Trafic Membranaire Flashcards
Que sont les organelles?
Les compartiments formant le cytoplasme eucaryote. Ces organelles contiennent des protéines
spécialisées pour différentes activités.
Les organalles ne sont pas stables, mais sont dynamiques et en perpétuelle réorganisation.
Qui transporte les cargos?
Les vésicules de transport formées de bicouches lipidiques (se déplacent via des protéines moteurs sur les microtubules).
Ces vésicules bourgeonnent d’un compartiment donneur et fusionnent avec un compartiment accepteur.
Étapes de la voie biosynthétique?
1 - Les protéines sont synthétisées dans le RE.
2 - Protéines sont modifiées dans le Golgi
3 - Transportées à leur destination finale (ex.:lysosome, membrane vacuole, extérieur de la cellule).
Expliquer ce qu’est la voie de sécrétion.
1 - La sécrétion constitutive :
* Les cargos sont transportés dans les vésicules de sécrétion et relâchés de manière continue.
* Contribue à la production de la matrice extracellulaire (MEC) et de la membrane plasmique
2 - Sécrétion contrôlée :
* Les cargos sont
entreposés dans des vésicules et
relâchés en réponse à un stimulus (ex.: hormone ou neurotransmetteur).
* ex.: cellules endocrines qui libèrent hormones ou cellules pancréatiques qui libèrent enzymes digestives
Quel extrémité des protéines est la première à être synthétisée?
extrémité amine (N-terminal) est la première à être synthétisée et carboxyle est le dernier (C-terminal)
Expliquer comment se fait le routage des protéines.
- Les protéines possèdent des signaux de distribution
(sorting signals) qui leur permettent d’être envoyées à des “adresses” spécifiques. - Le routage commence lors de la synthèse des protéines.
- Les cargos sont dirigés vers leur destination grâce à des signaux dans leur séquence qui sont reconnus par des récepteurs membranaires logés dans les membranes des vésicules en bourgonnement dans lesquelles les cargos sont transportés.
Expliquer comment se fait le transport et l’adressage des protéines (voie co ou post traductionnelle).
Mécanisme similaire pour les deux : protéines ont des peptides signaux qui sont reconnus par d’autres protéines.
1- Routage co-traductionnelle :
* Les protéines sont synthétisées dans le RER par les ribosomes à la surface et sont ensuite dirigées vers le réseau endomembranaire par les voies de sécrétion ou les lysosome.
* Peptide signal (séquence) sur extrémité amine (N-terminal, contient méthionine) reconnue par peptidase, qui la clive pour que protéine continue traduction.
2 - Routage post-traductionnelle :
* Les protéines sont synthétisées dans le cytosol par des ribosomes cytosoliques libres puis protéine (facteur de transcription, etc.) sont dirigées vers des organelles (mitochondrie, peroxysome et noyau).
Pour quoi sont utilisé les signaux de
localisation nucléaire NLS (nuclear localization signal)?
Pour importer les protéines nucléaire (traduites dans le cytoplasme préalablement) dans le noyau.
Fonctions du système endomembranaire?
– Synthèse et transport des protéines sécrétées.
– Synthèse de la membrane plasmique (Lipides, protéines intégrées).
– Maturation des protéines.
– Tri des protéines (routage).
– Destruction des protéines défectueuses.
– Ingestion (endocytose et phagocytose) et digestion
des molécules.
Expliquer le RER
- RER est dit rugueux à cause des ribosomes (pour la traduction
des ARNm en protéines) sur sa surface, au microscope = pleins de petits points. - Point de départ de la voie biosynthétique car c’est le site de synthèse des protéines, des chaines hydrocarbonées et des phospholipides qui traversent les compartiemtns membranires de la cellule.
- Cytoplasme de sa surface apicale est remplie de granules de sécrétions prêtes à être libérées
FONCTIONS :
* Synthèse des protéines destinées à la voie endomembranaire
* Synthèse de la membrane
plasmique.
* Maturation des protéines
Expliquer le REL
- lisse car pas de ribosomes
- Forme une continuité avec le
RER = se partagent les même protéines et ont des activités communes (ex.: synthèse de certains lipides et le cholesterol).
FONCTIONS :
* Synthèse de lipides, phospholipides et stéroïdes (système endocrinien (hormones)).
* Dégradation des toxines (ex.:l’acétaldéhyde et le benzopyrène) par les cytochromes p450, des enzymes de détoxification.
* Entrepôt de Ca2+ pour contraction musculaire dans les cellules musculaires (réticulum sarcoplasmique).
Quand se produit la translocation co-traductionnelle?
Lorsque des ribosomes membranaires insèrent des chaînes polypeptidiques naissantes en croissance directement dans un pore de translocation du RE.
Expliquer le mécanisme de ciblage des protéines naissantes au RER
1 - La traduction d’une protéine destinée au RE commence sur un ribosome libre.
2 - La séquence signal à l’extrémité est traduite et oriente le polypeptide émergenat ainsi que le ribosome vers la membrane du RE. Le complexe est ensuite reconnu par la particule de reconnaissance du signal (PRS) cause la traduction de l’ARNm par le ribosome à arrêter.
3 - La PRS interagit avec le récepteur de la PRS, une protéine membranaire
du RE.
4 - Le polypeptide naissant est inséré dans le translocon, un pore protéique
qui traverse la membrane du RE, ce qui “débouche” le pore du translocon et permet au polypeptide d’être inséré dans la lumière du RE.
5 - Après le passage du polypeptide naissant dans la lumière du RE, le peptide signal est coupé par une protéase (un signal peptidase) et la protéine se replie grâce à des chaperonnes du RE comme la BiP. La la traduction de la protéine reprend alors, permettant d’allonge
6 - Polypeptide naissant est stabilisé par des protéines chaperones et des ponts disulfures sont
formés entre des résidus cystéines par la protéine disulfure isomérase
(PDI).
La synthèse des protéines de sécrétion, des lysosomes ou des vacuoles des plantes s’effectue généralement comment?
Par translocation co-traductionnelle, où les protéines en train d’être synthétisées sont amenés dans la lumière du RE par un ribosome qui est fixé sur la membrane du RE.
Polypeptides qui subissent la translocation ont une séquence signal qui guide le polypetide dans la lumière du RE et qui est reconnue par une particule de reconnaissance du signal (PRS) dès que le popylpeptide sort du ribosome.
Quand le PRS s’unit à la séquence ainsi qu’au ribosome, la synthèse du polypeptide arrête. le complexe est alors enrôlé dans la membrane du RE, puis le ribosome et le polypeptide sont transférés de la PRS au translocon (un canal protéineque encastré dans la membrna e du RE).
Expliquer brièvement comment se fait la synthèse des protéines membrnaires destinées à la membrane plasmique.
1 - Translocon ouvre une porte pour que chaine hydrophobique rentre.
2 - Polypeptide entre dans le translocon et se fait repositionner. Besoin d’un segment membranaire hydrophobique
3 - à la fin, la partie des protéines transmembranaires qui est dans la lumière du RE (intérieur)
sera exposée à la surface externe de la membrane plasmique. N-terminal se trouve à la même place, sinon doit être repositionner (avec translocon).
Comment se fait la synthèse de la membrane plasmique dans le RER?
- Membranes ne sont pas formées seules, elles partent de membranes préexistantes.
- Éléments membranaires partent du RE vers d’autres compartiments de la cellule, puis modification des lipides et des protéines membranaires par des enzymes logées dans les différents organites cellulaires, ces modifications donnent aux compartiments une composition unique.
- Les cellules contiennent des protéines de transfert lipidique (LTP) capablent de se lier et de transporter des lipides au travers du cytosol d’un compartiment membranaire, ce qui facilite le transfert de lipides spécifiques du RE vers d’autres organites sans impliquer de vésicules de transport.
Expliquer comment se fait la maturation des protéines dans le RER.
1 - Modifications chimiques post-traductionnelles (après
la traduction) (ex.: Glycosylation: ajout de chaînes de sucres ramifiés).
2 - Repliement et assemblage de multimères (structure
tertiaire et quaternaire).
3 - Formation de ponts disulfures (structure tertiaire)
4 - Clivage spécifique : préprotéines (inactives) en protéines
Expliquer pourquoi la glycosylation (se passe dans le RER) est importante.
- Groupements glucidiques sont importants pour le fonctionnement de nombreuses glycoproétines en agissant par exemple comme site de liaison ou en favorisant le pliage et la stabilisation de la protéine à laquelle ils sont attachés
(* Extréminté N-terminal se joint au Dol en premier, puis mannose, et enfin glucose)
Expliquer comment se fait le contrôle du repliement/assemblage de multimères ainsi que la destruction des protéines mal repliées.
- Chaperones empêchent l’agrégation de protéines mal
repliées (agrégats empêchent protéines de bien fonctionner), certaines d’entre elles reconnaissent les sucres à la surface des protéines en formation. - Dégradation associée au RE (DARE) : garantit que les protéines anormales ne sont pas transportées vers d’autres parties de la cellule, mais cette voie peut causer maladies.
- Réponse aux protéines non repliées (RPNR) : arrive si accumulation de protéines mal repliées. Active la chaperonne BiP, qui vient causer une cascade de réaciton, jusqu’à la phosphorylation d’eIFalpha, nécessaire à la synthèse protéique, cette modification fait alors baisser le nombre de protéines dans le RE.
- Protéosomes dégradent les protéines ciblées pour destruction (marquées par l’attachement d’une chaîne de polyubiquitine).
Expliquer la structure du complexe de Golgi.
- Formé d’un réseau de sacs membranaires: les citernes, aplaties comme des crêpes les unes sur les
autres et associées à des vésicules et tubules. - Côté plus proche du RE = cis : centre de tri, sépare les protéines qui doivent aller vers le RE et les autres qui continuent dans le Golgi.
- Côté plus loin = trans : triage des protéines comme au cis-Golgi, mais ici les protéines sont triées dans différentes vésicules selon leur types, pour aller ailleurs.
Fonction du complexe de Golgi.
1 - Glycosylation des protéines : résidus de mannose sont enlevés des oligosaccharides puis d’autres sucres sont ajoutés (glycosylation) par des glycosyltransférases. Le côté trans ou cis détermine la séquence de sucre à incorporer.
2 - Récupération des protéines résidentes du RE : « Transport rétrograde », protéine sort pour être modifiée dans Golgi et pour retournée, elle va être reconnue par récepteurs, et reviens dans RE grâce à COP1.
Comment s’assurer du recyclage des
enzymes résidents dans le complexe de Golgi?
Les vésicules voyagent en
sens inverse des citernes.
Expliquer les trois types de vésicules de transport dans le complexe de Golgi.
1 - Vésicules tapissées COPII :
* Transport antérograde du RE vers le réseau cis-Golgi et le Golgi.
* Responsables de la première étape de la voie biosynthétique.
* Sélectionne des protéines comportant des signaux d’exportation du RE dans leur queue cytosolique, qui réagissent avec les protéines COPII sur le revêtement de la vésicule (ex.: glycosyltransférases, protéines d’amarrage et de fusion des vésicules au compartiment cible et les protéines capablent de fixer une cargaison soluble).
* Assemblage débute avec le recrutement et l’activation (par échange de GDP en GTP) de Sar1 par la membrane du RE.
* COPII = bourgon.
2 - Vésicules tapissées COPI :
* Transport rétrograde du CIREG et du Golgi vers le RE.
3 - Vésicules tapissées de Clathrine :
* Transport du trans-Golgi vers les endosomes, lysosomes et vacuole (plante). Rôle important dans
l’internalisation des protéines de surface.
Comment se fait guidage des vésicules de transport?
- Guidage par microtubules permet d’arriver à destination.
- Protéines d’accrochage: Rab GTPases
- Protéines d’arrimage, SNAREs : permet fusion/association/arrimage des vésicules à la membrane. 2 groupes : v-SNAREs qui s’incorporent aux membranes des vésicules de transport pendant le bourgeonnement et les t-SNAREs qui sont localisées dans les membranes des compartiments cibles.
Nommer les 3 voies de routage des protéines dans le réseau trans-Golgien (RTG)
- Granules de
sécrétion (sécrétion controlée) –> voie d’exocytose - Vésicules de sécrétion (sécrétion constitutive) –> voie d’exocytose
- Endosomes et Lysosomes –> voie d’endocytose
Expliquer comment s’opère les vésicules de sécrétion (constitutive)
- Cette voie s’opère de
manière constante (n’a
pas besoin de stimulus
pour s’effectuer). - Fonction = Voie de biosynthèse de
la membrane plasmique et de la matrice extracellulaire.
Expliquer la voie endocytaire.
Endocytose :
* la cellule fait entrer par invagination de la membrane plasmique des récepteurs de la surface cellulaire et les ligands extracellulaires qui y sont liés.
- Donne lieu à des endosome précoces, qui peuvent être recyclés ou peuvent maturer en endosome tardif plus il se rapproche du noyau, une maturation caractérisée par la baisse de pH du liquide à l’intérieur par une ATPase (présente dans la membrane de l’endosome), un échange de protéines Rab et une modification des structures internes. Peut ensuite fusionner avec lysosome.
- 2 sorte : pinocytose (l’ingestion non spécifique de liquides extracellulaires) et l’endocytose par récepteur interposé (aka endocytose clathrine-dépendante), qui est l’ingestion de macromolécules spécifiques (ligands) après leur liaisons à des récepteurs à la surface de la membrane plasmique.
- S’opère via des puits tapissés de clathrine (protéine caractérisée par sa structure en triskelion (trois chaînes) et en s’associant, peut former un polygone de recouvrement, peuvent s’associer entre-elles et avec d’autres récepteurs).
- Voie endocytaire typique: absorption des lipoprotéines de faible densité (LDL).
Quelle molécule est appelé « mauvais cholestérol »?
lipoprotéines de faible densité (LDL)
Expliquer ce que sont les lysosomes
- Organelle digestive avec plus de 5o enzymes.
- Les lysosomes sont des hydrolases acides, foncitonnent dans milieu acide, qui est maintenu par une pompe à protons présente dans la membrane enveloppant le lysosome.
- Implique les vésicules de clathrine pour le routage des protéines.
FONCTION : Autophagie
* une organite (ex.: mitochondrie) possède une double membrane (phagophore). C’est ce qu’on appelle un autophagosome, une vésicule de séquestration. Lorsqu’ils fusionnent avec un lysosome = autolysosome (dégrade la membrane interne de l’autophagosome et son contenu).
Différence entre la phagocytose et l’autophagie?
Phagocytose n’a pas de clathrine, ingère des grosses molécules, et c’est accompli par les molécules spécialiées (ex.: macrophages, neutrophiles).
Quelles sont les composantes du système endomembranaire?
Le réticulum endoplasmique (RE)
L’appareil de Golgi
Les lysosomes
Les endosomes
Pourquoi les protéines peuvent-elles avoir différentes séquences signal?
Les protéines ont diverses séquences signal qui déterminent leur diverses destinations dans la cellule (RE, mitochondries, noyau, peroxysomes).
Ces signaux ne sont pas mémorisés par cœur mais reconnus par des récepteurs spécifiques.
Quelles sont les étapes d’importation d’une protéine dans le réticulum endoplasmique?
1 - La protéine commence à être traduite par un ribosome dans le cytosol.
2 - La séquence signal émerge et est reconnue par le SRP (Signal Recognition Particle).
3 - Le complexe ribosome-SRP se fixe à un récepteur sur la membrane du RE.
4 - La protéine est introduite dans le RE à travers un canal de translocation.
5 - La séquence signal est généralement clivée et la protéine se replie dans le RE.
