SYSTEME ENDOMEMBRANAIRE Flashcards
Généralités sur le système endomembranaire
chez quel cellule
quel organite ?
Le système endomembranaire est un compartiment particulier des cellules eucaryotes. Il comprend :
- L’appareil de Golgi
- Le réticulum endoplasmique REG granulaire et REL lisse
- Les lysosomes et les endosomes
- L’enveloppe nucléaire en continuité avec le RE
- Vésicules, canicules et tubules impliqués dans le transit
Généralités sur le système endomembranaire
chez quel cellule
commun de chq compartiment du systeme endo
chaque compartiment possede :
- un contenant : membrane d’enve
- une lumiere : milieu extracell comprend : ions, molecule soluble, domaine luminal des glycoproteine insere dans la membrane d’enveloppe
- face cyto de la membrane d’enveloppe : des prot cytosolique, transmembranaire
Différents modes de déplacement :
- Avec ouverture contrôlée : les pores nucléaires : pour interaction noyau cytosol
- Un transport transmembranaire avec des translocateurs : pour interaction cytosol -> : RE, mito, pero
- Un transport vésiculaire specifique du systeme endomembranaire : re vers golgi, Golgi vers : lyso, endo, vesicule de secretion, surface cellulaire
pk dynamique
fonction
Le système endomembranaire est dynamique : modifications d’une molécule dans la lumière, transport vers d’autres compartiments ou traversée de la membrane, interactions avec la face cytosolique.
Fonctions :
- synthèse, stockage, tri et transport intracellulaire des molécules (ex : synthèse des constituants de la membrane)
- dégradation des substances potentiellement toxiques
Le flux membranaire vectoriel et permanent FMVP : la référence
Le flux vectoriel de permanence : du RE à l’endosome.
Porte d’entrée dans le RE, puis vésicule de transport (tubule canalicule) jusqu’au Golgi, puis vésicules de transport soit vers la membrane plasmique pour être sécrété (sécrétion régulée ou constitutive), ou vers lysosomes et endosomes.
Golgi est le carrefour.
Le flux membranaire du Golgi au RE :
Flux rétrograde, dans le sens opposé.
Depuis la membrane plasmique, vers l’endosome et le Golgi (via canalicule ou tubule) pour un retour au RE
Retour des protéines spécifiques du RE
Transport vers le RE d’éléments d’origine extracellulaire (virus, toxines bactériennes …)
L’endosome est le carrefour de quoi?
distribution de l’endosome vers ou?
- du Flux Membranaire Vectoriel Permanent (FMVP)
- flux rétrogrades via l’endocytose ou phagocytose
L’endosome distribue 4 compartiments vers la membrane plasmique (recyclage de protéines spé), vers le cytosol (fournit des macromolécules), vers les lysosomes (dégradation des protéines) ou vers le Golgi.
flux membranaire vue general
FMVP
voie de l’endocytose
flux retrograde
le FMVP : du RE vers Golgi, puis :
- Vésicules sécrétoires (exocytose) puis :
- Voie du renouvellement de la membrane
plasmique
- Adressage de macromolécules vers endosomes précoces ou tardifs
voie de l’endocytose : la vésicule d’endocytose forme l’endosome précoce puis tardif et éventuellement fusionner avec le lysosomes
le flux rétrograde : système de navette du RE à Golgo, entre les vésicules sécrétoires et Golgi, des endosomes au Golgi.
flux vesiculaire intracell
generalité
Transfert (contenu membranaire : protéines + lipides, ou contenu luminal : des ions et des molécules solubles) d’un compartiment à un autre.
Le compartiment donneur bourgeonne, une vésicule se détache grâce à des facteurs cytosoliques, et va fusionner avec le compartiment récepteur : libération du contenu membranaire et luminal.
flux vesiculaire intracell 7 etapes
- Assemblage du manteau (revêtement protéique, avec facteurs cytosoliques)
- Bourgeonnement de la vésicule (+facteur cyto)
- Formation de la vésicule (pincement, protéine spécifique)
- Désassemblage du manteau (facteurs cytosolique)
- Transport de la vésicule (cytosuqelette et énergie)
- Arrimage de la vésicule
- Fusion membranaire (facteurs cytosolique, désassemblage du manteau nécessaire)
different type de vesicules
- Vésicules recouvertes de clathrine : transport du Golgi à la membrane plasmique et inversement
- Vésicules recouvertes de COP I (COatin Protein) : du Golgi au Golgi, du Golgi vers RE
- Vésicules recouvertes de COP II (COatin Protein) : du RE au Golgi
Trois fonctions principal manteau
Le manteau permet
- la formation de la vésicule
- empêche les interactions entre les protéines de la membrane d’enveloppe de la vésicule et le cytosquelette
- sert de marqueur moléculaire pour l’adressage de la vésicule = signal de guidage
Mecanisme assemblage manteau de COP I II
• Activation de protéines G monométriques GTPases (hydrolysent le GTP en GDP :
- Protéine ARF pour COP I
- Protéine Sar1 pour COP II
Facteur de controle : GEF : echangeur de guanine : facilite echange GDP-> GTP
Detail Sar1
mecanisme
- Sar1-GDP est inactive et soluble dans le cytosol.
- Un échangeur de gunaine facilite l’échange GDP-GTP.
- Sar1-GTP est active, liée à la membrane, et recrute les
sous-unités de COP II - Un récepteur de chargement transmembranaire est lié à la molécule chargée
- Sar1-GTP est liée d’un côté à la membrane, de l’autre aux sous-unité de COP II
generalite déshabillage vésicule
La vésicule se détache et se retouve dans le cytosol. Elle doit perdre son manteau.
L’hydrolyse du GTP en GDP, facilitée par les GTPase Activating Protein GAP, déshabille la vésicule qui va pouvoir être prise en charge par le transporteur et le cytosquelette vers le compartiment receveur.
Recyclage de la protéine G monomérique liée au GDP, et des coatomères : retour au compartiment donneur.
Mécanisme d’assemblage clathrine
Les récepteurs chargent des molécules de la cargaison. La clathrine vient se fixer au fur et à mesure. Avec des protéines adaptatrices.
- 4 protéines d’adaptation de type AP (Adaptating Protein) : AP1 à AP4
- 4 protéines d’adaptation types de GGA (Golgi-localized, Gamma-ear containig, Arf binding protein) adaptateur dépendant de Arf. Il faut donc aussi des protéines G qui activent les protéines d’adaptation
Le triskalion de clathrine se forme
Mecanisme detachement et deshabillage clathrine
Le détachement de la vésicule se fait à l’aide d’une protéine spécialisée, la dynamine. Besoin aussi de GTP
La vésicule avec son manteau de clathrine est dans le cytosol, nécessite d’être déshabillée : permis par des protéines chaperonne Hsp 70, avec de l’ATP
Mécanismes moléculaires – Fusion – Types de Rab
Les protéine Rab, protéine G monomériques, sont des GTPases impliquées dans l’arrimage et l’adressage des vésicules.
La protéine Rab est spécifique de l’organite d’origine et l’adressage de la vésicule : Rab vont se fixer à des récepteur complémentaires, les effecteurs de Rab, spécifiques de l’addressage
Rab spe :
Rab1 : RE et Golgi / Rab2 Réseau cis-golgien / Rab3A : vésicules synaptiques… / Rab9
Activation
approche
Activation : Les protéines Rab liée à du GTP sont fixées sur la vésicule. Il y a aussi des protéines v-SNARE (Vésicule). Un complexe d’approche cytosolique se fixe sur Rab- GTP.
Approche : Le complexe d’approche cytosolique se lie à la membrane du comprtiment receveur.
Arrimage et fusion
Arrimage : Les protéines v- SNARE et t-SNARE (Target) s’accrochent l’une à lautre, entrainant l’hydrolyse du GTP en GDP. Libération de Rab et du complexe d’approche cytosolique.
Fusion des membranes d’enveloppe : un signal extérieur, l’entrée du calcium intracellulaire par les canaux calcique permet la fusion des membranes. Le contenu de la vésicule est libéré dans le compartiment receveur.
. Le reticulum endoplasmique
structure
Composé d’un ensemble de saccules et de citernes très applaties, en continuité. Sa membrane nucléaire externe est en continuité avec le RE.
REG : présence de ribosome sur la face cytosolique. REL.
Le volume du RE varie selon la spécialisation fonctionnelle des cellules et leur activité métabolique (synthèse de protéine ++ > REG, détoxification d’un composé exogène > REL).
fonction multiple RE
5 premiere
- Synthèse des protéines solubles, transmembrannaires ou ancrées par un GPI
- Nglycolysation des protéines
- Création des ponts disulfure
- Mise en place de l conformation 3d
- Contrôle de qualité avant export vers Golgi
fonction multiple RE
5-10
- Transport des protéines vers Golgi
- Production de fracteurs de régulation de la transcription
- Système immunitaire : translocation de peptides antigéniques
- Synthèse des lipides, phospholipides et cholestérol
- Feuillet cytosolique : constituion des inclusions lipidiques
fonction multiple RE
10-15
- Formation de la bicouche lipidique du peroxysome
- Rôle dans la détoxification des molécules
- Stockage et libération du calcium
- Production de gluoces à partir du G6P
- Diverses activités enzymatiques pour les protéines insérées dans la membrane de RE côté cytosolique :
ligases de l’ubiquitine
RE : Synthèse des protéines : principales destinations
De nombreuses protéines sont synthétisées dans le RE. Pas toutes.
La traduction commence dans le cytosol grâce aux ribosomes.
• Si présence d’un signal d’adressage au RE, un translocon permet l’entrée de la protéine dans le RE grâce à un complexe SRP. La traduction se poursuit, elle peut rester dans le système endomembranaire ou aller dans d’autres compartiments, selon d’autres signaux d’adressage ou de rétention.
• En absence de ce signal, la synthèse se poursuit dans le cytosol.
• Avec un signal d’adressage spécifique : face cytosolique de membranes, noyau, mitochondrie,
péroxysome.
Les protéines nucléaires, péroxysomatiques et cytosoliques ne passent pas par le système endomembranaire
Principaux signaux d’adressage d’importation
- Vers le noyau, grâce à une Séquence de Localisation Nucléaire NLS : séquence d’acides aminés chargés postitivement -Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-
- Vers les mitochondries, présence d’un peptide signal du côté N-terminal : des arginines et lysines
- Vers les peroxysomes : côté C-terminal, trois acides aminés particuliers : Ser-Lys-Leu-COO-
- Vers le RE : côté N-terminal, après quelques acides aminés, un peptide signal d’environ 10 acides aminés hydrophobes, avec au milieu un site de coupure de la signal peptide peptidase. Plus loin, on trouve un site de coupure de la peptidase du signal.
site de fixation RE
Cette région hydrophobe est aussi le site de fixation du complexe SRP Signal Recognition Particle : complexe ribonucléoprotéique constitué deplusieurs polypeptides et d’un petit ARN. Ce SRP a une fonction GTPase.
Synthèse et importation des protéines du système endomembranaire
- Signal d’adressage au RE synthétisé par le ribosome
- Fixation du SRP-GTP (une GTPase) + hsp 70 au signal d’adressage
- Fiaxation du complexe SRP au récepteur SRP lié à la membrane du RE : le ribosome est alors lié à la membrane
- fixation ribosome sur le translocateur (fermé)
- Biosynthèse de la protéine au travers le translocateur ouvert, vers la lumièredu RE
- un pool commun de ribosome est utilise pour synthetiser les prot qui restent dans le cytosol et celles qui sont dans le RE
Fin de la biosynthèse des protéines
- Détachement du ribosome et fermeture du translocateur grâce à une protéine BIP (Binding Protein)
- On obtient une protéine avec un domaine transmembranaire et une partie luminale du RE
- Clivage du signal d’adressage de la portéine par la peptidase du signal
- La protéine soluble se retrouve dans la lumière
- La protéine prend sa conformation 3D grâce à de protéines chaperonnes et de la BIP
- La protéine soluble ira ensuite vers le Golgi
controle fin biosynthese proteine
controle de qualité avant exportation : proteine mal conforme repassent vers le cytosol et sont dégradé
- Le peptide signal transmembranaire va subir aussi le 2eme clivage par la signal peptide peptidase.
- passage du signal d’addressafe dans le cytosol ou la lumière
- Les 2 fragments sont
- soit ubiquitinisés et éliminés par le protéasome,
- soit des clivages multiples permettent de produire des peptides antigéniques pris en charge par le CMHI pour être exposés à la surface de la membrane plasmique
Insertion dans la membrane du RE des protéines transmembranaires (1 seul domaine transmembranaire)
Si il n’y a qu’un seul domaine transmembranaire, le peptide signal est reconnu comme séquence eu début de translocation
Le domaine transmembranaire sert de signal d’arrêt de transfert.
insertion dans la membrane du RE des prot transmembranaire
a plusieurs domaine transmembranaire
Le 1er domaine transmembranaire sert de signale de translocation, est reconnu par SRP.
Le 2ème domaine va servir de signal d’arrêt de transfert
Eventuellement, les domaines transmembranaires servent de début de transfert et le domaine suivant servira d’arrêt de transfert. Autant de fois que nécessaire.
Les combinaisons de signaux de début et d’arrêt de transfert déterminent la topologie des protéines à multples passages transmembranaires
N-glycosyltion des protéines solubles et transmembranaires
sur la face cytosolique
Les précurseurs sont synthétisés dans le cytosol. Les sucres sont synthétisés actifs liés à un nucléotide. Ex : l’UDP (uridine diphosphate) acétylglucosamine ou l’UDP-Man (Mannose).
Nécessité d’un acide gras , le dolichol, synthétisé dans le cytosol, vient s’insérer dans la membrane du REG, et lie les 2 l’UDP-acétylglucosamine et les 5 UDP-Man grâce à de l’ATP. Liaison diphosphate.
Son basculement dans la lumière du RE se fait par un flip-flop et l’aide de flippases qui permettent le changement de feuillet lipidique. L’arborescence sucrée se retrouve dans la lumière du RE.
Ajout d’autres sucre : un autre dolichil dans la membrane du RE, fixation de 4 UDP-Mann puis flip-flop, croissance de l’arbosrescence sucrée.
Idem pour 3 UDP-Glc (glucose). On obtient une arborescence sucrée de 14 résidus
N-glycosyltion des protéines solubles et transmembranaires
dans la face luminal
Fixation, par une N-glycosyl-transférase, sur le groupement NH2 de l’asparagine d’une séquence consensus NXS ou NXT (N = asparagine, S=sérine, T=thréonine).
Plus rare, fixation par une C-glycosyl-transférase de mannoses sur le tryptophane des séquences consensus Trp-X-X-Trp.
Elagage par des glycosidases : passage de 14 à 10 résidus
