Les compartiments cellulaires (partie 1)

Question 1

La cellule eucaryote possède plusieurs compartiments délimités par quoi?

Answer 1

Par des membranes

Question 2

La synthèse protéique (traduction) commence où?

Answer 2

Toujours dans le cytoplasme

Question 3

Après la traduction dans le cytoplasme, que doivent faire les protéines?

Answer 3

Elles doivent trouver leur chemin vers leur «lieu de travail».

Question 4

Que peuvent franchir les protéines pour aller vers leur «lieu de travail» (3)?

Answer 4

-Un pore formé d’un gros complexe protéique (CPN)
-Une membrane (RER, peroxysome)
-Deux membranes (mitochondries et chloroplastes)

*Certaines protéines doivent sortir de la cellule (voie de sécrétion)

Question 5

Qu’est-ce qu’il faut pour organiser les protéines dans la cellule (3)?

Answer 5

-L’énergie (transport actif)
-L’étiquette (peptide signal et parfois sucre)
-Destination (récepteur)

Question 6

Comment les organites diffèrent? Sur quoi ça impact?

Answer 6

Ils diffèrent dans le nombre de membranes qui les entourent et cela impacte sur le type de mécanisme de passage des protéines vers ces organites.

Question 7

Vers quel organite (à partir du cytosol), les protéines doivent-elles passer par un pore? Le passage est-il réversible (se fait dans les deux sens)?

Answer 7

cytosol <—> noyau

*Passage réversible

Question 8

Vers quels organites (à partir du cytosol), les protéines doivent-elles passer par deux membranes? Le passage est-il réversible (se fait dans les deux sens)?

Answer 8

Cytosol —> mitochondrie
Cytosol —> chloroplaste

*Passage irréversible

Question 9

Vers quels organites (à partir du cytosol), les protéines doivent-elles passer par une membrane? Le passage est-il réversible (se fait dans les deux sens)?

Answer 9

Cytosol —> réticulum endoplasmique
Cytosol —> peroxysomes

*Passage irréversible

Question 10

Entre quels organites, les protéines effectuent-elles du trafic vésiculaire (voie de sécrétion et endocytose)? Le passage est-il réversible (se fait dans les deux sens)?

Answer 10

Réticulum endoplasmique <—> appareil de golgi
Appareil de golgi —> surface de la cellule
—> vésicules de sécrétion
<—> endosome tardif
Endosome tardif —> lysosomes
Endosome précoce —> endosome tardif
Endosome précoce <—> surface de la cellule

Question 11

Que possède l’enveloppe nucléaire (2)?

Answer 11

-Deux membranes
-Un espace intermembranaire (en continuité avec la lumière du RER)

Question 12

Que permettent les pores nucléaires?

Answer 12

Les pores nucléaires permettent une continuité entre le nuléoplasme (intérieur du noyau) et le cytoplasme : les protéines autorisées peuvent passer de part et d’autres (sous certaines conditions).

Question 13

Qu’est-ce que l’invagination de la membrane plasmique a permis?

Answer 13

Cela aurait permis la formation du noyau et cela aurait donné naissance au réticulum endoplasmique

Question 14

Vrai ou faux : Le transport nucléaire est unidirectionnel à travers les pores nucléaires.

Answer 14

Faux : Le transport nucléaire est bidirectionnel à travers les pores nucléaires.

Question 15

Que permet le centre protéique des pores nucléaires?

Answer 15

Cela permet de faire varier la taille de l’ouverture de la pore.

Question 16

Quelles protéines/molécules utilisent le transport passif? Et actif?

Answer 16

-Les petites protéines de 9 nm de diamètre et moins (petite protéines) peuvent facilement passer (diffuser) à travers le pore, par diffusion simples (transport passif).

-Les plus grosses molécules de 9-40 nm de diamètre (grosses protéines et sous-unités ribosomales) peuvent aussi passer par le pore, mais nécessitent de l’énergie (transport actif) pour agrandir davantage l’ouverture du pore.

Question 17

Qu’est-ce qu’un signal d’importation? Que permet-il?

Answer 17

Ce signal est un petit peptide caractérisé par une forte charge positive située quelque part dans la protéine.

Un signal de localisation nucléaire (SLN) est nécessaire pour entrer dans le noyau par le transport actif.

*Riche en lysine

Question 18

Qu’est-ce qu’un signal d’exportation? Que permet-il?

Answer 18

Il s’agit d’une hélice alpha-amphiphile comportant plusieurs résidus leucine (partie hydrophobe).

Un signal d’exportation nucléaire (SEN) est nécessaire pour sortir du noyau.

*Riche en leucine

Question 19

Qu’arrive-t-il lorsqu’un signal d’importation est muté? Comment est-ce reconnaissable?

Answer 19

Sans le bon signal, la protéine ne peut pas être importée dans le noyau vu que le signal est muté. Les cellules se remplissent de protéines.

Sur imagerie :
-Bon signal = les noyaux sont en blanc (remplis de protéines)
-Signal muté = les cellules sont en blanc (remplis de protéines)

Question 20

Qu’y a-t-il pour chaque signal (SLN ou SEN)?

Answer 20

Un récepteur

Question 21

Que sont les karyophérines?

Answer 21

Ce sont des récepteurs de signaux nucléaires.

Question 22

Quels sont les rôles des karyophérines (3)?

Answer 22

-Elles lient le SLN = karyophérines importines
-Elles lient le SEN = karyophérines exportines
-Elles transportent les protéines à travers le pore nucléaire

Question 23

Une karyophérine possède deux sites de liaisons. Quels sont-ils?

Answer 23

-Un pour le signal (SLN ou SEN), situé sur la protéine à importer ou exporter

-Un pour la Ran-GTP/énergie (GTPase monomériques de la famille Ras)

Question 24

Le complexe du pore nucléaire (CPN) est une _______ ________ construite à partir des __________.

Answer 24

-Structure modulaire
-nucléoporines (Nups)

Question 25

Quels sont les éléments qui font partis de la structure du pore (4)? Quels sont leur rôle?

Answer 25

-Poms (pore membrane protéine) : ancrent le CPN dans l’enveloppe nucléaire

-Nups (nucléoporines) de liaison : relient les deux anneaux (anneaux du cytoplasme et du nucléoplasme)

-Nups asymétriques : attachées aux deux anneaux (les filaments et le panier)

-FG Nups : forment le canal central et interagissent avec les karyophérines —> permet d’élargir pour laisser passer les plus grosses molécules/protéines. *Elles bougent

Question 26

De quoi sont composées les FG Nups (nucléoporines)?

Answer 26

Elles sont riches en phenylalanine et en glycine.

Question 27

Quels Nups (nucléoporines) asymétriques font du transport actif/passif?

Answer 27

Actif : les filaments central

Passif : les filaments périphériques

Question 28

Qu’est-ce que la molécule RAN?

Answer 28

C’est une protéine de type Ras.

Question 29

Combien de conformations les protéines RAS ont? Quelles sont-elles?

Answer 29

Toute protéines RAS a 2 conformations possibles : RAS-GTP et RAS-GDP.

Question 30

Que permet la structure RAS-GTP (2)?

Answer 30

Cette structure interagit avec d’autres protéines (ici, avec les karyophérines) et a une activité de GTPase en présence de la protéine GAP.

Question 31

Qu’arrive-t-il avec le GDP qui résulte de l’hydrolyse de la RAS-GTP?

Answer 31

Le GDP est libérée à l’aide d’une autre protéine, une GEF (qui change le GDP pour un GTP).

Question 32

Quels sont les membres de la famille RAS (6)? Quels sont leur rôle à chacun?

Answer 32

EF-Tu, EF-G = Traduction

RAN = Transport dans le noyau

Rab, Arf, Sar = Transport vésiculaire

Question 33

Les importines (karyophérines d’importation) peuvent lier _______ et _______.

Answer 33

Ran-GTP et SLN

Question 34

Les deux liaisons que peuvent faire les importines (lier ran-GTP et SLN) sont mutuellement ________.

Answer 34

Exclusives : lie un ou l’autre, mais pas les 2 en même temps.

Question 35

La cellule exploite la propriété des importines (liaisons exclusives) en favorisant la ________ dans le cytoplasme et ________ dans le noyau.

Answer 35

-Ran-GDP
-Ran-GTP

Question 36

La proportion de Ran-GTP et Ran-GDP dépend de quoi?

Answer 36

Elle dépend des activités de GAP (hydrolyse de GTP) et GEF (facteur d’échange).

Question 37

Vrai ou faux : Les exportines lient le signal SEN et Ran-GTP de façon exclusive (un ou l’autre).

Answer 37

Faux : Les exportines lient le signal SEN et Ran-GTP en même temps.

Question 38

Expliquer le fonctionnement des importines (5 étapes)

Answer 38

1-Une protéine ayant un signal de localisation nucléaire (SLN) se lie à l’importine

2-Le complexe importine-SLN passe du cytosol vers le noyau

3-L’importine relâche la protéine SLN dans le noyau et lie une molécule de Ran-GTP

4-Le complexe importine-Ran-GTP passe du noyau vers le cytosol

5-L’importine relâche la molécule de Ran-GTP (qui devient du Ran-GDP) et est disponible pour lier une nouvelle protéine SLN

Question 39

Expliquer le fonctionnement des exportines (5 étapes)

Answer 39

1-L’exportine passe du cytosol vers le noyau en ayant rien de lier à elle

2-L’exportine lie en même temps une protéine ayant un signal d’exportation nucléaire (SEN) et une molécule de Ran-GTP

3-Le complexe exportine-SEN-Ran-GTP passe du noyau vers le cytosol

4-L’exportine relâche la protéine SEN et la molécule de Ran-GTP (qui devient Ran-GDP)

5-L’exportine est disponible pour retraverser le cytosol pour aller dans le noyau et lier de nouvelles molécules

Question 40

Quelles sont les voies alternatives de transport (4)?

Answer 40

-Modèle de diffusion-rétention : Diffusion libre et bidirectionnelle entre les membranes nucléaires internes et externes à travers les pores périphériques. L’accumulation de la protéine au niveau de la membrane interne est due à l’attachement par la chromatine et/ou les lamines.

-Modèle du facteur de transport : Le complexe protéine-karyophérine passe par le CPN en utilisant un long lieur non structuré.

-Modèle de séquence signal : Séquence signal reconnue par lmp16 immédiatement après la traduction qui dirige la protéine vers le CPN. La libération de lmp16 se fait par des mécanismes indépendants de RAN.

-Modèle médié par la vésicule : Une vésicule contenant les protéines de la membrane externe à l’espace intermembranaire. L’ancrage et la fusion avec la membrane interne permettent à la protéine de diffuser dans la membrane et la localisation se produit selon un mécanisme indépendant du CPN.