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Biologie cellulaire Examen 2 > Transport vésiculaire intracellulaire > Flashcards

Transport vésiculaire intracellulaire Flashcards

1
Q

Quels sont les principes généraux du transport membranaire par vésicules de transport?

A

• Chaque vésicule est sélective:
- transporte la cargaison appropriée
- fusionne avec la membrane-cible appropriée
• Les vésicules maintiennent leur identité par la
composition de la membrane
• Marqueurs à la surface cytosolique = signal de guidage: assurent la fusion avec le bon compartiment

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Q

Quels sont les différents types de vésicules recouvertes d’un manteau?

A

Clathrine: partent de la MP vers endosomes ou entre Golgi et endosomes
COPI et COPII: partent du Golgi ou du RE

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Q

Quelles sont les étapes de formation des vésicules de transport possédant un manteau de clathrine?

A
  • Assemblage du manteau de clathrine et les protéines de chargement solubles à l’intérieur de la vésicule (cargo molecules) se lient aux récepteurs de chargement (cargo receptors)
  • bourgeonnement de la vésicule recouverte d’un
    manteau (coat) = cage protéique sur les surfaces
    cytosoliques
  • Séparation par pincement (par dynamine)
  • Formation de la vésicule
  • Désassemblage du manteau
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4
Q

Quelle est la fonction des différents composants qui participent à leur formation? (vésicules à clathrine)

A

L’adaptine (forme une couche entre la clathrine et la
membrane) relie la clathrine à la membrane
et piège les récepteurs
Assemblage successif génère forces permettant formation vésicules
Une chaperonne Hsp70 ATPase fournit l’énergie à
la dissociation du manteau de clathrine

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5
Q

Comment expliquer le concept de détecteur de coïncidence?

A

AP2 reconnaît et lie un PIP –> changement de conformation –> liaison du récepteur de chargement possédant des signaux d’endocytose –> amplifie la liaison AP2 à la membrane –> stimule courbure de la membrane (avec clathrine)
AP2 détecteur de coïncidence car plusieurs conditions doivent être remplies pour que AP2 se lie à la membrane, donc se lie juste au bon moment au bon endroit

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6
Q

Quelle est la fonction et les différentes formes de phosphoinositides membranaires?

A

Les différentes formes sont: Phosphatidyl-inositol= phosphoinositide (PI) et Phosphatidyl-inositol phosphate (PIP)
Les groupements de têtes de PI/PIP sont reconnus par des protéines spécifiques –> recrutement de
protéines (adaptine) spécifiques dans des régions spécifiques
Recrutement contrôlé par des kinases/phosphatases (mettent et enlèvent phosphate inorganique)

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7
Q

Quel est le fonctionnement des GTPases de recrutement du manteau dans le contrôle de
l’assemblage des manteaux de COPI et de COPII?

A

Les Arf: assemblent vésicules COP et clath. sur le Golgi.
Sar1: assemble vésicules COPII sur le RE
•  Contrôlent les aspects spatiaux et temporels des échanges membranaires et sont présentes à hautes concentrations cytosol, inactives liées au GDP

Ex: Formation d’une vésicule COPII
Sar1-GEF lie Sar1-GDP. –> libère GDP et fixe GTP –> Expose hélice amphiphile, insertion
dans la membrane de Sar1 –> (4) recrutement manteau COPII –> bourgeonnement

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8
Q

Comment les GTPases de recrutement interviennent dans la dissociation du manteau?

A

Hydrolyse par GAP du GTP en GDP sur Sar1 induisant une sortie de Sar1 de la membrane

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9
Q

Quel est le fonctionnement des protéines Rab dans le processus d’arrimage et de fusion des vésicules de transport?

A

Les protéines Rab font la navette entre le cytosol et une membrane:

  1. Liées au GDP: inactives et liées à GDI (Rab-GDP dissociation inhibitor)
  2. Liées au GTP: actives et liées à une membrane et aux effecteurs Rab
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10
Q

Quel est le fonctionnement des effecteurs de Rab dans le processus d’arrimage et de fusion des vésicules de transport?

A
  1. Protéines motrices: propulsent vésicules sur MF ou MT
  2. Complexes reliant 2 membranes proches
  3. Peuvent aussi interagir avec les SNARES (fusions)
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11
Q

Quel est le fonctionnement des SNARE dans le processus d’arrimage et de fusion des vésicules de transport?

A

SNARE v et t: catalyse la fusion membranaire des vésicules
-Appariement très spécifique: force les bicouches à
s’apposer, expulsant ainsi l’eau
-Le complexe trans-SNARE verrouille les 2
membranes ensemble

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12
Q

Quel est le fonctionnement de NSF dans le processus d’arrimage et de fusion des vésicules de transport?

A

ATPase: défait les enroulements entre les SNARE –> réactivation contrôlée des protéines pour fusion

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13
Q

Quelle est la structure et la fonction de l’appareil de Golgi?

A

Structure: Composé d’une série de compartiments aplatis entourés d’une membrane, appelés citernes, une face cis (face d’entrée) et une face trans (face de
sortie)
Fonction: station de tri pour les protéines venant du RE vers les lysosomes ou vers d’autres destinations
• Site de synthèse des glucides (GAG entre autres)
• Site d’addition d’oligosaccharides sur les protéines et les lipides

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14
Q

Quelles sont les étapes de formation des vésicules COPII qui vont du réticulum endoplasmique à l’appareil de Golgi et quels types de cargos contiennent-elles?

A

Avant de sortir du RE il faut s’assurer que toutes les protéines soient bien repliées
Les types de cargos sont: des protéines de chargement (cargo proteins), des récepteurs de chargement (cargo receptor), des protéines cargaison (cargo) solubles et des protéines résidente du RE

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15
Q

Quel est le mode de formation et le rôle des agrégats tubulaires vésiculaires (vesicular tubular clusters)?

A

Ils sont formés à partir de la fusion homotypique (issue d’un même compartiment) des vésicules COPII. Cela nécessite les SNARE. C’est nouveau compartiment ≠ du RE et du Golgi
Rôle: Servent au transport de matériel vers le Golgi, et à concentrer les protéines cargaison.
• Aussitôt les agrégats tubulaires vésiculaires formées :
formation de vésicules recouvertes de COPI
• Ces vésicules COPI ramènent au RE les protéines
échappées + celles participant au bourgeonnement
du RE –> transport de recapture ou rétrograde

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16
Q

Quels sont les mécanismes qui contrôlent la recapture des protéines vers le réticulum endoplasmique (voie rétrograde)?

A

Les protéines résidentes du RE ont des signaux de recapture:
1. Protéines membranaires: contiennent KKXX en C-terminal.
• Lie directement le manteau de COPI
2. Protéines solubles (ex:BiP): KDEL (en C-terminal).
• Lient le récepteur KDEL qui fait la navette RE-Golgi
• Ce dernier place toutes protéines KDEL dans les vésiculede transport rétrograde COPI –> RE

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17
Q

Quelles sont les étapes de la maturation des oligosaccharides dans l’appareil de Golgi?

A
  • réseau cis-golgien
  • cis-citerne
  • citerne médiale
  • trans-citerne
  • réseau trans-golgien
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18
Q

Quelles sont les deux classes d’oligosaccharides liés à l’Asn (N-osidique) et comment sont-elles produites?

A
  1. Oligosaccharides complexes: produits par l’élagage de l’oligosaccharide d’origine, puis addition d’autres sucres
  2. Oligosaccharides riches en mannose: partiellement élagués et ne contiennent que des mannoses (pas d’ajout)
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19
Q

Où et comment sont assemblés les protéoglycanes?Quelle est la destination de ces protéines?

A

Les protéogycanes sont assembles dans l’appareil de Golgi par O-glycosylation. La plupart de ces protéines vont faire parti de la matrice extracellulaire: soit ancrées sur le feuillet extracellulaire de la MP, soit sous forme de mucus pour protéger les surfaces épithéliales

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20
Q

Définir la glycobiologie.

A

La glycobiologie: une discipline qui a pour but d’étudier et comprendre la structure, la biosynthèse, et la fonction biologique des glucides.

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21
Q

Quel est l’intérêt de la glycolysation des

protéines?

A
  • Facilite le repliement des protéines –> + solubles
  • Glyco-code: marque la progression du repliement: liaison aux chaperonnes
  • Rend les protéines plus résistantes à la digestion par les protéases
  • Rôle dans le développement et la reconnaissance cellule-cellule et adhésion intercellulaire
  • Modifie les propriétés antigéniques d’une protéine
  • Signalisation: spécificité des récepteurs Notch
22
Q

Quelles sont les différences entre le modèle de transport vésiculaire et celui de maturation des
citernes du transport?

A

Modèle de transport vésiculaire: le Golgi est relativement statique et les molécules se déplacent à travers les citernes de façon séquentielle, transportées par les vésicules de transport.

Modèle de maturation des citernes: le Golgi est une structure dynamique. Les citernes elles-mêmes se
déplacent (maturation et migration à travers l’empilement). À chaque étape, les protéines résidentes du Golgi qui sont entrainées vers l’avant sont retournées de façon rétrograde vers les compartiments précédents dans vésicules COPI.

23
Q

Quelles sont les étapes par lesquelles passe l’appareil de Golgi au moment de la mitose?

A

À la mitose, il y a:
1. Phosphorylation des protéines matricielles
(protéines entourant citernes et stabilisant le Golgi)
2. Fragmentation du Golgi
3. Dispersion dans le cytosol
4. Répartition égale entre les 2 cellules filles
5. Déphosphorylation des protéines matricielles
6. Ré-assemblage du Golgi

24
Q

Quelle est la structure, la composition et la fonction des lysosomes?

A

Compartiments entourés d’une membrane spécifique avec des protéines membranaires fortement glycosylées à l’intérieur pour les protéger des hydrolases. Ils ont également des transporteurs, une ATPase H+ vacuolaire et un gradient de H+.
Ils sont composées d’enzymes hydrolases acides (environ 40 types).
Ils servent à la digestion intracellulaire des macromolécules.

25
Q

Quelle est la différence entre endosomes précoces, endosomes tardifs et endolysosomes

A
  • > Endosomes précoces: contiennent du matériel provenant de la membrane plasmique et des hydrolases lysosomales (pH légèrement acide)
  • > Endosomes tardifs: endosomes plus matures ≅ déjà ± lysosomes
  • > Endolysosomes: fusion d’endosomes tardifs + lysosomes
    lysosomes: lorsque les vésicules ont été digérées
26
Q

Décrire le modèle de maturation des endosomes.

A
  1. Modification des formes (vacuolisation) et de localisation (MP vers noyau) via microtubules
  2. Modifications moléculaires de la face cytosolique de la membrane (chgt des caractéristiques fonctionnelles)
  3. Recyclent des molécules à la MP ou Golgi
  4. Recoivent hydrolases du Golgi
  5. pH acidifié par une pompe H+ ATPase
    –> hydrolase + actives
    –> contrôle dissociation récepteurs-ligands
  6. Formation de vacuoles intraluminales: séquestrent
    récepteurs signalétiques: stoppent le signal
27
Q

Quelles sont les quatre voies de transport convergeant sur les lysosomes et leur mode de fonctionnement général?

A
  1. Endocytose
  2. Phagocytose
  3. Macropinocytose
  4. Autophagie: élimination des organites intracellulaires
    obsolètes
28
Q

Par quel mécanisme les protéines lysosomales sont reconnues et sélectionnées dans le réseau trans-golgien?

A

Les hydrolases portent un signal qui sont des groupements mannose 6-phosphate (M6P) ajoutés sur les oligosaccharides lors de leur passage dans le cis- Golgi

29
Q

Expliquer le rôle respectif et le fonctionnement

du mannose-6-phosphate (M6P), du patch signal, du récepteur du M6P et de la N-acétylglucosamine phosphotransférase.

A
  • Récepteurs M6P: reconnaissent les signaux M6P des hydrolases et les lient. Du côté cytosoliques ils lient des adaptines du manteau de clathrines. Les vésicules sont dirigées vers les endosomes précoces ou tardifs et les récepteurs sont dissociés. Les récepteurs sont recyclés par des vésicules de transports.
    -Patch signal: sert à l’addition du groupement M6P (dans RCG)
    -N-acétylglucosamine phosphotransférase: elle reconnaît des hydrolases et leurs ajoute un mannose.
    Une autre enzyme coupe la GlnNac en laissant le M6P (dans RTG).
30
Q

Quelle est la cause des maladies de stockage lysosomal?

A

Anomalies génétiques (mutation de gènes codant pour
hydrolase) –> affectent une ou plusieurs hydrolases
lysosomales –> accumulation de substrats non digérés

31
Q

Décrire les deux types d’endocytose

A
  1. La pinocytose: des liquides et des solutés sont ingérés dans des vésicules de pinocytose (processus constant)
  2. La phagocytose: grosses particules comme micro-organismes et cellules mortes – ingérés dans des
    phagosomes (besoin d’un stimulus)
32
Q

Expliquer ce qu’est le cycle endocyto-exocytaire.

A

Le cycle endocyto-exocytaire est le couplage entre l’endocytose et l’exocytose pour garder un équilibre entre la dégradation et la formation des membranes.

33
Q

Pourquoi l’activité des hydrolases n’est pas optimale dans les endosomes précoces?

A
  1. Plusieurs enzymes sont synthétisées sous forme de
    proenzyme (zymogène), avec un domaine N-terminal
    inhibiteur
  2. Pas assez acide pour activité optimale des hydrolases –> dans endosomes précoces, permet de récupérer les protéines membranaires sans les dégrader
    • Les hydrolases sont définitivement activées lors de la fusion avec les lysosomes où le pH est optimal et où le domaine inhibiteur est retranché
34
Q

Décrire la structure et comprendre le rôle des caveolae.

A

Ce sont des vésicules avec un manteau de cavéolines. Elles sont formées à partir de radeaux lipidiques.
Le plus souvent, elles sont statiques mais peuvent se séparer de la MP et fusionner
1. Avec des endosomes particuliers (cavéosomes)
2. Ou la membrane plasmique opposées (transcytose)
Elles permettent d’éviter les endosomes classiques et les lysosomes (ex: virus SV4o et papilloma)

35
Q

Expliquer le processus d’endocytose couplé à des récepteurs en utilisant comme paradigme l’absorption du cholestérol sous forme de particules les lipoprotéines de faible densité (LDL).

A

• Si besoin de cholestérol: production de récepteurs
au LDL, et insertion dans la membrane plasmique
• Les récepteurs s’associent à des puits de clathrine
en formation
Récepteurs + LDL: internalisés dans des vésicules qui
fusionnent avec des endosomes précoces –> bas pH:
LDL libéré et livré aux endosomes tardifs puis au
lysosomes où les cholestérol devient disponible
Lorsque suffisamment de cholestérol dans la cellule: arrêt de sythèse de récepteurs

36
Q

Comprendre comment un individu qui hérite de récepteur LDL mutants non fonctionnels présente un risque accru de crise cardiaque.

A

Si un récepteur LDL ne fonctionne pas, le cholestérol va s’accumuler dans le sang et se déposer sur les parois des vaisseaux sanguins.

37
Q

Quels sont les destins possibles des protéines solubles de l’endosome et des récepteurs trans-membranaires
après endocytose?

A
  1. La plupart des récepteurs est recyclée vers même domaine de la membrane plasmique
  2. D’autres sont recyclés vers d’autres domaines de la
    membrane plasmique –> transcytose
  3. D’autres vont aux lysosomes et sont dégradés
38
Q

Quelle est la voie empruntée par les récepteurs des LDL, de la transferrine et du récepteur de l’EGF (Epidermal Growth Factor)?

A

Récepteurs LDL: recyclé dans la MP et réutilisé
Récepteur de la transferrine: recyclé dans la membrane plasmique et réutilisé (avec ligand)
Récepteur de l’EGF: dégradés aux lysosomes

39
Q

Quelle est l’origine des corps multivésiculaires et leur rôle dans la digestion complète des
récepteurs membranaires endocytés

A

Origine: Ils viennent de portions de membrane des endosomes qui s’invaginent et forment des
vésicules intraluminales
Ce type d’endosomes = corps multivésiculaires
Rôle: ils ont des enzymes pour dégrader des protéine

40
Q

Quel est le rôle du complexe ESCRT?

A

Les complexes ESCRT sont requis pour la sélection
des protéines membranaires destinées aux
vésicules internes des corps multivésiculaires
Avec les ubiquitines, le PI3P est requis pour le
recrutement et l’ancrage des protéines des
complexes ESCRT –> vésicules intraluminales

41
Q

Expliquer le processus de transcytose et préciser le rôle des endosomes de recyclage.

A

La transcytose est le transport de vésicules (qui contiennent des protéines, ex: récepteurs+ Ac du lait) à partir du domaine apical puis fusionnent avec le domaine basolatéral.
Les endosomes de recyclage servent d’étape intermédiaire dans la transcytose. Les récepteurs se déplacent des endosomes vers les endosomes de recyclage

42
Q

La sortie des protéines membranaires des endosomes de recyclage peut être régulée. Expliquer le cas du transporteur du glucose.

A

Les transporteurs de glucoses sont gardés dans des endosomes de recyclage spécialisé. Lorsque le signal de l’insuline est présent, les transporteurs sont rapidement transportés à la membrane plasmique.

43
Q

Décrire le processus de phagocytose. Expliquer le rôle respectif des anticorps, de l’actine et des PI kinase.

A

Formation des phagosomes qui fusionnent avec les
lysosomes et digestion de son contenu
Les AC sont des déclencheurs. Ils fixent la surface des microbes et sont reconnus par des récepteurs spécifiques sur les phagocytes (induit la formation de
pseudopodes).
Actine: forme les pseudopodes et scelle le phagosome (par polymérisation-dépolymérisation sous le contrôle des PI kinase).

44
Q

Décrire le mécanisme de l’exocytose. Quelle est la différence entre les voies sécrétoires constitutives et régulées?

A

Exocytose: fusion de vésicules contenant des lipides et protéines avec la membrane plasmique.
1- Voie constitutive: présente dans toutes les cellules
2- Voie régulée: Dans des cellules sécrétoires.
-Molécules mises en réserve dans des vésicules sécrétoires.
-Libérées sous l’action d’un signal

45
Q

Expliquer les trois voies du tri protéique dans les cellules capables de sécrétion régulée.

A
  1. Celles destinées aux lysosomes: marquées au M6P
  2. Celles pour les vésicules sécrétoires (ou granules
    sécrétoires)
  3. Celles destinées à la surface membranaire: voie constitutive et non-sélective: voie par défaut
46
Q

Expliquer le mécanisme de formation et de maturation des vésicules sécrétoires.

A
  1. Au départ du RTG, les amas de protéines se retrouvent dans des vésicules sécrétoires immatures
  2. Durant leur maturation, ces vésicules fusionnent et le contenu se concentrent selon 2 mécanismes:
    - Condensation des agrégats due à l’acidification
    - Retrait continu des membranes (vésicules de clathrine)
47
Q

Expliquer le processus de protéolyse pré-sécrétoire.

A

C’est le clivage par protéolyse de certaines hormones, neuropeptides et enzymes dans vésicules sécrétoires ou à l’extérieur de la cellule, pour les activer.

48
Q

Par quels mécanismes est contrôlé l’amorçage et l’exocytose des vésicules synaptiques dans les synapses? Quel est le rôle des SNARE, de la complexine et de la synaptotagmine dans ces processus?

A

hausse [Ca2+] –> synaptotagmine-Ca2+ lie SNARE (partiellement appariées) –> sépare complexine-SNARE –> SNARE s’apparient complètement, la vésicule fusionne et libère les neurotransmetteurs
-Complexine: bloque les SNARE
-Synaptotagmine (domaine liaison Ca2+) débloque
lien complexine-SNARE

49
Q

Comment les vésicules synaptiques peuvent se former directement à partir des vésicules d’endocytose?

A

Par un recyclage local à partir de la membrane
plasmique du neurone pré-synaptique. Ces vésicules se remplissent immédiatement au lieu de fusionner avec les endosomes
Chargement des neurotransmetteurs dans les vésicules synaptiques, par des transporteurs membranaires
Permet un chargement rapide et décharges successives à répétition

50
Q

Comment dans les cellules polarisées les deux modes de tri ciblent correctement les protéines vers le domaine membranaire approprié?

A

Tri direct dans le RTG: Les membranes apicales sont
enrichies en glycosphingolipides et en protéines à ancre de GPI
• Dans le RTG, les protéines GPI s’associent aux glycosphingolipides –> radeaux lipidiques (bourgeonnent du RTG et forment des vésicules de transport ciblées à la MP)

Le protéines membranaires destinées à la membrane
basolatérale contiennent des signaux de tri dans les
extrémités cytoplasmique
• Reconnues par des protéines du manteau qui les placent dans des vésicules de transport appropriées dans le RTG

Tri indirect: la protéine est recapturée depuis le domaine inapproprié par endocytose, puis transportée au bon domaine par transcytose

51
Q

Expliquer le mode de formation des exosomes et connaître leurs fonctions.

A

Ils peuvent être formés par bourgeonnement à partir de
la membrane cellulaire ou sécrétés lors de la fusion de certains CMV avec la membrane plasmique
Fonctions:
• Excrétion: pour certaines cellules
• Communication intercellulaire entre cellules très éloignées
• Système immunitaire: présentation des antigènes et facilite la réponse immunitaire
• Transport d’anticorps dans le lait –> développement du système immunitaire chez l’enfant
• Apoptose, angiogenèse, inflammation…

Biologie cellulaire Examen 2 (3 decks)

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