semaine 10: cellules eucaryotes Flashcards
cellules eucaryotes: historique
apparues il y a deux milliars d’années
- d’abord des organismes unicellulaires
- ensuite pluricellulaires (800 millions d’années)
cellules eucaryotes: composition + fonction / caractéristiques
- possèdent un noyau
- possèdent de nombreux organites cytoplasmiques
= compartiments délimités par une membrane semblable à la membrane plasmique
== bicouche de phosphoglycérolipides + protéines
= transport actif au travers la membrane
= accomplissent différentes fonctions
== respiration, digestion, sécrétion - autres constituants (qui ne sont pas des organites)
= ribosomes, cytosquelette
cellules eucaryotes: 4 règnes
unicellulaire:
- protiste
= euglène
pluricellulaires:
- mycètes
= cellules fongiques
- plantes
= cellules végétales
- animaux
= cellules animales
microscope photonique vs microscope électronique
microscope photonique:
- on distingue bien le noyau mais peu le cytoplasme
micrscope électronique:
- on distingue les organites
nucléoplasme
- comparaison au cytoplasme
- substance liquide du noyau dans laquelle baignent la chromatine (ADN + histones) et d’autres molécules nucléaires
- délimité par l’enveloppe nucléaire
cytoplasme définition
région entre l’enveloppe nucléaire et la membrane plasmique dans laquelle baignent les molécules organites et d’autres constituants
cytoplasme constitution (3)
- cytosol
- ectoplasme
- endoplasme
cytoplasme: cytosol (1)
sa partie liquide entre les organites
cytoplasme: ectoplasme (3)
- zone périphérique ou corticale du cytoplasme, sous la membrane plasmique
- pauvre en organites
- riche en cytosquelette
cytoplasme: endoplasme (2)
- région interne du cytoplasme
- riche en organites
approche pour étudier la cellule eucaryote
morphologique et fonctionnelle
- fonctions, organites et autres composantes qui les assurent
cellules eucaryotes synthèse protéique: noyau et organites cytoplasmiques
- ADN dans le noyau
- ribosomes dans le cytoplasme
= transcription des gènes d’ADN en ARN se fait dans le noyau
= traduction de l’ARNm en protéines se fait sur les ribosomes dans le cytoplasme
== la présence d’organites cytoplasmiques complexifie le processus d’attribution des protéines
transcription dans le noyau: 4 endroits
- enveloppe nucléaire
- nucléoplasme
- nucléole
- chromatine
transcription dans le noyau: enveloppe nucléaire: 2 membranes typiques + 2 autres endroits
- membrane nucléaire interne
- membrane nucléaire externe
- espace intermembranaire
- pores nucléaires
transcription dans le noyau: enveloppe nucléaire: membrane nucléaire interne
- en contact avec le nucléoplasme
- tapissée de filaments
- les molécules d’ADN s’y accrochent
transcription dans le noyau: enveloppe nucléaire: membrane nucléaire externe
- continue avec le REG
- son feuillet cytoplasmique est couvert de ribosomes
transcription dans le noyau: enveloppe nucléaire: espace intermembranaire
entre les deux membranes
transcription dans le noyau: enveloppe nucléaire: pores nucléaires intro
où les deux membranes sont en contact
- perforations
- transport entrant et sortant
transcription dans le noyau: enveloppe nucléaire: pores taille
- diamètre total: environ 45 nm
- obstrué par des protéines
= ouverture réelle: 9 nm
transcription dans le noyau: enveloppe nucléaire: pores caractéristiques
- pas une simple perforation de l’enveloppe nucléaire
- imposante structure protéique
= protéine: nucléoporines - complexe du pore nucléaire: CPN
transcription dans le noyau: enveloppe nucléaire: complexe du pore nucléaire
- 2 bagues protéiques octogonales en miroir
= bague intranucléaire
= bague cytosolique - d’autres protéines retiennent le CPN dans l’enveloppe
- des filaments protéiques à peu près verticaux sur chaque bague guident des macromolécules qui traversent le pore
= fibrille nucléaire et cytosol
transcription dans le noyau: enveloppe nucléaire: CPN bagues intranucléaire vs bague cytosolique
bague intranucléaire
- dans la membrane interne
bague cytosolique
- dans la membrane externe
- reliée par des colonnes protéiques espacées de environ 9 nm
transcription dans le noyau: enveloppe nuclaire: CPN transport passif
les petites molécules peuvent passer par les 9 nm des pores nucléaires
- dans les deux sens
- transport passif par diffusion
transcription dans le noyau: enveloppe nucléaire: CPN transport actif
les molécules nucléaires sont trop volumineuses
- il leur faut un moyen de transport actif
- possèdent une séquence: signal de localisation nucléaire (SNL) le long de leur chaîne polypeptidique
transcription dans le noyau: enveloppe nucléaire: SLN étapes (3)
- se fixe à des récepteurs
- glisse le long des filaments
- réciproque
transcription dans le noyau: enveloppe nucléaire: SLN se fixe à des récepteurs
le SLN de la protéine se fixe à des récepteurs d’importation nucléaire (importines) dans le cytosol qui se fixent aux filaments
- en présence de GDP
transcription dans le noyau: enveloppe nucléaire: SLN glisse le long des filaments
le complexe glisse le long des filaments des deux bagues
- aboutit dans le noyau
- où la protéine est libérée
- SLN n’est pas excisé de la protéine
transcription dans le noyau: enveloppe nucléaire: SLN réciproque
récepteurs existent pour les protéines devant sortir du noyau et gagner le cytoplasme
- SEN: séquence d’exportation nucléaire
- effectué grâce au récepteur exportine
transcription du noyau: molécules qui baignent dans le cytoplasme
- ADN
- ARN quand dans le noyau
- protéines nucléaires
= histones
= lamine (collée sur la membrane intérieur)
= enzymes
= autres
transcription du noyau: nucléole caractéristiques (3)
- région dense dans le noyau
- souvent centrale
- souvent la plus colorée en microscopie photonique
transcription du noyau: nucléole parties (4)
- pars fibrosa
- pars granulosa
- pars chromosoma
- pars amorpha
transcription du noyau: nucléole: pars fibrosa
où les copies du gène 45S sont transcrites en ARNr 45S
- pour répondre à l’énorme demande en ARNr de la cellule, le gène 45S a été copié en plusieurs exemplaires au cours de l’évolution
= chez l’humain, 300 à 400 copies du gène 45S
= donne un aspect fibreux
transcription du noyau: nucléole: pars granulosa
où s’assemblent les ARNr et les protéines en sous-unités ribosomales (petites et grosses)
transcription du noyau: nucléole: pars chromosoma
partie chromosomique en périphérie, continue avec la chromatine du reste du noyau
transcription du noyau: nucléole: pars amorpha
entre les autres parties
transcription du noyau: nucléole: ARNr
le transcrit d’ARNr est coupé en 3 des 4 types d’ARNr
= 28S; 18S; et 5,8S: ARNr lourds
= les ARNr lourds passent à la pars granulosa
- le 4e type d’ARNr: 5S
= transcrit ailleurs dans le noyau, puis gagne le pars granulosa du nucléole
transcription du noyau: nucléole: protéines ribosomales
la protéine a beaucoup de ribosomes
- demande beaucoup de protéines ribosomales
= passent du cytosol au noyau
= possèdent un SLN qui se lie au récepteurs importines
= vont dans la pars granulosa du nucléole
- environ 80 transcrits d’ARNm
transcription du noyau: nucléole: protéines ribosomales: transcrits d’ARNm
environ 80 transcrits d’ARNm
- sont codés par de l’ADN hors nucléole
- passent du noyau au cytosole (via pores) en s’associant à des protéines ayant SEN
- se lient aux récepteurs exportines
- traduits en protéines ribosomales sur des ribosomes libres
transcription du noyau: nucléole: protéines ribosomales: sous-unités ribosomales
dans le pars granulosa
- environ 30 protéines ribosomales s’assemblent avec l’ARNr 18S
= petites sous-unités ribosomales
- environ 50 protéines ribosomales s’assemblent avec l’ARNr 5S; 5,8S; et 28S
= grosses sous-unités ribosomales
- ensuite, les sous-unités ribosomales sont exportés vers le cytosol via les pores nucléaires
transcription du noyau: nucléole: amplification niveaux (3)
possible sur les niveaux:
1. prétranscriptionnel
2. tranascriptionnel
3. traductionnel
transcription du noyau: nucléole: amplification niveau prétranscriptionnel
- amplification d’un gène
- existe pour produire de l’ARNr
- existe pour produire de l’ARNm pour fournir les protéines qui sont requises en grande quantité
transcription du noyau: nucléole: amplification niveau transcriptionnel
transcription d’un gène codant une protéine donnée en de multiples molécules d’ARNm pour produire plusieurs molécules de la protéine
- se produit dans le noyau
- concerne uniquement l’ARNm
transcription du noyau: nucléole: amplification niveau traductionnel
chaque molécule d’ARNm code plusieurs exemplaires d’une protéine en s’associant à plusieurs ribosomes organisés en polysomes dans le cytoplasme
transcription du noyau: chromosomes caractéristiques
- composition:
= 1 molécule d’ADN bicaténaire
= histones - en paires
- ADN enroulé autour des histones
= ADN compacté et protégé - pas tous la même longueur
transcription du noyau: chromatine: c’est quoi
l’ensemble des chromosomes
synthèse protéique: traduction: routage types de protéines (3)
- protéines destinées au cytoplasme
- protéines destinées au noyau, mitochondrie, peroxysomes, chloroplastes et protéines ribosomiques
- protéines destinées au REG, lysosomes, membrane plasmique et de sécrétion
synthèse protéique: traduction: routage: protéines destinées au cytosil
- sont traduites sur des ribosomes libres dans le cytosol
- une fois libérées des ribosomes, restent dans le cytosol
- ne sont pas incorporées à un organite (comme les deux autres types de protéine de routage)
synthèse des protéines: traduction: routage: protéines destinées au noyau, peroxysomes, chloroplastes et protéines ribosomales
- traduites par des polysomes libres dans le cytosol
- incorporation post traductionnelle à leur organite
synthèse des protéines: traduction: routage: protéines destinées au REG, lysosomes, membrane plasmique et de sécrétion
- traduite sur des ribosomes attachés à la membrane du REG
- incorporation co-traductionnelle (au REG)
synthèse des lipides: 2 types de réticulum endoplasmique (RE) en continuité
- lisse (REL)
- granulaire ou rugueux (REG)
synthèse des lipides: réticulum endoplasmique lisse caractéristiques (3)
- saccule membranaire
- contiennent des enzymes pour la synthèse lipidique
- site de réserve d’ion Ca++ et régulateur de la [Ca++]i
synthèse des lipides: réticulum endoplasmique granulaire caractéristiques (4)
- saccules membranaires
- portent des ribosomes sur leur feuillet cytosolique de leur membrane
- continue avec la membrane externe nucléaire et l’espace intermembranaire
- rôle dans la sécrétion cellulaire
synthèse des lipides: REL production de lipides
- toutes les cellules produisent des lipides, dont pour les membranes
- le REL est particulièrement bien développé dans certains types de cellule où la synthèse des lipides est importante pour leur fonction spécifique
synthèse des lipides: REL: régulation de [CA++]i
la régulation de [Ca++]i est particulièrement bien développée dans certains types de cellules où la transfert intermembranaire de Ca++ est très actif pour leur fonction
synthèse des lipides: réticulum endoplasmique: caractéristiques
- en continuité
- la continuité et la proportion des deux dépend:
= du type de cellule
= de l’état d’une cellule dans le temps - structures dynamiques
sécrétion cellulaire: c’est quoi
- cellules produisent plusieurs protéines destinées à être exportés vers le milieu extracellulaire
= chez les cellules eucaryotes, c’est ce qu’on appelle la sécrétion cellulaire qui s’effectue par exocytose
sécrétion cellulaire effectuée par exocytose: c’est quoi (l’exocytose)
- fusion de vésicules cytoplasmiques à la membrane plasmique pour expulser leur contenu dans le milieu extracellulaire
- sert de renouvellement des lipides et des protéines membranaires
sécrétion cellulaire: REG début de la traduction
pour débuter la traduction, l’ARNm doit
- passer du noyau au cytosol
- s’associer à un ribosome
= chaque ribosome associé à une molécule d’ARNm se fixe à la membrane du REG
sécrétion cellulaire: REG: raison pourquoi fixation de ribosomes au REG
les protéines destinées à la sécrétion des protéines membranaires + les protéines du REG et du Golgi possèdent une séquence signal d’acides aminés NH2 à leur extrémité
= nom de cette extrémité NH2: peptide signal d’initiation de transfert PSIT
= PSIT permet au ribosome de se fixer sur la membrane du REG
sécrétion cellulaire: REG: PSIT étapes (5)
- liaison PRS-PSIT
- PRS: particule de reconnaissance du signal)
- composée de 6 protéines + 1 petit ARN - liaison PRS-translocateur et PRS-récepteur
- ouverture du translocateur
- excision du PSIT
- adoption de la structure tertiaire
sécrétion cellulaire: REG: PSIT: liaison PRS-PSIT
PRS dans le cytosol se lie au PSIT
- inhibe la poursuite de la traduction de l’ARNm en chaîne peptidique
sécrétion cellulaire: REG: PSIT: liaison PRS-translocateur et PRS-récepteur
PRS se lie à un récepteur (récepteur de PRS) et à un translocateur (canal protéique) situés dans la membrane du REG
- désinhibe la traduction de la protéine
sécrétion cellulaire: REG: PSIT: ouverture du translocateur
- le translocateur s’ouvre
- la protéine pénètre dans la lumière du REG au fur et à mesure qu’elle est traduite
= pendant l’élongation - c’est ce qu’on entend par incorporation co-traductionnelle
sécrétion cellulaire: REG: PSIT: excision du PSIT
le PSIT est excisé par l’enzyme appelée peptidase du signal qui se trouve ancré à la paroi du REG
- PSIT ensuite dégradé par une protéase
sécrétion cellulaire: REG: PSIT: adoption de la structure tertiaire
une fois les 4 autres étapes complétées, la protéine est complétée et adopte une structure tertiaire
sécrétion cellulaire: REG: PSIT: trois groupes de protéines
- protéines de sécrétion et de la membrane plasmique
- protéines enchâssées dans la membrane du REG
- autres protéines
sécrétion cellulaire: REG: PSIT: protéines de sécrétion et de la membrane plasmique
- quittent la lumière du REG
- vont au complexe de Golgi
sécrétion cellulaire: REG: PSIT: protéines enchâssées dans la membrane du REG
certaines protéines doivent rester enchâssées dans le membrane du REG
- possèdent une séquence d’acides aminés le long de la chapine peptidique: séquence d’arrêt de transfert ou SAT
= séquence signale un arrêt de l’internalisation de la protéine dans la lumière du REG, mais pas de son élongation, qui continue hors REG
sécrétion cellulaire: REG: PSIT: autres protéines
doivent rester dans la lumière du REG
- possèdent à leur extrémité COOH de la séquence KDEL
sécrétion cellulaire: REG: majorité des protéines traduites
la majorité des protéines traduites sur le REG sont des glycoprotéines (protéine + glucide oligosaccharide)
GLYCOSYLATION:
- ajout d’un oligosaccharide le long d’une chaîne d’acides aminés en élongation
= pas à une extrémité
- oligosaccharides sont synthétisés en entier sur le dolichol
= lipide membranaire du REG
== lui, synthéthisé par le REL
- l’ajout d’un oligosaccharide à une protéine se fait dans la lumière du REG
- catalysé par l’enzyme glycosyltransférase
- l’oligosaccharide sera modifié dans le complexe de Golgi
sécrétion cellulaire: REG: glycosylation des protéines: 4 types d’oligosaccharide
- phosphorylés
- riches en mannose
- complexes
- intermédiaires entre 2 et 3
sécrétion cellulaire: REG: pourquoi glycosyler: 2 types de protéines
- protéines sécrétées dans le cytosol
- protéines membranaires
sécrétion cellulaire: REG: glycosyler pour les protéines sécrétées dans le cytosol (2)
- peut aider la protéine à acquérir sa conformation
- peut stabiliser la protéine
sécrétion cellulaire: REG: glycosyler pour les protéines membranaires (3)
- protège la membrane sans empêcher l’exocytose et l’endocytose
- permet l’adhérence intercellulaire
- chez les érythrocytes: détermine les groupes O, A, B, AB
= aussi chez les glycolipides
sécrétion cellulaire: complexe golgien composition
- composé de 1 ou plusieurs golgiosomes
= reliés entre eux par des tubules - chaque golgiosome est composé de quelques saccules
= empilés, courbés
= face cis: convexe du côté du REG et du noyau
= autre face: face trans: concave
sécrétion cellulaire: complexe golgien: golgi comparé au RE (3)
- pas de ribosomes (REG) ni de lipides (REL)
- saccules sont régulièrement espacés
- leur empilement est ordonné
sécrétion cellulaire: 2 grands rôles du complexe golgien dans la sécrétion cellulaire
- modifications des glycoprotéines qui leur confère une adresse
- tri des protéines selon leur destination: routage
sécrétion cellulaire: complexe golgien: modification des glycoprotéines qui leur confère une adresse
- protéines glycosylées quittent le REG dans des vésicules de transition
- arrivent à la face cis d’un golgiosome et fusionnent à la membrane du réseau cis-golgien
- déversent les glycoprotéines dans la lumière du golgiosome - protéines progressent du réseau cis au réseau trans-golgien
- enzymes dans saccules golgiens modifient les glycoprotéines durant leur transit
= en modifiant la région terminale des oligosaccharides - la modification de la glycosylation confère une adresse aux protéines
sécrétion cellulaire: complexe golgien: tri des protéines selon leur destination: routage
rendues dans le trans-golgi
- les protéines ont acquis leur adresse (modification de la glycosylation)
- sont triées
- emballées dans des vésicules de sécrétion (2 types)
- prennent la route vers leur destination finale
- golgi: bureau de poste
sécrétion cellulaire: complexe golgien: tri des protéines selon leur destination: routage: vésicules
- vésicules de sécrétion acheminées à la membrane plasmique et y fusionnent
- déversent leur contenu protéique à l’extérieur de la cellule par exocytose - véskicules contenant des hydrolases acides se dirigent vers les endosomes et y fusionnent
- les hydrolases acides participent à la digestion cellulaire
sécrétion cellulaire: complexe golgien: autre fonction
capture des protéines du REG qui se sont échappées vers le complexe goglien mais qui doivent résister dans la lumière du REG
- possèdent la séquence KDEL à leur extrémité COOH qui n’a pas été excisée
= il y a des récepteurs de KDEL sur la membrane du réseau cis-golgien
grands types de sécrétion cellulaire (2)
- sécrétion constitutive
- sécrétion contrôlée
grands types de sécrétion cellulaire: sécrétion constitutive (5)
- non soumise à un système de contrôle
- les vésicules de sécrétion provenant du trans golgi sont acheminées vers la membrane plasmique
- fusionnent à la membrane
= exocytosent leur contenu hors de la cellule
= système “par défaut” de toute cellule eucaryote
grands types de sécrétion cellulaire: sécrétion contrôlée (4)
- sur demande, selon les besoins
- les vésicules de sécrétion spéciales provenant du trans golgi sont acheminées vers la membrane plasmique
- mais ne fusionnement pas spontanément
- elles attendent un signal leur indiquant de le faire
importance de sécrétion pour la membrane cellulaire: cellule procaryote
incorporation des protéines membranaires à partir des polysomes du cytoplasme
importance de sécrétion pour la membrane cellulaire: cellule eucaryote
la sécrétion cellulaire s’effectue par la fusion de vésicules avec la membrane plasmique (exocytose)
- contribue au renouvellement des lipides et des protéines constituant la membrane plasmique
protéines membranaires
- protéines intrinsèques
- enchâssées
- ancrées - protéines extrinsèques
- intracellulaire
= dans l’ectoplasme
= rattachée à la protéine intrinsèque
- extracellulaire
= dans le milieu extracellulaire
= rattachée à la protéine intrinsèque
