par fixation aux protéines adaptatrice (AP/ groupes d’adaptines)
Quelle proportion des récepteurs de chargement peut-elle entrer dans les puits recouverts de clathrine ?
La majorité des récepteurs de chargement peuvent entrer dans les puits recouverts de clathrine qu’ils soient fixés ou non à leur ligand spécifique
Que permet les adaptines ?
Elles permettent la liaison entre le manteau (clathrine) et la membrane (récepteur) et forment la couche interne du manteau
Qu’est-ce que AP ?
C’est un complexe protéique formé d’adaptines
Combien existe-t-il d’AP et quels sont-ils ?
4 : AP1 à AP4
De quoi est composé le complexe AP2 ?
AP2 est composé de quatre sous-unités :
- deux grandes dénommées α– et β–adaptine
- deux petites, µ et σ
- AP2µ est le récepteur du complexe
Quel évènement déclenche le recrutement d’AP2 et que se produit-il ?
Changement de conformation de AP2 induit par les lipides (fermé à ouvert) : chaque complexe fixe 4 molécules de PIP2 (phosphatidylinositol-4,6-biphosphate) et se fixe aux récepteurs de chargement
Que provoquent les mutations dans une des sous-unités des AP ?
Elles peuvent être associées à des maladies rares ou cancers ou différents syndromes avec déficit intellectuel
Pourquoi appelle-t-on AP2 un détecteur de coïncidence ?
Parce que sa liaison demande le remplissage de plusieurs conditions, elle se lie donc juste au bon moment et au bon endroit
Qu’est-ce que le bourgeonnement ?
C’est l’association de plusieurs clathrines et formation d’un puit profond
Combien de récepteur différents peut recevoir la membrane plasmique d’un puit recouvert de clathrine ?
100 récepteurs différents
Comment la dynamique s’attache à la membrane ?
Elle contient un domaine capable de fixer un PI(4,5)P2
Que se passe-t-il à la dynamine lorsqu’elle est liée au GTP ?
Elle se polymérise sous forme d’hélices
Que permettent de faire la dynamine et les protéines associées dont l’endophiline ?
Elles s’enroulent autour du col provoquant la séparation par pincement et la formation de la vésicule
Comment se fait le désassemblage du manteau ?
Le désassemblage du manteau (dénudation) se fait par intervention de protéines chaperonnes HSP70 et ATP
Dans quelles cellules les vésicules sont-elles présentes ?
Dans toutes les cellules
Dans quelle capture les vésicules sont-elles impliquées ?
- de lipoprotéines chargées de cholestérol
- de ferritines chargées de fer
- de récepteurs liés à des cytokines ou à des hormones
Schéma synthèse
Dans quoi sont présent les cavéoles de l’endocytose dépendant de la cavéoline ?
Dans la plupart des cellules
Quel est le constituant majeur des cavéoles ?
Ce sont les protéines cavéoline-1 (CAV1) et cavéoline-2 (CAV2)
Où se trouvent les CAV3 ?
Uniquement dans les cellule musculaires
Avec quoi les cavéolines interagissent-elles ?
Elles interagissent directement avec les cavines (1, 2, 3, 4)
Pourquoi interagissent-elles avec les cavines ?
Pour maintenir la structure des cavéoles lors de :
- la formation des cavéoles > cavine 1
- l’initiation de leur courbure > cavine 2
- la régulation e la mobilité des cavéoles > cavine 3
Où apparaît la cavine 4 ?
Dans les cellules musculaires
Où se trouve la cavéoline dans la cellule ?
Elle est présente au niveau des microdomaines ou radeaux lipidiques de la membrane lipidique
Quels sont les récepteurs au niveau des microdomaines ?
- glycoprotéines ancrées dans le feuillet extracellulaire au Glycosylphosphatidylinositol (GPI)
- transmembranaires (CMH type 1, RCPG…)
Comment se fait la formation de la vésicule de l’endocytose dépendant de la cavéoline ?
avec recrutement de la dynamine et détachement par pincement
Dans quoi est impliquée la dynamine ?
Dans le mécanisme de fission des vésicules
Quelle est la taille de la vésicule d’endocytose dépendant de la cavéoline ?
environ 50-80 nm
Par quoi se caractérise les cavéoles ?
Par leur richesse en lipides (glycosphingolipides et cholestérol) et en récepteurs des voies de signalisation (intégrines…)
Quelle est la caractéristique du revêtement de la vésicule de l’endocytose dépendant de la cavéoline ?
C’est un revêtement de dimères de cavéoline qui ne se perd pas après formation de la vésicule
Quelles sont les destinations du matériel endocyté de l’endocytose dépendant de la cavéoline ?
- Endosome puis lysosome : destruction
- De l’endosome à l’appareil de Golgi > RE > cytosol
Donner des exemples de matériel transporté
- récepteurs avec domaines cytosoliques (récepteur du CMH I, récepteurs couplés aux protéines G…)
- bactéries ou virus : éviter le pH acide des endosomes tardifs
- toxine du choléra
Comment se fait le transport et le guidage des vésicules ?
Grâce aux protéines G monomériques (GTPases) : protéines Rab
Dans quoi sont impliqués les protéines Rab ?
Elles sont impliquées dans l’adressage et l’arrimage des vésicules
Qu’indique la localisation subcellulaire de certaines protéines Rab ?
De la spécificité de l’origine et de l’adressage de la vésicule induisant les différents types de protéines
Quelle est la spécificité de l’origine de la vésicule ?
C’est l’organite d’origine qui induit le type de protéine rab
Quelle est la spécificité de l’adressage de la vésicule ?
Une cible : récepteur complémentaire (effecteur Rab)
Combien y a-t-il de membres et quelle est la proportion de protéines Rab sur les organites ?
Il y a plus de 40 membres : chaque organite a au moins une protéine Rab sur sa face cytosolique
Qu’est-ce que SNAREs ?
C’est un marqueur de surface (SNARE-v) avec un récepteur complémentaire (SNARE-t)
Que fait SNARE-v avec SNARE-t ?
Les domaines hélicoïdaux s’enroulent l’un dans l’autre et forment un complexe trans-SNARE qui contribue à la fusion des membranes
Combien d’espèces différentes existe-t-il ?
Plus de 30 espèces différentes
Que facilitent et régulent les protéines Rab
Elles facilitent et régulent le taux d’arrimage des vésicules et l’appariement des protéines transmembranaires SNAREs (SNAP REceptors) = récepteurs des SNAP
Que se passe-t-il lorsque Rab est activée par GTP ?
Le lipide est exposé et permet l’insertion membranaire
Qu’est-ce qui induit l’échange GDP en GTP ?
GEF
Comment est fait l’arrimage ?
La vésicule composée de SNAREs-v et de Rab arrive au niveau de la membrane du compartiment receveur en associant Rab avec son effecteur et un SNARE-v avec un SNARE-t
Quelles sont les étapes de la fusion des membranes ?
- l’arrimage
- l’approchement
- la fusion
Comment se fait l’approchement ?
Le SNARE-v libre s’associe avec le SNARE-t libre, l’eau peut passer un peu
Comment se fait la fusion ?
Dans le modèle lipidique : les bicouche lipidiques sont rapprochées induisant la formation d’hémifusion (fusion des feuillets cytosoliques, un pore se forme par fusion des couches extérieures (hémifusion) puis intérieures
Quel est le phénomène général avec les protéines Rab et SNAREs ?
Le transport de molécules du RE vers l’appareil de Golgi ou vers les lysosomes, et fusion homotypique des endosomes sont dépendants de l’activité de protéines SNARE et Rab spécifiques
Comment se fait l’association de SNARE-v et SNARE-t ?
L’associant des SNAREs formant le complexe trans-SNARE utilise SNAP
Comment se fait la dissociation de trans-SNARE ?
à l’aide de NSF couplé à un ATP
Qu’est-ce que SNAP ?
C’est une protéine membranaire reconnue par SNARE
Qu’est-ce que NSF ?
C’est une protéine cytosolique de désassemblage à activité ATPase
Qu’est-ce que NEM ?
N-éthyl-maléimide, c’est un inhibiteur de l’action du complexe NSF
Que se passe-t-il en présence de NEM ?
Il y a blocage de la fusion en inhibant l’activité ATPase
Quels sont les types fonctionnels de pinocytose ?
1) l’endocytose constitutive
2) l’endocytose par l’intermédiaire de récepteurs
Qu’est-ce que l’endocytose constitutive ?
C’est l’ingestion non spécifique des liquides et des solutés, continuelle, et aussi le recyclage de la membrane
Quel est le type de vésicules de l’endocytose constitutive ?
Ce sont des vésicules sans revêtement
Qu’est-ce que l’endocytose par l’intermédiaire de récepteurs ?
C’est l’ingestion des macromolécules (ligands) plus spécifiques car liées à des récepteurs, une endocytose régulée
Comment l’endocytose par l’intermédiaire des récepteurs est-elle régulée ?
L’endocytose est déclenchée par un signal extracellulaire
Quels sont les types de vésicules de l’endocytose par l’intermédiaire de récepteurs ?
Pour les 3 types de vésicules : sans revêtement, avec clathrine, avec cavéoline
Qu’est-ce que le mécanisme de concentration sélectif via des récepteurs ?
Un même récepteur peut être associé à des vésicules recouvertes de clathrines ou de cavéolines mais avec des destinations différentes
Donner un exemple d’endocytose par l’intermédiaire de récepteur
L’endocytose par l’intermédiaire des récepteurs au cholestérol LDL (Low Density Lipoprotein)
Quel est le devenir des vésicules comportant des lipoprotéines ?
Il y a dénudation, puis bourgeonnement de vésicules de transport pour recycler le récepteur, la vésicule fusionne avec endosome tardif puis dans le lysosome pour enfin libérer le cholestérol dans le cytosol
Que se passe-t-il à une concentration suffisante de cholestérol dans la cellule ?
Si suffisamment de cholestérol dans la cellule, il y a arrêt de la synthèse des récepteurs LDL
Qu’est-ce que l’hypercholestérolémie familiale ?
C’est l’accumulation de plaques d’athéromes : athérosclérose, dans le sang parce que forte concentration sanguine de cholestérol
A quoi est due l’hypercholestérolémie familiale ?
Elle est due à un site de liaison cytosolique anormal ou un site de liaison extracellulaire anormal
Quels sont les signes cliniques et les facteurs de risque ?
Signe clinique : hypertension artérielle,
facteur de risque: insuffisance cardiaque, crise cardiaque ou AVC
Quel est le traitement ?
Statines
Quel est l’autre exemple d’endocytose par l’intermédiaire de récepteur ?
L’endocytose par l’intermédiaire des récepteurs de la transferrine
Qu’est-ce que la transferrine ?
C’est la molécule qui transporte le fer dans le sang
Comment se fait le recyclage de la transferrine (ligand) ?
- le récepteur de la transferrine livre la transferrine liée au fer à l’endosome précoce
- à pH légèrement acide, il y a libération du fer lié à la transferrine
- la transferrine non liée au fer = apotransferrine reste fixée à son récepteur
- le complexe est recyclé pour retourner au niveau de la membrane plasmique
Que se passe-t-il à l’apotransferrine à pH neutre (dans le liquide extracellulaire) ?
Il y a dissociation avec son récepteur et donc libération pour lier de nouveau du fer
Que fait donc la transferrine entre le liquide extracellulaire et les endosomes précoces ?
Elle fait la navette pour livrer le fer nécessaire à la croissance et la prolifération cellulaire
Quels sont les trois destins possibles des récepteurs transmembranaires ?
1) Recyclage
2) Transcytose
3) Dégradation
Qu’est-ce qui peut être un signe d’endocytose ?
La mono- ou poly- ubiquitinylation de la partie cytosolique de certains récepteurs
Comment échapper à la dégradation ?
Par dé-ubiquitinylation et ainsi destiné au recyclage
Comment agit l’ubiquitine ?
Comme un signal d’endocytose, un signal favorisant l’internalisation des protéines membranaires par endocytose vers la voie endolysosomale
Quel rôle jouent les corps multivésiculaires ?
Ils jouent un rôle important dans le transport des protéines et des récepteurs ubiquitinylés vers les lysosomes
A quoi sont dues les corps multivésiculaires ?
A des invaginations de la membrane de la vésicule
Dans quoi intervient la machinerie ESCRT ?
Elle intervient au niveau des endosomes précoces pour éliminer les protéines membranaires ubiquitinylées
Comment intervient-elle ?
Elle intervient en les regroupant par internalisation dans des vésicules intraluminales (vésicules des corps multivésiculaires)
Que se passe-t-il dans les endosomes ?
Il y a accumulation dans les endosomes de ces vésicules, et l’endosome précoce mature devient un corps multivésiculaire riche en vésicules intraluminales
Avec quoi interagit ESCRT ?
Elle interagit avec le domaine cytosolique des récepteurs membranaires ubiquitinylés et les phospholipides de la membrane d’enveloppe de l’endosome
Quelle est l’alternative à l’endocytose ?
La fusion membranaire donc sans formation de vésicules par le VIH par exemple
Comment le VIH s’affranchit de l’endocytose ?
La protéine de fusion couplée au gp 120 du virus va s’associer au CD4 des lymphocytes, qui va les fixer à un récepteur de chimiokines puis insertion membranaire avec le détachement des protéines de fusion de gp 120
Qu’est-ce que la phagocytose ?
C’est l’ingestion des grosses particules (microorganismes, cellules mortes…) ou encore de particules inanimées (verre, amiante …)
Quelles sont les cellules pratiquant la phagocytose ?
Ce sont des cellules spécialisées : phagocytes du système immunitaire
Donner des exemples de phagocytes
Les macrophages, les cellules dendritiques …
Quel est le rôle des macrophages ?
- défense contre infections
- élimination des cellules mortes
De quoi nécessite la phagocytose ?
Elle nécessite des récepteurs de surface Fc et leur activation par des anticorpsC
Comment se fait la phagocytose ?
Quelles sont les autres classes de récepteurs qui facilitent la phagocytose ?
- les composants du complément
- reconnaissance de certains oligosaccharides de la surface de certains pathogènes
- reconnaissance des phosphatidylsérines anormalement répartis des cellules apoptotiques
Comment est induite la formation des pseudopodes ?
Elle est induite par la polymérisation localisée d’actine initiée par des protéines G monogénique Rho
Que se passe-t-il lors de l’activation de Rho ?
Rho (GTPase) activée va induire la formation de PI (4, 5) P2 dans la membrane et la polymérisation de l’actine permettant l’engloutissement de l’actine
Comment se fait la dépolymérisation de l’actine ?
Elle se fait par une PI 3-kinase qui va donc convertir PI (4, 5) P2 en PI (3, 4, 5) P3, qui est nécessaire à la fermeture du phagosome et à la refonte du réseau d’actine pour aider à induire l’invagination du phagosome en formation
Qu’est-ce qui guide les étapes successives de la formation des phagosomes ?
La formation et la consommation dans un ordre ordonné de phosphoinositides
Expliquez un exemple de mécanisme pathologique
Le mécanisme pathologique de la silicose (silice) ou asbestose (amiante) : destruction de macrophage à cause d’internalisation par phagocytose de matériels non hydrolysables
Qu’est-ce que l’exocytose ?
C’est la fusion des vésicules avec la membrane plasmique pour la libération du contenu dans l’espace extracellulaire, c’est une exportation
De quelles voies l’exocytose est-elle l’étape terminale ?
1) la voie constitutive
- sans signal
- cible principal: membrane plasmique
2) la voie régulée
- stockage
- sécrétion après signal
Qui est concerné par l’exocytose constitutive ?
Tous les types de cellules eucaryotes
Quelle est la particularité de l’exocytose constitutive ?
C’est un phénomène permanent
Quel est le rôle principal de l’exocytose constitutive ?
Le renouvellement de la membrane plasmique et des constituants de la matrice extracellulaire
Quels sont les mécanismes de transport de l’exocytose constitutive ?
- vésicules recouvertes de cavéolines (sans désassemblage) vers les microdomaines
- tubules ou canicules recouverts de FAPP1 ou FAPP2 associées au phosphatidylinositol 4 phosphate et protéine de la famille ARF (G monomérique) avec perte du revêtement avec séparation du TGN (réseau trans golgien)
Quelles cellules sont concernées par l’exocytose régulée ?
Les cellules spécialisées
Quelles sont les vésicules utilisées dans l’exocytose régulée ?
Les vésicules recouvertes de clathrine
Quelles sécrétions sont effectuées par exocytose régulée ?
Que nécessite l’exocytose régulée ?
Elle a besoin d’un signal spécifique extérieur (impulsion nerveuse électrique = potentiel d’action, hormone)
Qu’est-ce qui engendre donc l’exportation ?
Une augmentation transitoire de la concentration de Ca++ libre dans le cytosol
Quels sont les maturations des vésicules de sécrétion au cours du transport ?
- maturation protéolytique
- concentration du contenu
Décrire le transport axonal des vésicules du neurone
Quels sont les devenirs de la vésicule sécrétoire ?
A) stockage du neurotransmetteur dans des vésicules synaptiques et exocytose régulée
B) Exocytose constitutive
Comment se fait la formation de nouvelles vésicules synaptiques ?
1 via endosome,
2 directement par endocytose (recyclage local)
3 Chargement des neurotransmetteurs dans les vésicules synaptiques.
4 Sécrétion des neurotransmetteurs par exocytose en réponse à un signal
De quoi sont constitués les complexes trans-SNARE dans la fusion de la vésicule synaptique ?
Ils sont toujours constitués de quatre hélices alpha entremêlés de façon serrée :
- trois provenant d’une t-SNARE (SNAP25 et syntaxine)
- une d’une v-SNARE (synaptobrévine)
Que permet le complexe trans-SNARE ?
Il permet de verrouiller les deux membranes ensemble
Qu’est-ce que les synaptotagmines ?
Ce sont des détecteurs de variations de la concentration cytosolique en Ca++
Comment se fait la fusion ?
Après verrouillage des membranes, il y a blocage de la fusion grâce à une complexine en attendant un signal, à l’arrivée du potentiel d’action, la complexine est libérée et il y a fusion des membranes
Puisque la fusion et l’exocytoses dépendent de l’ouverture de canaux calcium potentiel-dépendants voisins, quelles maladies la bloquent ?
- le syndrome myasthénique : blocage de l’ouverture des canaux calcique par des auto-anticorps, ainsi inhibition de l’exocytose des neurotransmetteurs
- le tétanos : clivage de v-SNARE par la chaine légère de la toxine tétanique ainsi les neurotransmetteurs ne peuvent être libérés
Qu’est-ce que la transcytose ?
C’est un transport d’un matériel de l’espace extracellulaire d’un bord de la cellule à un autre par l’intermédiaire d’une vésicule de macromolécules non modifiées
Dans quelles cellules se trouvent la transcytose ?
Dans les cellules polarisées (genre les cellules épithéliales)
Que comporte la transcytose ?
- une combinaison endocytose/ exocytose
- vésicules de clathrine ou cavéoline
- un tri et un transport
Quels sont les rôles de la transcytose ?
- maintien de la polarité
- ajuster des concentrations en protéines spécifiques de la membrane plasmique
Exemple : transport des immunoglobulines synthétisées par les plasmocytes du tissu conjonctif sous-épithélial vers le pôle apical des cellules épithéliales.
Qu’est-ce que les exosomes ?
C’est le recyclage des vésicules intraluminales des corps multivésiculaires, c’est des vésicules extracellulaires
A quoi servent les exosomes ?
Ils jouent un rôle dans la communication intercellulaire : transfert de protéines, lipides, acides nucléiques
