Système Endomembranaire

Question 1

Comment les transports de molécules peuvent-ils être effectués ?

Answer 1

-A travers des pores

-Par passage transmembranaire

-Par l’intermédiaire de vésicules de transport : transport vésiculaire

Question 2

Qu’est-ce que le RE ? En quoi est-il subdivisé ?

Answer 2

-C’est un réseau interconnecté de tubules cytoplasmiques délimités par une membrane, c’est un compartiment membranaire en continuité avec l’enveloppe nucléaire.

-Il est subdivisé en REL et RER

Question 3

Pourquoi le RER est-il qualifié de «rugueux» ?

Answer 3

Sa surface est couverte de ribosomes

Question 4

Où les ARNm sont-ils traduits en protéines ?

Answer 4

Dans le RER

Question 5

A quoi correspond la maturation d’une protéine ?

Answer 5

Elle correspond à l’ensemble des modifications (co-traductionnelles; post-traductionnelles) subies par une protéine pour devenir mature et fonctionnelle.

Question 6

Quel est le lieu majeur de maturation des protéines ?

Answer 6

-Le Golgi, où les protéines subissent des modifications post-traductionnelles
(C’est aussi le lieu du tri et de l’adressage des protéines qui le nécessitent)

Question 7

Comment le Golgi est-il constitué ?

Answer 7

Il est constitué d’un ensemble de citernes aplaties et empilées, situé à proximité du noyau, formant une structure polarisée (face cis, face trans) qui réalise des échanges avec différents compartiments.

Question 8

A quel niveau le Golgi reçoit-il des molécules provenant du RE ?
Par où peut-il ensuite les expédier ?

Answer 8

-Au niveau de citernes localisées au niveau de sa face cis

-A partir de citernes formant le réseau trans-golgien

Question 9

Vers où le Golgi peut-il expédier les cargos ?

Answer 9

-Vers la membrane plasmique

-Vers le milieu extracellulaire

-Vers des endosomes puis des lysosomes

Question 10

Qu’est-ce qu’un lysosome ?

Answer 10

C’est un compartiment contenant de nombreuses enzymes de la classe des hydrolases, qui permettent la digestion de constituants d’origines intracellulaire et extracellulaire.

Question 11

La traduction a lieu dans le cytosol grâce à…

Answer 11

-Des ribosomes libres pour les protéines par exemple destinées à rester dans le cytosol.

-Des ribosomes fixés sur la face cytosolique du RER pour des protéines transmembranaires et des protéines solubles à destinées diverses (ex : protéines du RER, des lysosomes, des protéines sécrétées dans le milieu extracellulaire)

Question 12

Comment se déroule la biosynthèse ? (Cas des ribosomes fixés sur la membrane)

Answer 12

La biosynthèse commence alors que le ribosome est encore libre dans le cytosol :

-Un peptide signal est synthétisé

-Peptide signal reconnu par une protéine : la SPR (qui est aussi en interaction avec le ribosome), qui s’y fixe

-SPR reconnue par le récepteur SR au niveau du translocon (structure transmembranaire du RER)

-Fixation de la SPR à son récepteur : permet d’approcher le ribosome vers la surface du RER où il va s’arrimer

-SPR se détache du ribosome : permet la reprise de la traduction et l’entrée de la protéine en cours de synthèse dans le RER au travers du translocon ouvert

-Peptide signal est éliminé

Question 13

Qu’est-ce que la N-Glycosylation dans le RER ?

Answer 13

-C’est une phase de maturation co-traductionnelle, qui consiste en l’ajout de sucres sur un atome d’azote d’acides aminés de type asparagine.

-Elle a lieu dans la lumière du RER.

-Permet de modifier ou d’adapter les fonctions d’une protéine (ex : bon repliement des protéines)

Question 14

L’appareil de Golgi est polarisé de deux façons. Lesquelles ?

Answer 14

• Structurellement
• Fonctionnellement : chacune des citernes de l’appareil de Golgi est responsable d’une série de transformations enzymatiques qui lui est spécifique puisque le contenu enzymatique varie d’une citerne à l’autre.

Question 15

Donner des exemples de modifications ayant lieu au niveau du Golgi.

Answer 15

• O-glycosylation des protéines : les sucres sont ajoutés sur un atome d’oxygène d’acides aminés de type sérine ou thréonine
• Modification des chaînes de sucres (oligosaccharides) de la N-glycosylation, portées par les protéines en provenance du RER
• Sulfatation

Question 16

A quoi servent les protéines chaperonnes ?

Answer 16

• Participent à la maturation et au repliement des protéines
• Effectuent un contrôle qualité : rôle dans l’élimination des protéines mal repliées

Question 17

Qu’est ce qui arrive aux protéines mal-repliées ?

Answer 17

Elles sont rétro-transloquées hors du réticulum endoplasmique et modifiées par ubiquitination, qui entraîne leur acheminement vers le protéasome qui assure leur dégradation

Question 18

Que permet le trafic intracellulaire ?

Answer 18

-Permet d’acheminer de nombreuses molécules vers la destination où elles devront exercer leur fonction.

-Permet d’établir une polarité cellulaire

Question 19

Afin d’acheminer les protéines au bon endroit, la cellule utilise deux outils majeurs. Lesquels ?

Answer 19

• Des signaux
• Des machineries

Question 20

Le transport vésiculaire se déroule en 4 étapes :

Answer 20

1) Formation de la vésicule : manteau de protéines se forme sur la face cytosolique de la membrane du compartiment donneur grâce à l’activation d’une GTPase par une protéine GEF. Les protéines du manteau permettent la formation de la vésicule par courbure de la membrane ainsi que la sélection des éléments à transporter.

2) Transport de la vésicule : l’hydrolyse du GTP conduit à la dissociation du manteau.

3) Arrimage à la membrane du compartiment accepteur : protéines Ras (GTPases) agissent avec des facteurs d’arrimage pour permettre le ciblage et l’arrrimage de la vésicule à la membrane cible. Interactions entre v-SNARE (protéines membrane vésiculaire) et t-SNARE (protéines membrane cible) renforce cette fixation.

4) Fusion de la vésicule à la membrane cible : libération du contenu vésiculaire dans la lumière du compartiment accepteur.

Question 21

Il existe plusieurs types de manteaux, impliqués dans des transports entre compartiments spécifique. Donner des exemples :

Answer 21

-Transport des protéines du RER vers le Golgi : vésicules à manteau COP II (formées grâce à la GTPase Sar1)

-Transport intra-golgien, entre citernes : vésicules à manteau COP I (formées grâce à la GTPase Arf1)

Question 22

Qu’est-ce que l’endocytose ?

Answer 22

C’est l’internalisation de molécules présentes à l’extérieur de la cellule. Permet de dégrader ces molécules à l’intérieur de la cellule pour utiliser les produits de la dégradation à des fin de recyclage ou des fins énergétiques.

Question 23

Dans la majorité des cas, où sont envoyées les molécules internalisées ?

Answer 23

Vers les lysosomes, où elles sont dégradées par des enzymes.

Question 24

On distingue 3 types d’internalisation. Lesquels ? Détailler.

Answer 24

1) Phagocytose : internalisation de particules solides de grande taille et de natures diverses possible grâce à des microfilaments d’actine qui polymérisent, forment des protrusions membranaires puis un phagosome, qui sera adressé aux lysosomes.
(Fait entrer des éléments dont le diamètre varie entre 0,5 et 20 micromètres)

2) Macropinocytose : internalisation de particules solubles de grande taille (entrée privilégiée de pathogènes) qui met en jeu une protrusion membranaire puis se forme ensuite un macropinosome, qui sera adressé aux lysosomes.

3) Micropinocytose : internalisation de particules solubles caractérisée par des invaginations membranaires à l’origine de petites vésicules. 3 sous-catégories (autre question)

Question 25

Quelles sont les 3 sous-catégories de micropinocytose ?

Answer 25

1) Endocytose dépendante de la clathrine :

-Permet l’internalisation de nombreuses protéines comme des intégrines, des récepteurs aux LDL, des récepteurs aux facteurs de croissance, des récepteurs de transferrines (internalisés de façon constitutive), des récepteurs à activité tyrosine kinase (à EGF) (internalisés après liaison de leur ligand)

-Mise en jeu de protéines AP2 (complexe de 4 sous-unités) recrutée à la face cytoplasmique de la membrane plasmique par un lipide membranaire : le PI(4,5)P2. Protéine AP2 permet l’incorporation de récepteurs et le recrutement de la clathrine (protéine cytosolique formée de 2 chaînes lourdes et légères).

-Polymérisation d’actine qui déforme la membrane

-Assemblage de dynamines (GTPases : faible affinité mais forte activité) qui interviennent dans la constriction membranaire nécessaire à la fission membranaire permettant la libération par scission d’une vésicule à clathrines.

2) Endocytose dépendante des cavéoles :

-Utilisation de protéines de cavéoline que l’on trouve dans des cavéoles (microdomaines de la membrane plasmique). Les cavéoles sont des radeaux lipidiques riches en cholésterol.

-Endocytose par cavéoles nécessite des dynamines.

3) Endocytose indépendante de clathrine et cavéoles