Système endomembranaire Flashcards
Quels sont les différents modes de déplacements des protéines ?
- transport avec ouverture contrôlée : pores nucléaires
- transport transmembranaire
- transport vésiculaire
Quels sont les constituants du système endomembranaire ?
- Réticulum endoplasmique : REG et REL
- L’enveloppe nucléaire (du noyau) en continuité avec le RE
- Appareil de Golgi
- Endosomes et Lysosomes
- vésicules, canalicules et tubules spécialisées dans le transit entre les compartiments et transit entre les compartiments et la membrane plasmique
Quelles sont les différentes parties de chacun des compartiments ?
- le contenant : la membrane d’enveloppe
- la lumière : milieu extracellulaire
- face cytosolique de la membrane d’enveloppe
Que contient la lumière, le milieu extracellulaire ?
- Ions, des molécules solubles (enzymes…)
- Domaine luminal des glycoprotéines insérées dans la membrane d’enveloppe
Que contient la face cytosolique de la membrane d’enveloppe ?
Des protéines cytosoliques, transmembranaires
Comment peuvent varier les volumes du REG et du REL ?
Ils peuvent varier en fonction de leur spécialisation fonctionnelle, de leur activité métabolique et de l’état de la cellule : pathologie, intoxication, …
Quelle est la particularité du système endomembranaire ?
Il est dynamique
Décrivez la dynamique du système endomembranaire
Chaque membrane d’enveloppe de chaque constituant du système endomembranaire est traversée et constitue elle-même des vésicules de transport à partir de sa membrane
Quelles sont les fonctions des compartiments du système endomembranaire ?
- synthèse, stockage, tri et transport intracellulaire des molécules
- dégradation des substances potentiellement toxiques
Quel est le déplacement de référence dans le système endomembranaire ?
Le flux vectoriel et permanent
Décrivez le flux vectoriel et permanent
La porte d’entrée se trouve au niveau du réticulum endoplasmique puis la molécule passe dans le Golgi, le carrefour du flux membranaire vectoriel permanent puisqu’il va ensuite être sécrété ou dégradé par les endosomes ou lysosomes
Comment se fait le déplacement entre chaque organite ?
Par vésicule, tubule, canalicule
Quels sont les 2 types de sécrétion ?
- régulée
- constitutive : sécrétion permanente, non régulée
Comment se fait le flux membranaire du Golgi au RE = le flux rétrograde ?
il commence à partir de l’endosome se formant à partir de la membrane plasmique et passe par l’appareil de Golgi pour ensuite passer dans le réticulum endoplasmique par canalicule ou tubule
Que permet le flux membranaire rétrograde ?
- retour de protéines spécifiques du RE, de l’appareil de Golgi au RE
- transport dans le RE des éléments d’origine extracellulaire : virus, toxines bactériennes…
Comment pouvons-nous également considérer l’endosome ?
L’endosome peut être considéré comme le carrefour dans certains flux membranaires
Décrivez les flux dont l’endosome est le carrefour
L’endosomes stocke des molécules par endocytose ou avec échanges avec le Golgi et envoient les molécules dans le cytosol, dans le Golgi, dans les lysosomes, en tant que recyclage par exocytose
Comment se forment les endosomes ?
Par endocytose ou phagocytose à partir de la membrane plasmique
Quels organites sont concernées par la distribution du contenu des endosomes ?
- la membrane plasmique pour recyclage avec le contenu venant du milieu extérieur
- les lysosomes
- l’appareil de Golgi voire jusqu’au réticulum endoplasmique
- le cytosol
Pour quelles raisons, les signaux d’adressage et de rétention spécifiques de chaque compartiment sont-ils nécessaires ?
- pour échapper au flux membranaire et rester dans un compartiment spécifique
- pour revenir dans leur compartiment à contre-courant du flux (système de navette)
- en vert : la voie de l’endocytose
- en bleu : le système de boucle de recyclage des endosomes
- en bleu et en rouge : des systèmes navettes
Qu’est-ce que le trafic vésiculaire ?
C’est le transfert du matériel (macromolécules) d’un compartiment membranaire (compartiment donneur) vers un autre à l’aide des vésicules (compartiment accepteur, cible) du système endomembranaire
Quelles sont les étapes du trafic vésiculaire en très gros ?
1) Bourgeonnement et détachement
2) Exportation et transport de la vésicule
3) Importation (fusion)
Quel est le matériel transporté ?
- des protéines et des lipides dans la membrane
- des ions et molécules solubles (dont des protéines) dans le contenu luminal
Comment se fait le bourgeonnement et le détachement ?
Grâce à des facteurs cytosoliques et protéines spécifiques, formant une vésicule recouverte
De quoi est recouverte la vésicule ?
Elle est recouverte d’un revêtement protéique = manteau, qui aura besoins d’être déshabillé pour pouvoir fusionner avec le compartiment membranaire receveur et pour se déplacer
De quoi nécessite le déshabillage de la molécule ?
Des facteur cytosoliques
De quoi nécessite le transport cytosolique de la vésicule ?
De l’énergie et du cytosquelette
De quoi nécessite la fusion des membranes ?
De facteurs cytosoliques
Quelles sont les grandes étapes du transport par vésicule ?
1) Assemblage du manteau
2) Bourgeonnement de la vésicule
3) Formation de la vésicule (pincement)
4) Désassemblage du manteau
5) Transport de la vésicule
6) Arrimage de la vésicule
7) Fusion membranaire (Désassemblage du
manteau nécessaire pour la fusion)
Combien de types de vésicules recouvertes d’un manteau existe-t-il ? et énoncez en
Au moins 3 types de vésicules :
- vésicules recouvertes de Clathrine
- vésicules recouvertes de coatomères COP (COatin Protein) de type I ou type II
Expliquez la différence entre ces manteaux
Chaque vésicule sert à une étape différente du transport intracellulaire (voie spécifique)
Quelles étapes du transport intracellulaire correspondent à quel manteau ?
- Clathrine : part du Golgi vers la membrane plasmique et endosomes et inversement
- COP I : du Golgi trans au Golgi cis, du Golgi cis au RE
- COP II : du RE au Golgi
Quelles sont les trois fonctions principales du manteau ?
- formation de la vésicule
- empêche les interactions entre les protéines de la membrane d’enveloppe de la vésicule et le
cytosquelette - c’est un marqueur moléculaire sur la surface cytosolique des vésicules => signal de guidage.
Que fait intervenir le transport des vésicules déshabillées dans le cytosol d’un compartiment à l’autre ?
Il fait intervenir le cytosquelette (microtubules, MAP motrices sur de longues distances et microfilaments d’actine et de myosine sur de courtes distances) et consommation d’énergie sous forme ATP
Que contiennent les membranes du RE et de l’appareil de Golgi ?
- protéines G monomériques (GTPases) de recrutement du manteau
- facteurs de contrôle des protéines G : GEF
- GAP
Que permettent les protéines G (GTPases) du recrutement du manteau ?
Ils contrôlent l’assemblage
Quelles sont les protéines G monomériques pour COP I et COP II ?
- protéine ARF pour COP I
- protéines Sar1 pour COP II
Qu’est-ce que GEF ?
C’est un facteur d’échange de nucléotides guanyliques, et facilite l’échange du GDP (état inactif) par le GTP (état actif)
Qu’est-ce que GAP ?
C’est une protéine activant les GTPases qui vont donc inactiver les protéines en déclenchant l’hydrolyse du GTP en GDP
Quelles sont les caractéristiques (comportement dans la cellule) de Sar1-GDP ?
Il est en forte concentration, cytosolique, inactive et soluble
Quelles sont les caractéristiques de Sar1-GTP ?
Active, s’insère dans la membrane du RE par une hélice amphipatique et recrute des sous-unités COPII : protéines adaptatrices spécifiques
Quelles sous-unités COPII forment le manteau ?
- Sec 23 et Sec 24 forment l’intérieur du manteau
- Sec 13 et Sec 31 forment le coque extérieur du manteau
Expliquez le mécanisme de déshabillage du manteau
Le manteau de la vésicule est déshabillée par une GTPase (protéine G) grâce à GAP
Que se passe-t-il à la protéine G monomérique après hydrolyse ?
Il y a recyclage de la protéine G monomérique couplée au GDP et coatomères : retour au compartiment donneur
Quelles sont les caractéristiques des vésicules de transport ?
Toutes les vésicules de transport ne sont pas sphériques : diverses tailles et formes
Qu’est-ce que la structure du réticulum endoplasmique en général ?
Un ensemble de tubules, canalicules et de vésicules
Quelle est la différence entre REG et REL ?
Le REG porte des ribosomes sur sa face cytosolique
Quelle est la particularité du REG et REL comme organite ?
Il est en continuité avec l’enveloppe nucléaire
De quoi dépend la présence ou l’absence de ribosomes ?
- de l’importance quantitative de la synthèse protéique de la cellule
- de l’état de la cellule
Quelle est la structure du REG et REL ?
Sous forme de feuillets avec des tubules
Quelles sont les fonctions du réticulum endoplasmique ?
Quelles sont les principales destinations des protéines ?
Dans le cytosol sans signal d’adressage au RE, et selon les différents signaux d’adressage spécifiques (hors du système endomembranaire) ou dans le reste du système endomembranaire
Quels sont les principaux signaux d’adressage d’importation ?
dans le RE : une batterie hydrophobe
Quels sont les sites de coupure ?
Quelles sont les étapes précises de la synthèse et importation des protéines du système endomembranaire ?
1) signal d’adressage au RE synthétisé par le ribosome
2) fixation d’une particule de reconnaissance, SRP (GTPase) avec des chaperons cytosoliques
3) fixation du complexe SRP au récepteur SRP
4) fixation du ribosome sur le translocateur (fermé)
5) Biosynthèse de la protéine au travers du translocateur ouvert
Quel est le coeur du translocateur ?
C’est le complexe Sec61
De quels autres complexes est formé le translocateur ?
Des complexes Sec 62, 63, 71, 72
Comment se fait la fin de la biosynthèse des protéines solubles ?
- détachement des ribosomes et fermeture du translocateur
- ouverture latérale du translocateur
- clivage du signal d’adressage de la protéine
- repliement de la protéine dans le RE pour la conformation définitive grâce à l’intervention des protéines chaperonnes du RE
Comment se passe-t-il dans le cas d’un domaine transmembranaire avec peptide signal N-terminal ?
- le domaine initial (premier, reconnu par SRP ???) désigne la séquence de début de translocation
- le domaine transmembranaire désigne le signal d’arrêt de transfert
Comment se passe-t-il dans le cas d’un domaine transmembranaire avec peptide signal interne ?
Il y a 2 orientations possibles selon que le petide signal est avant ou après le domaine transmembranaire
Comment se passe-t-il dans le cas de plusieurs domaines transmembranaires ?
- le 1er domaine transmembranaire est un signal de translocation (+/- peptide signal)
- le 2e domaine transmembranaire est un signal d’arrêt de transfert
et si d’autres domaines transmembranaires : le 3e : début du transfert, le 4e : arrêt du transfert
Décrivez la première étape de la N-glycosylation
- les sucres sont synthétisés dans le cytosol et apportés sous forme activée liés à des nucléotides
- dans le cytosol, 7 résidus sont accrochés au dolichol
- basculement de la molécule de dolichol par flip-flop
- d’autres dolichols apportent des sucres passant à un complexe à 14 résidus de sucres
Que se passe-t-il dans la deuxième étape de la N-glycosylation ?
- fixation par une N-glycosyl-transférase sur l’azote de l’asparagine d’une séquence consensus N-X-S ou N-X-T
- élagage par des glycosidases : passage de 14 à 10 résidus de sucres
Comment se fait la synthèse de glycoprotéines liées à la membrane par un groupement GPI ?
- adressage spécifique aux radeaux lipidiques : microdomaines de la membrane plasmique riches en sphingolipides et cholestérol
- protéine extracellulaire, N-glycosylation dans le RE
- Clivage et fixation du côté C-ter par GPI transaminase
- dans le RE : déacylation de l’inositol, perte d’un acide gras, acylation dans le golgi, transport des protéines liées au GPI dans le milieu extracellulaire
Quel est le rôle majeur de la synthèse et métabolisme des phospholipides membranaires ?
- synthèse des phospholipides à partir de précurseurs hydrosolubles, enzymes dans la membrane du REL
- impliqué dans l’expansion des membranes de la cellule
Comment se fait le transport du réticulum endoplasmique au Golgi ?
Par agrégats vésiculaires formant l’ERGIC (espace entre le RE et le Golgi) : d’abord par fusion homotypique des vésicules, déplacement grâce aux microtubules et enfin fusion hétérotypique du compartiment avec le golgi cis
Comment se fait le transport rétrograde ?
Par double signal d’adressage au RE :
- recapture des protéines solubles spécifiques du RE (expl : PDI, BIP, …) reconnues par ERD dans le golgi cis, médian et trans
De quoi est composé un dictyosome ?
- réseau cis-golgien : face d’entrée
- région médiane : saccules médians
- une saccule trans en continuité avec le réseau trans-golgien : face de sortie
Comment se fait l’O-glycosylation des protéines transmembranaires et solubles dans la lumière du golgi médian et trans ?
- Sucres sont synthétisés dans le cytosol et apportés liées à des nucléotides (formes actives) et entrent grâce au perméases
- O-glycosyl-transférases dans la lumière du golgi : accrochage des sucres aux protéines sur l’oxygène porté par le radical de la sérine ou de la thréonine
- Nucléoside diphosphatase (marqueur du saccule trans) : passage de UDP à UMP
Comment sont procédées les glycosylations (en oligosaccharides complexes) des glycoprotéines ?
Quels sont les deux types d’oligosaccharides ?
Récapitulation :
Quelles sont les différentes destinations depuis le réseau trans du golgi ?
Que permet l’endosome tardif ?
Il permet le dissociation protéine/récepteur du fait du pH acide, puis déphosphorylation du phosphate attaché dans le golgi cis, le récepteur est ré-adressé au golgi ou à la MP et transfert de l’hydrolase vers le lysosome
Quelles sont les fonctions des lysosomes ?
