Reneo5 Flashcards
Quels sont les deux type de voies dans le système endomebranaires
On distingue deux grandes voies :
➢ Voies « exportatrices »
■ Phénomènes de synthèse et de sécrétion puis suivi de
phénomènes d’exocytose.
■ Ces opérations sont assurées par le réticulum
endoplasmique, l’appareil de Golgi et ses dérivés,
notamment les vésicules de sécrétion.
➢ Voies « importatrices » ou « lytiques »
■ Mécanismes de digestion intracellulaire qui sont
assurés notamment les lysosomes.
■ Vont également intervenir dans ces mécanismes le RE
et l’appareil de Golgi pour la synthèse des enzymes à
pH acide permettant la dégradation.
Quels sont les deux volet du métabolisme cellulaires
❖ Le métabolisme cellulaire comporte deux volets :
➢ Anabolisme : Elaboration de molécules complexes (synthèse).
➢ Catabolisme : dégradation (notamment de substances
ingérées voire produites).
Généraliser sur le reticulum endoplasmique
❖ Organite prépondérant, il représente :
➢ 10% du volume cellulaire
➢ 50% des membranes d’une cellule
❖ Deux formes fonctionnelles : RE lisse et RE rugueux (ou granuleux)
Le reticulum endoplasmique granuleux
Porte des ribosomes sur sa face hyaloplasmique (= sa face cytosolique).
❖ En continuité avec l’enveloppe nucléaire (aussi parsemée de ribosomes).
❖ Fonctions :
➢ Synthèse des protéines
➢ Accrochage des sucres sur les protéines pour la fabrication de
glycoprotéines
Le reticulum endoplasmique lisse
❖ Particularité : Pas de ribosomes sur sa surface
❖ Peut être en continuité avec le REG, mais pas systématiquement.
❖ Fonctions :
➢ Synthèse des lipides et des stéroïdes
➢ Neutralisation de molécules toxiques par désintoxication
(médicaments, drogues)
➢ Siège du métabolisme des lipides
Comment schématise ton le reticulum endoplasmique
❖ Morphologie variable selon la fonction de
la cellule.
❖ Pour un même type cellulaire, l’aspect diffère
en fonction de l’activité métabolique de la
cellule.
❖ On peut schématiser la structure du RE,
selon le type cellulaire :
➢ Sous forme de fins tubules très
contournés
■ fréquemment dans les
cellules où le REL est abondant
● cellules musculaires
● cellules à fort métabolisme lipidique comme celles
qui synthétisent les hormones stéroïdes (précurseur
= cholestérol)
➢ Sous forme de sacs aplatis qui forment des nappes parallèles
■ fréquemment dans les cellules où le REG est abondant
● Cellules qui élaborent de grandes quantités de
protéines.
➢ Plus rarement sous forme de vésicules globulaires
❖ Le RE (REL + REG) est l’organite prépondérant des cellules eucaryotes
➢ Ses membranes comptent pour la moitié des membranes
cellulaires
➢ Elles délimitent des espaces qui représentent jusqu’à 10% du
volume d’une cellule
Présente moi l’appareil de golgi
❖ L’appareil de Golgi a une morphologie variable, et est constitué
de dictyosomes.
❖ Chaque dictyosome correspond à un empilement de saccules
aplatis (4 à 8 saccules) formant des disques aplatis avec des
extrémités en ampoules élargies par lesquelles se forment des
vésicules par bourgeonnement.
❖ Dans les cellules animales :
➢ Réseau de dictyosomes, saccules associées pour former
un réseau.
❖ Dans les cellules végétales :
➢ Dictyosomes isolés
❖ Extrêmement importants et généralement très abondants dans
les cellules sécrétrices dont les produits de sécrétions sont
riches en polysaccharides.
➢ Exemple : cellules mucigènes de l’intestin dont les
produits sécrétés ont un rôle de protection des cellules
de l’intestin lors du passage mécanique du bol
alimentaire.
Quels est l’organisations de l’appareil de golgi
La formation des saccules Golgiens réside dans la confluence de
vésicules provenant du RE (notamment du REG) et alors
indirectement de l’enveloppe nucléaire.
Quels sont les different compartiment de l’appareil de golgi
ompartiment Cis = phase de formation
➢ Issu de la fusion des vésicules en provenance (notamment) du
REG, il est tourné vers celui-ci et établit des relations avec ce
dernier notamment par l’intermédiaire de vésicules de transition.
➢ Pas de déplacement unidirectionnel entre le REG et l’appareil de
Golgi.
❖ Compartiment Médian
➢ Saccules régulièrement empilées avec des ampoules élargies aux
extrémités.
➢ Nombre de saccules dépend du type cellulaire (5 en moyenne).
❖ Compartiment Trans = phase de maturation
➢ Prolongé par de très nombreuses vésicules, certaines pourront
être recouvertes de protéines de manteau, à coatomères (COP)
ou à clathrine.
❖ Réseau trans-golgien (= RTG)
➢ Assure le tri et l’adressage des molécules élaborées vers leur
destination finale.
Tous ces éléments ne sont pas toujours identifiables à l’observation de la cellule.
Quels est la principal fonctions de l’appareil de Golgi
Modification et tri des protéines.
Caractéristique des lysosomes
❖ Organite très hétérogène d’un point de vue morphologique et fonctionnel.
❖ Taille : 0.05 μm à 0.5 μm, variable selon l’activité de dégradation
de la cellule.
❖ Espace clos en forme de sac sphérique entouré d’une membrane
dans lequel s’effectue la digestion de la
plupart des macromolécules biologiques.
❖ Contiennent des hydrolases dites acides
(Image A), provenant du RE et du Golgi,
qui ont un pH optimal pour fonctionner
entre 4 et 5, qui est celui maintenu dans
le lysosome grâce à des pompes
H+/ATPase.
❖ Leur contenu enzymatique est très varié
peut tuer la cellule, d’où une membrane hermétique retenant le
contenu du lysosome.
❖ Dans la cellule végétale il n’y a pas de lysosome mais des
vacuoles qui assurent plusieurs fonctions dont celles du lysosome
des cellules animales.
➢ Plusieurs petites vacuoles dans les cellules en croissance
(cellules méristématiques (B sur l’image))
➢ Une vacuole unique dans les cellules différenciées.
❖ Mise en évidence (du lysosome) en 1955 par Christian de Duve
(prix Nobel 1974 en compagnie de George Emil Palade)
Quels sont les proprieter de la membranes
❖ Élément important car si fuite, peut mettre en jeu l’intégrité
cellulaire.
❖ Fonctions :
➢ Maintenir le système clos
➢ Permettre le passage des ions H+ du cytosol vers l’intérieur
du lysosome (pompe H+/ATPase)
➢ Permettre la sortie vers le cytosol des produits résultant de
la digestion, comme les acides aminés en cas de digestion
de protéines. Sortie via un système de perméases/porines.
➢ Protégée de sa propre digestion, c’est-à-dire des enzymes
qu’elle retient par un revêtement membranaire composé de
glycoprotéines LAMP (Lysosome-associated membrane
glycoprotein) :
■ Au moins 2 types existent : LAMP 1 et LAMP 2
■ Ont un grand domaine luminal, une portion
transmembranaire, une courte queue
cytoplasmique.
■ Leur richesse en carbohydrates leur confère leur
capacité de protection.
Quels sont les 3 different type de lysosomes
PHAGOLYSOSOME
❖ Fusion des vésicules chargées d’hydrolases acides avec des
vésicules de phagocytose, phagosomes.
❖ Vont recevoir par l’intermédiaire de vésicules de phagocytose
des microorganismes ou de larges particules indésirables
destinées à être détruites par les cellules.
❖ Nombreux dans les cellules phagocytaires comme les
macrophages ou les globules blancs (défense de l’organisme).
LYSOSOME
❖ Vont recevoir du matériel à dégrader provenant des
endosomes.
❖ Les éléments provenant du milieu extracellulaire sont
internalisés par la pinocytose ou l’endocytose.
❖ Les lysosomes sont très difficiles à isoler car il est difficile de
les différencier .
❖ On peut utiliser des marqueurs enzymatiques spécifiques de
chacun des compartiments qui facilitent leur reconnaissance.
AUTOPHAGOLYSOSOME
❖ Fusion des vésicules chargées d’hydrolases avec des
autophagosomes.
❖ Les autophagosomes se forment autour de débris ou de
substances propres à la cellule dont elle doit se débarrasser,
comme une mitochondrie qui ne serait plus fonctionnelle.
❖ Ils utilisent un mécanisme d’autophagie.
Quesque le fractionnement su cellulaire
❖ Les compartiments du système endomembranaire sont difficiles à
observer puisque difficiles à différencier .
❖ On peut néanmoins utiliser des marqueurs enzymatiques spécifiques
à chaque compartiment.
❖ La méthode du fractionnement sub-cellulaire peut servir à étudier la
composition et la fonction de ces compartiments.
❖ Cela consiste à isoler par centrifugation différentielle les
différents organites ou composants d’une cellule
❖ À partir d’une fraction réticulaire, on centrifuge à très
grande vitesse, 100 000 tours/minute, un broyat
cellulaires
❖ La force créée par la vitesse entraîne les composants
cellulaires vers le fond du tube.
❖ Ils descendent au fond du tube en fonction d’un certain
nombre de paramètres :
➢ Taille
➢ Forme
➢ Densité
❖ Plus ils seront volumineux, plus la taille sera importante et plus
la densité sera élevée, plus ils vont migrer profondément vers le
tube.
❖ Les différentes particules vont alors se sédimenter en fonction
de leur vitesse de sédimentation exprimée en Svedberg.
❖ Si on effectue cette expérience que sur du réticulum :
➢ En bas du tube : REG (fraction lourde = microsome
rugueux)
■ réticulum dont les membranes sont alourdies
par les ribosomes
➢ Intermédiaire : agrégats golgien (fraction moyenne)
➢ En haut du tube : REL et membrane plasmique (fraction
légère = microsomes lisses)
Résume moi le transport cytotique
❖ Modifications morphologiques visibles de la membrane
❖ Intervention du cytosquelette
❖ Transport énergie-dépendant
❖ Les transports cytotiques, ou les -cytoses, sont un autre système de transport à l’intérieur
de la cellule, aux côtés des perméases et autres systèmes de pompe précédemment
abordés.
❖ Transport de molécules de haut poids moléculaire :
➢ Dans le sens de l’entrée c’est l’endocytose.
➢ Dans le sens de la sortie c’est l’exocytose.
Quesque lendocytose
Entrée de molécules de tailles diverses par mouvements de membrane.
❖ Perte de membrane, qui va être compensée par l’exocytose.
❖ Internalisation de molécules allant de quelques nm à
quelques µm.
❖ Transcytose : Vésicule se forme d’un côté de la membrane,
transite jusqu’à l’autre côté de la cellule, fusionne avec la
membrane de l’autre côté de la cellule, et laisse s’échapper
le matériel (ex : cellules endothéliales).
❖ L’endocytose est le mécanisme général, mais il va y avoir
des spécificités :
➢ Pinocytose à vésicule lisse, pinocytose à manteau
de clathrine, potocytose, macropinocytose,
phagocytose
Quesque la pinocytose a vésicule lisse
❖ Vésicule lisse, non recouverte
❖ Taille : 150 nm de diamètre
❖ Transport NON spécifique de
macromolécules diverses, de petites
tailles.
❖ Bourgeonnement, déformation et
invagination de la membrane vers le
cytoplasme.
❖ La vésicule reste ouverte un certain temps, et quand elle est suffisamment
remplie, elle va se fermer, s’individualiser et être à l’origine du système
endosomal. Ce mécanisme fait intervenir le cytosquelette.
❖ Formation d’une vésicule qui libère son contenu dans le cytosol puis
rejoint le système endosomal.
Quesque la pinocytose de manteau de clathrine
❖ Vésicule à manteau de clathrine
❖ Taille : 50-150 nm
❖ Transport hautement spécifique de molécules
d’un seul type fixées sur des récepteurs
membranaires.
❖ Etapes :
➢ Fixation de molécules spécifiques sur les récepteurs membranaires (R).
➢ Les récepteurs se regroupent
➢ puis fixation de molécules de β-adaptine sur ces récepteurs (côté
cytosolique)
➢ Et liaison de molécules de clathrines sur les adaptines : formation d’un
puits qui entraîne l’invagination de la membrane.
➢ Ceci est permis par les molécules de clathrines qui ont une structure
telle qu’elles vont obliger la membrane à se déformer et à former une
vésicule.
➢ Fermeture et détachement de la vésicule par une GTPase, la dynamine.
➢ Migration des vésicules grâce au cytosquelette (microtubules).
➢ Perte du manteau de clathrine grâce à des protéines chaperonnes.
➢ Les molécules de clathrine retournent à la membrane pour y être
recyclées et former d’autres molécules d’endocytose
➢ Les vésicules nues rejoignent le système endosomal pour former un
endosome précoce.
❖ Les molécules de clathrine :
➢ Sont des complexes protéiques de 180 kDa
➢ Constitués de 3 longues chaînes polypeptidiques et 3 chaînes
courtes formant une structure appelée triskelion.
➢ Assemblage spontané en milieu aqueux qui va permettre la
formation de la vésicule.
❖ La clathrine s’assemble d’abord avec de l’adaptine :
➢ Formation d’un complexe ß-adaptine-clathrine qui forme une «
corbeille » de 8 hexagones et 12 pentagones qui forcent la
membrane à former une vésicule.
❖ La molécule d’adaptine sert donc d’intermédiaire entre la clathrine et la
membrane plasmique, elles vont fixer l’enveloppe de clathrine sur la
membrane grâce à des récepteurs membranaires.
(Le prof a mis une vidéo montrant le processus de pinocytose à manteau de
clathrine dans la vidéo 4 de la série compartiment membranaire.)
Quesque la LDL
as du cholestérol :
❖ Les molécules de cholestérols absorbées lors de la digestion vont
s’associer sous forme de petits agrégats.
❖ Ces agrégats associent à la fois des phospholipides, du cholestérol et
une protéine (= ligand spécifique capable d’être reconnu par les
récepteurs du LDL).
❖ Ces molécules de cholestérol sont emballées dans les LDL.
❖ Les LDL (Low Density Lipoprotein) sont des molécules lipidiques de
petite densité (elles contiennent différentes molécules lipidiques en
proportion variable, dont le cholestérol).
❖ Fixation des LDL sur leurs récepteurs membranaires spécifiques.
Et phénomènes de migration dans la membrane qui va permettre leur
rassemblement dans des zones qui vont permettre leur endocytose.
❖ Elles migrent et vont se rassembler dans des zones où vont se former
des puits recouverts de clathrine et d’adaptine.
❖ Puis mécanisme d’endocytose
➢ Pincement de la vésicule par la dynamine permettant son
internalisation.
➢ La vésicule se détache grâce à l’hydrolyse du GTP par les
molécules de dynamine (qui ont la capacité de se resserrer
pour former un sphincter qui va permettre la formation d’une
vésicule).
❖ Formation d’un endosome précoce (= c’est une vésicule internalisée). Déshabillement de la vésicule et recyclage du manteau de
clathrine, grâce aux molécules chaperonnes de type HSP70
nécessitant de l’énergie aussi fourni grâce à l’hydrolyse de l’ ATP .
❖ Les endosomes se chargent grâce aux pompes H+/ATPase qui sont
sur la membrane.
❖ La diminution du pH permet le détachement des LDL de leurs
récepteurs (l’endosome est alors dit tardif car arrive plus tard que
les autres endosomes dans la série des endosomes).
❖ A partir de cet endosome, les LDL (détachés de leurs récepteurs)
sont ensuite transmis dans le compartiment lysosomal.
❖ A partir de cet endosome tardif, formation de bourgeonnements
contenant les récepteurs libres sur leur membrane.
❖ Une vésicule de recyclage des récepteurs est ainsi formée.
❖ Elle va rejoindre la membrane plasmique par un phénomène
d’exocytose et pourra être recyclée.
Quesque la potocytose
Déshabillement de la vésicule et recyclage du manteau de
clathrine, grâce aux molécules chaperonnes de type HSP70
nécessitant de l’énergie aussi fourni grâce à l’hydrolyse de l’ ATP .
❖ Les endosomes se chargent grâce aux pompes H+/ATPase qui sont
sur la membrane.
❖ La diminution du pH permet le détachement des LDL de leurs
récepteurs (l’endosome est alors dit tardif car arrive plus tard que
les autres endosomes dans la série des endosomes).
❖ A partir de cet endosome, les LDL (détachés de leurs récepteurs)
sont ensuite transmis dans le compartiment lysosomal.
❖ A partir de cet endosome tardif, formation de bourgeonnements
contenant les récepteurs libres sur leur membrane.
❖ Une vésicule de recyclage des récepteurs est ainsi formée.
❖ Elle va rejoindre la membrane plasmique par un phénomène
d’exocytose et pourra être recyclée.
Quesque la Marco pinocytose
Formation de macro-pinosomes qui ne sont pas recouverts de
clathrine.
❖ Ce sont des vésicules lisses
❖ Volumineux : jusqu’à 500 nm de diamètre voire plus en réponse à
certains facteurs de croissance.
❖ Se forme sous certaines conditions comme la réponse à des
facteurs de croissance ou à des agents carcinogènes.
Quesque la phagocytoses
❖ Mécanisme d’entrée dans la cellule permettant la création de
phagosomes, cellules de très grande taille (visibles au MO).
❖ Absorption d’éléments entiers et de gros volume pathogènes ou
non et digestion au sein de la cellule qu’on appelle phagocyte.
❖ Phagocytose effectuée par des cellules spécifiques :
macrophages, granulocytes ou globules blancs
❖ Nécessite beaucoup d’énergie.
❖ Mécanisme :
➢ 1) Opsonisation : Quand un organisme est infecté par une bactérie par
exemple, fixation d’opsonines (anticorps) sur la paroi bactérienne
permettant l’adhérence à la cellule phagocytaire.
➢ 2) Chimiotactisme : Attirance entre la cellule phagocytaire et la cellule
➢ 3) Phagocytose : Contact entre la cellule phagocytaire et la bactérie
puis formation de pseudopodes qui entourent la bactérie
(mouvements de la membrane) : formation d’un phagosome puis
fusion avec des vésicules chargées d’hydrolases acides.
➢ 4) Digestion : Destruction des bactéries avec mort possible de la
cellule phagocytaire.
Quesque le système endosomal
L’ensemble de ces systèmes d’endocytose converge vers la formation du
système endosomal.
❖ Un endosome est une vésicule internalisée, issue de l’endocytose,
généralement en périphérie de la cellule.
❖ Il existe deux sortes d’endosomes
➢ Les endosomes précoces
■ Servent de compartiment de tri
■ On les retrouve en périphérie de la cellule et les molécules
endocytés sont soit recyclé vers la membrane plasmique,
soit transférés vers la voie lysosomale pour y être
dégradés
➢ Les endosomes tardifs
■ Correspondent à ceux dont les molécules doivent y être
dégradés, elles vont passer dans la voie lysosomale.
■ Ces molécules sont transférées d’un endosome précoce à
un endosome tardif qui est plus proche du noyau.
■ Ceci se fait par l’intermédiaire de corps multi- vésiculaires
(ils font aussi la navette entre les deux types d’endosomes).
■ Cet endosome tardif donne naissance par
bourgeonnement de sa membrane à des vésicules de
transport des récepteurs jusqu’au réseau transgolgien.
Lors de la maturation des endosomes,
❖ Ces récepteurs ont une étiquette particulière : ce sont des récepteurs au
mannose-6-Phosphate
❖ Les lysosomes ne contiennent alors plus ces récepteurs. Il y règne un pH
acide et les hydrolases venant de l’appareil de Golgi vont donc pouvoir
fonctionner .
❖ Lors de la maturation des endosomes, acidification progressive de
l’intérieur des vésicules par l’entrée progressive de pompes à protons :
➢ Les vésicules bourgeonnantes ont un pH de 7 initialement.
➢ En fusionnant, elles forment des endosomes précoces dont le pH
diminue progressivement à 6,0 – 6,2.
➢ S’ensuit une étape de maturation formant les endosomes tardifs
avec un pH d’environ 5,5 jusqu’à un pH de 5 dans les lysosomes.
❖ L’acidification permet la dissociation récepteurs/ligands autrement dit :
➢ L’arrivée d’hydrolases portant le mannose-6-Phosphate vers les
endosomes tardifs permet la formation des lysosomes.
➢ Le pH acide permet le détachement des hydrolases portant le
mannose-6-Phosphate de leurs récepteurs. Et leur libération dans
l’endosome tardif.
➢ Les récepteurs mannose-6-Phosphate via lesquels sont arrivées
les hydrolases acides sont ensuite recyclés en retournant vers
l’appareil de Golgi via des vésicules de recyclage.
Quesque Lexocythose
ortie de particules par mouvement de membrane.
❖ Gain de membrane.
❖ Présente chez TOUTES les cellules eucaryotes sauf les globules rouges.
❖ Les molécules excrétées peuvent être des substances produites par la cellule/déchets à
éliminer.
❖ Les vésicules proviennent du réticulum endoplasmique, passent par l’appareil de Golgi et se
dirigent vers la membrane plasmique pour fusionner et libérer leur contenu.
❖ Le déplacement des vésicules se fait le long du cytosquelette à l’aide de protéines motrices.
Quels sont les deux grands type dexocytose
Exocytose
constitutive ou
continue
❖ Vésicule : porte un manteau de coatomères : COP
❖ Mécanisme permanent
❖ Transport de molécules nécessaires au renouvellement des
constituants de la membrane plasmique et de la matrice
extra-cellulaire.
❖ Molécules comme les protéines membranaires produites dans le
RE ou l’ AG qui passent par le réseau trans-golgien, mais aussi
d’autres substituants fabriqués dans la cellule.
Exocytose
induite,
controlée,
discontinue ou
provoquée
❖ Vésicule : porte un manteau de clathrine.
❖ Mécanisme NON permanent : des ligands spécifiques se fixent à
des récepteurs membranaires après stimulation extérieure de la
cellule.
❖ Transport de molécules destinées à la sécrétion (ex : hormones,
facteurs de croissance, mucus et enzymes de cellules digestives),
aux lysosomes (enzymes lysosomiales) ou aux phagosomes.
❖ Avant la fusion avec la membrane plasmique, les vésicules perdent leur manteau
(de coatomères pour l’exocytose continue, de clathrine pour l’exocytose induite).
Etapes de la biosynthèse des phospholipides
On distingue plusieurs étapes :
➢ 1) Les dérivés Acetyl coA s’ancrent dans la membrane
➢ 2) Transformés en un glycerol-3-phosphate
➢ 3) On retire le CoA
➢ 4) On obtient un acide phosphatidique
➢ 5) Perte du groupement phosphate de son CH2
➢ 6) Formation d’un diacylglycérol, on lui accroche un certain
nombre de chaînes variables, donnant des phospholipides
différents
❖ Les phospholipides nouvellement synthétisés (néosynthétisés) sont
incorporés à la membrane, transférés d’un feuillet à l’autre grâce à des
protéines flippases (= chaperon de bascule) ayant des vitesses de catalyse
variables (selon la longueur du lipide). Le greffage d’éventuels sucres
(comme le galactose ou l’acide sialique), sur les glycolipides, se fera plus
tard dans l’appareil de Golgi.
Compositions des tri glycérides
Ils sont constitués de 3 acides gras et 1 glycérol pouvant aussi s’appeler les
triacylglycérols.
❖ La synthèse se déroule dans le réticulum endoplasmique lisse (REL), à partir
de précurseurs provenant la plupart du temps du bol alimentaire (acides gras
+ monoglycérides).
❖ Production de triglycérides (dans les adipocytes, dans les cellules intestinales
mais aussi dans les hépatocytes).
➢ Adipocytes situés sous la peau, fonction de stockage des lipides où le
REL est particulièrement abondant.
❖ D’abord, acide phosphatidique est déphosphorylé en diglycérides.
❖ Puis, estérification sur la dernière fonction alcool pour former un triglycéride.
Biosynthèse du cholesterols
l existe 2 sources/origines de cholestérol
➢ 1) Apport alimentaire
■ Le cholestérol est transporté dans le sang grâce à des complexes
méta moléculaires appelés lipoprotéines LP (répartis en 5 classes)
qui vont associer le cholestérol estérifié avec des AG, des
triglycérides, des phospholipides et des protéines, avec l’élément
hydrophile dirigé vers l’extérieur de la membrane.
➢ 2) Synthèse endogène
■ Chez l’animal, elle s’effectue surtout au niveau des hépatocytes
(cellules majoritaires du foie qui constituent le parenchyme
hépatique avec un important réseau de REL, très développé).
■ Le cholestérol est d’abord synthétisé dans le cytoplasme à partir
de l’HydroxyMéthylGlutaryl Co-enzyme A (HMG-CoA).
■ Puis passe par des intermédiaires tels que le mévalonate puis en
farnésyl diphosphate afin d’être sous sa forme finale.
■ Le RE est engagé dans la synthèse des hormones stéroïdes (la
mitochondrie également).
Ex : La testostérone dans les cellules de Leydig
qui sont dans les testicules, la progestérone
dans le corps jaune des ovaires, la cortisone
dans les glandes corticosurrénales, sont
fabriquées à partir du REL, grâce entre autre,
au cholestérol.
Segregations des proteines 2 types de proteines
❖ Celles synthétisées sur les polysomes libres :
➢ Protéines cytosoliques
➢ Protéines destinées à certains compartiments internes tels que les
mitochondries, les peroxysomes ou le noyau.
❖ Celles synthétisées sur les polysomes liés au réticulum endoplasmique :
➢ Protéines de sécrétion, celles qui seront exportées comme on va
retrouver dans les vésicules sécrétoires lors de phénomènes
d’exocytose.
➢ Protéines intrinsèques des membranes, qui seront synthétisés sur
les polysomes liés au RE en passant du REG vers les dictyosomes
puis aller vers la membrane plasmique.
➢ Protéines destinées aux compartiments internes tels que les
lysosomes pour les cellules animales et vacuoles pour les cellules
végétales sont elles aussi synthétisées sur les polysomes liés au
réticulum.
Expérience
montrant la
localisation
des protéines
après leur
synthèse
1) On met les cellules en culture en présence d’un acide aminé radioactif :
la leucine tritiée.
❖ 2) La leucine radioactive va être utilisée lors de la synthèse protéique et va
donc être incorporée, ces protéines seront donc radioactives, ce qui
permet de les détecter .
❖ 3) On rince afin d’éliminer toute la leucine radioactive non utilisée par la
synthèse protéique.
❖ 4) On effectue un fractionnement subcellulaire, on obtient des fractions de
microsome rugueux radioactives.
❖ 5) On sépare ces fractions en 2 lots de microsomes rugueux et on ajoute
dans un 1er lot des protéinases (= enzymes détruisant les protéines) et
après un temps d’incubation on observe que les polypeptides
néosynthétisés sont intacts ce qui veut dire qu’ils n’ont pas été attaqués
par la protéinase et sont donc protégés par la membrane des microsomes.
Concernant le 2ème lot on ajoute une protéinase après traitement avec un
détergent (qui solubilise les membranes), les protéinases accèdent aux
protéines et les détruisent ainsi on observe des polypeptides
néo-synthétisés qui ont été dégradés.
❖ Conclusion : Les polypeptides néo-synthétisés sont donc bien à
l’intérieur de la membrane. Les peptides destinés à être sécrétés sont
localisés à l’intérieur de la lumière du REG, au moins en partie.
Protéines entrant
dans le REG pour
y poursuivre leur
synthèse
résence d’une séquence signal à l’intérieur du polypeptide qui va
déterminer la synthèse sur le RER des protéines destinées à être
incorporées dans les cavités du RER.
❖ Des ribosomes libres (cytosol) vont se fixer sur l’ ARNm au niveau d’une
séquence de 3 nucléotides appelés codons AUG. Cette action est
permise par la présence d’une séquence signal, de 16 à 30 acides
aminés de nature hydrophobes, placés en général en N-ter de la
chaîne.
1) La séquence signal est reconnue par une macromolécule : SRP,
particule cytosolique, avec 6 polypeptides différents, un ARN
d’environ 300 nucléotides (= ribonucléoprotéine : RNP), elle s’attache
à la fois au ribosome et au peptide signal.
2) La SRP s’introduit dans le site A du ribosome (arrêt temporaire de la
traduction, car elle va empêcher la fixation de l’ ARNt, jusqu’à ce que la
grande sous unité soit fixée sur le RE), par une liaison GTP
dépendante. Cela empêche la fixation de l’ ARNt correspondant au
codon.
Sans cet arrêt, la protéine finirait sa synthèse dans le cytoplasme et à
cause de problèmes de repliement, elle ne pourrait plus entrer dans
la lumière du réticulum.
3) La SRP , toujours liée au ribosome, va aller jusqu’à son récepteur
spécifique situé sur la membrane du REG pour s’y fixer . Elle conduit
ainsi le polysome jusqu’à la membrane du REG.
4) La fixation de SRP avec son récepteur permet l’ouverture d’un pore
aqueux : le translocon.
Pore aqueux situé sous la grande sous-unité du ribosome permet à la
protéine de passer, et sa séquence-signal s’attache à la paroi du canal.
Le polypeptide est synthétisé dans son intégralité par la lecture de
l’ ARNm.
La séquence signal se lie au canal aménagé dans la membrane, et dès
que le ribosome est fixé sur la membrane du RE, la SRP se sépare de la
séquence signal mais aussi du site A.
Cela autorise le début de la translocation, l’entrée de la protéine en
cours de synthèse dans la lumière du réticulum et donc la reprise de la
traduction. Cette étape nécessite l’hydrolyse de GTP .
5) Dès lors que le ribosome est fixé sur la membrane du RE la SRP se
détache du ribosome (hydrolyse du GTP par l’intermédiaire d’une
protéine G) permettant la reprise de la traduction et donc la synthèse
du polypeptide dans son intégralité, dans la lumière du REG (=
translocation c’est à dire l’entrée de la protéine
en cours de synthèse dans le RE).
Cas des protéines
transmembranaires,
destinées à rester
dans la membrane
plasmique
Parmi ces protéines, il en existe soit à traversée simple soit à
traversée multiple, c’est-à-dire qu’ils ont plusieurs passages
dans la membrane.
❖ Dans le polypeptide, il y a des séquences topogéniques
(hélicoïdales de 20 à 25 acides aminés hydrophobes)
➢ Avec 2 types de régions : séquence signal de départ et
séquence signal d’arrêt
➢ Selon leur place dans le polypeptide, cela aboutit à des
intégrations (= ancrage) de protéines différentes dans
la membrane.
➢ La protéine doit aussi avoir des séquences de
terminaison de transfert qui se fixent dans la
membrane.
❖ Formation d’un domaine transmembranaire, porteur d’une
extrémité C-ter dans le cytosol et N-ter dans la lumière du RE.
❖ Quand cette séquence signal est interne, il est aussi reconnu
par la SRP, le ribosome s’accole à son récepteur sur le RE et
synthétise la protéine.
❖ Mais dans ce cas, il ne joue pas le rôle de terminaison de
transfert : il est le signal d’initiation de transfert qui se lie à la
protéine en cours de translocation.
➢ Si les acides aminés chargés + sont surtout avant le
signal d’initiation alors l’extrémité N-ter sera dans le
cytosol et C- ter dans la lumière du réticulum.
➢ Si les acides aminés + sont surtout localisés après le
signal d’initiation alors l’extrémité C-ter sera dans le
cytosol et N-ter dans la lumière du réticulum.
Mise en évidence du transport des protéines par techniques biochimiques
Expérience 1 :
Mesure de
radioactivité
dans des
tubes
Mise en évidence du transport des protéines par techniques biochimiques
Expérience 1 :
Mesure de
radioactivité
dans des
tubes
Mise en culture de cellules du pancréas en présence de leucine tritiée :
❖ Lors de la synthèse de protéines, la leucine tritiée sera incorporée dans
la protéine synthétisée, celle-ci est donc marquée radioactivement.
❖ Les échantillons sont fractionnés à l’échelle subcellulaire, on obtient 4
fractions (une fraction microsome rugueux (RER), une microsome lisse
(REL + dérivés Ap. de Golgi), une des grains de sécrétion et la dernière
qui sera le surnageant) dont on mesure la radioactivité.
❖ C’est le pulse = période d’incubation avec l’acide aminé radioactif.
On mesure la radioactivité avec un compteur à scintillations
❖ On les incube ensuite avec des acides aminés non marqués pendant un
temps variable (= temps de chasse), et on mesure l’évolution de la
radioactivité.
❖ On reporte ensuite les valeurs de nos mesures de la radioactivité sur un
graphique, c’est ce qu’on observe avec les 4 courbes ci-dessus (Page 7)
Explication :
❖ La radioactivité initiale est élevée
dans les microsomes rugueux, puis
diminue.
❖ La radioactivité initiale est basse
dans les microsomes lisses, puis elle
augmente.
❖ Il existe donc un transfert de la
radioactivité des microsomes
rugueux aux microsomes lisses au
départ, c’est le transport de la
protéine du RER (rugueux) au Golgi (lisse).
❖ La radioactivité des microsomes lisses diminue ensuite.
❖ La radioactivité des grains de sécrétion ne fait qu’augmenter.
❖ Cela veut dire que les protéines sont acheminées des microsomes lisses
jusqu’aux grains de sécrétion où elles sont stockées.
C’est le terminus des protéines, là où la radioactivité va s’accumuler.
❖ La radioactivité du surnageant reste constante à un niveau de base. Le
surnageant représentant le contenu du cytosol, cela veut dire que les
protéines qui sont synthétisées ne vont jamais dans le cytosol.
En effet, elles se déplacent à l’intérieur du système endomembranaire,
et non du cytosol.
La quantité déjà présente représente la synthèse de base des protéines
cytosoliques.
Conclusion :
❖ Après leur synthèse dans le RE, les protéines passent d’abord dans
l’appareil de Golgi, sont stockées dans les grains de sécrétion depuis
lesquelles elles pourront être secrétées.
1) Mise en évidence du transport des protéines par techniques biochimiques (Suite)
Expérience 2 :
Autoradiographie
en MO
1) Mise en évidence du transport des protéines par techniques biochimiques (Suite)
Expérience 2 :
Autoradiographie
en MO
❖ Nos cellules pancréatiques sont marquées à la leucine tritiée (même
processus que l’expérience 1).
❖ On mesure leur radioactivité sur coupes, après 3 min de marquage,
puis après 10 min de chasse et enfin après 2h de chasse.
Observation :
❖ On observe une radioactivité importante dans le REG après 3
min de marquage.
❖ On observe un déplacement de la radioactivité dans le Golgi
après 10 min de temps de chasse.
❖ Après 2h de temps de chasse, les protéines sont dans les
vésicules de sécrétion puis potentiellement à l’extérieur de la
cellule.
Conclusion :
❖ Même expérience et même conclusion
❖ Néanmoins l’autoradiographie nous permet de visualiser le
cheminement de ces protéines radioactives.
) Différents
exemples de
processus de
maturation des
protéines
) Différents
exemples de
processus de
maturation des
protéines
❖ La maturation permet à la protéine d’acquérir sa forme définitive
et donc sa fonction.
❖ Sans ce processus elle est non fonctionnelle.
Fonctions des
protéines
chaperonnes (ex :
protéines HSP70,
protéines BIP)
Fonctions des
protéines
chaperonnes (ex :
protéines HSP70,
protéines BIP)
❖ Le repliement des protéines nouvellement synthétisées
❖ La renaturation des protéines
❖ L’assemblage correct des protéines et donc la protection en évitant
un repliement prématuré et donc l’agrégation des peptides voisins
❖ Elles facilitent le transfert des protéines vers d’autres organites (ex:
les mitochondries)
Exemple : clivage
protéolytique avec
l’insuline
Exemple : clivage
protéolytique avec
l’insuline
❖ L’insuline est une protéine hormonale :
➢ Permettant l’entrée du glucose dans les cellules.
➢ Elle est synthétisée dans les cellules bêta du pancréas.
❖ C’est une protéine de sécrétion libérée dans le sang.
❖ Elle possède une séquence signal lui permettant son entrée dans la
lumière du RE qui sera clivée lors de sa maturation.
❖ Elle est composée de deux chaînes A et B liées par des ponts
disulfures sous sa forme mature.
❖ L’insuline dérive d’un précurseur, la pré pro-insuline qui contient
une séquence signal permettant son entrée dans le REG.
➢ Son précurseur contient 3 chaînes : A, B et C
➢ Et subit un clivage au cours de son cheminement dans des
vésicules recouvertes dans les cellules bêta
ère étape :
➢ Synthèse de la pré-pro insuline à 3 chaînes au niveau des
ribosomes du RER, la pré pro-insuline entre dans les
citernes du RER via une séquence signal.
❖ 2eme étape :
➢ Le peptide signal est éliminé, formation de liaisons
disulfures entre peptide A et peptide B dans le RE ⇒
pro-insuline.
➢ Par des vésicules de transition la pro-insuline est amenée sur
la face CIS d’un dictyosome, transite ensuite dans le
compartiment par des sauts de vésicules.
➢ Sur la face TRANS du dictyosome, la pro-insuline est
concentrée dans des vésicules mantelées recouvertes de
clathrine.
➢ Ces vésicules vont finalement se détacher et migrer à la
surface en perdant leur manteau
❖ 3eme étape :
➢ C’est au moment du
déplacement de ces vésicules
que des enzymes, présentes
dans ces vésicules, vont
permettre le clivage
protéolytique (enzyme
protéase) de la pro-insuline
➢ Elimination de la chaîne C et formation de l’insuline mature
➢ Exportée par exocytose et donc se retrouver à l’extérieur.
❖ Le clivage protéolytique est retrouvé aussi dans les enzymes de la
digestion, les protéines intervenant dans la coagulation du sang et
les protéines de virus animaux comme le VIH.
➢ Le VIH, va dériver du clivage d’un long précurseur, qui
pendant la réplication du génome du VIH va utiliser une
protéase virale qui sera capable de découper les
polypeptides (chaînes) précurseurs pour en faire des
polypeptides de structure du virus.
➢ Cette protéase du VIH est une cible pour la mise en place
de traitement contre le VIH
AUTRES MODIFICATIONS DE LA PROTÉINE
Ancrage des
protéines
AUTRES MODIFICATIONS DE LA PROTÉINE
Ancrage des
protéines
❖ Rappel 1 : Ancrage des protéines pouvant se faire de 2 façons :
➢ Soit grâce à une GPI = Glycérophosphatidylinositol dans le
feuillet externe
➢ Soit par association de la protéine avec une longue chaîne
hydrocarbonée dans le feuillet interne, au cours de réactions
d’isoprenylations.
❖ Rappel 2 : Des modifications co ou post-traductionnelles établissant
des relations de protéines à la membrane par le biais de lipides, par
exemple :
➢ Glypiation (= ancre du GPI dans le RE de manière
co-traductionnelle)
➢ Myristoylation (co-traductionnelle)
➢ Palmitoylation
➢ Isoprenylation (post traductionnelle)
Glycosylation
Glycosylation
❖ Ces différents sucres (schéma ci-dessous) peuvent être incorporés
à la protéine pendant son transit dans les différents
compartiments endomembranaires.
❖ La glycosylation est un phénomène
séquentiel et commence dans le REG.
❖ Chez les eucaryotes, les glucides sont fixés à
3 ou 4 résidus d’acides aminés différents :
l’asparagine, la sérine, la thréonine, qui sont des acides aminés
polaires, et la lysine.
❖ On distingue 2 types de glycosylations :
N-GLYCOSYLATION O-GLYCOSYLATION
Les glucides sont liés à l’atome
d’azote, un groupe amide de
l’asparagine dans le RE.
Les glucides sont liés à un
groupe hydroxyle, un oxygène
de la sérine, de la thréonine ou
de la lysine dans le Golgi.
La principale différence :
❖ Dans la O-glycosylation,
les résidus glucidiques
sont accrochés un à un
❖ Tandis que dans la
N-glycosylation, un
sucre complexe sera
accroché sous la forme
d’un oligosaccharide.
1) AUTRES MODIFICATIONS DE LA PROTÉINE (Suite)
Mécanisme de la
N-Glycosylation
1) AUTRES MODIFICATIONS DE LA PROTÉINE (Suite)
Mécanisme de la
N-Glycosylation
❖ Il existe un précurseur de tous les
glucides liés au groupe amide
commun à toutes les cellules : un
oligosaccharide avec 14 résidus
glucidiques
➢ 2 N-acétylglucosamines
➢ 3 glucoses
➢ 9 mannoses
❖ L’oligosaccharide est d’abord construit sur la face cytosolique, sur un élément
lipidique fixé à la membrane du RE : le dolichol, constitué de 2 N- acetyl
glucosamines et 5 mannoses.
❖ Puis, basculement du dolichol vers la face luminale du RE
Avec ajout de 4 mannoses et 3 glucoses
Notre précurseur est activé, lié à 2 phosphates, prêt à être transféré sur un
groupement amide.
❖ Le précurseur est transféré en bloc à la chaîne polypeptidique en cours
d’élongation, au niveau d’une asparagine. C’est la N-glycosylation.
❖ Cette liaison se fait grâce à une enzyme, l’oligosaccharyl transférase :
➢ Reconnaissance, du dolichol
➢ Transfert sur une asparagine appropriée selon le contexte
➢ Séquence consensus Asp-Ser-X-Ser/Thr (pas forcément la 1ère
asparagine qui arrive à la lecture du ribosome)
➢ X peut être n’importe quel acide aminé, sauf la proline.
❖ Dans le RE, premièrement, 3 glucoses et 1 mannose sont amputés puis
passage dans le Golgi de la protéine glycosylée.
❖ Ensuite, grâce aux enzymes dans le Golgi, les protéines glycosylées sont
transformées sur leur structure et la composition de l’oligosaccharide.
❖ Dans la face CIS et la face médiane du Golgi :
Il y a un élagage ⇒ formation de deux grands types de protéines glycosylées
➢ Alpha (à mannose prépondérant) et Béta
■ La protéine alpha porte un oligosaccharide à mannose
prépondérant
■ La protéine bêta porte un oligosaccharide complexe.
Mécanisme de la
N-Glycosylation
(Suite)
❖ L’élagage se fait grâce à des glycosidases (= mannosidase ou glucosidase).
❖ Pour une protéine à oligosaccharide complexe, dans la face médiane
➢ Une N- acétylglucosamine transférase accroche une
N-acétylglucosamine
➢ 2 mannoses sont amputés par la mannosidase
➢ Et 1 fucose sera fixé
❖ Dans un deuxième temps, dans un compartiment trans, la forme alpha
recevra :
➢ 1 à 2 N-acétylglucosamines
➢ 1 à 3 N-acétylneuraminates
➢ Et un nombre variable de galactoses
❖ La quantité de résidus accrochés est fonction de l’état de différenciation
des cellules.
❖ Des sucres sont ajoutés à la forme bêta par des enzymes glycosyl
transférase.
❖ Finalement, les séquences oligosaccharidiques sont obtenues grâce à cette
activité séquentielle coordonnée de ces systèmes enzymatiques fixés sur
les membranes des compartiments du système endomembranaire.
❖ Et les sucres ajoutés à l’oligosaccharide dans la lumière de Golgi, sont
apportés par des systèmes de nucléotides jusqu’à leur site d’accrochage
(formation de l’UDP N-acétylglucosamine, de l’UDP galactose, du CMP
N-acétyl neuraminate).
Sulfatation
Sulfatation
❖ Un certain nombre de protéines sont sulfatées dans l’appareil de Golgi
grâce à des enzymes spécifiques :
➢ Les sulfo-transférases
➢ Liées à la membrane dans la face trans du Golgi
Modifications
post-
traductionnelles
qui ont lieu dans le
Golgi
Ce sont des phénomènes nombreux et localisés.
❖ Réseau cis golgien
➢ Phosphorylation
➢ Accrochage des oligosaccharides
❖ Golgi Cis
➢ Enlèvement de mannoses
❖ Golgi Médian
➢ Enlèvement de mannoses
➢ Addition de GlcNac
❖ Golgi Trans
➢ Addition de Gal
➢ Addition de NANA
❖ Réseaux Trans Golgien
➢ Sulfatation des tyrosines
➢ Sulfatation des hydrates de carbone
