c- compartiment et transport iii 26 dec
DESCRIPTION
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B-Transport vésiculaire dans voies de sécrétion et d’endocytose
Les voies de sécrétion et d’endocytose
[Formation a partir du RE][Caractéristiques générales
du trafic vésiculaire]
Toute molécule qui voyage le long de voie de biosynthèse /sécrétion traverse de
multiples compartiments ,peut être:
modifiée par une série d’étapes contrôlées, stockée selon besoin, puis libérée au niveau d’un domaine spécifique de la
surface cellu par exocytose.
Transport vésiculaire .Les vésicules de transport bourgeonnent à partir d’un compartiment et fusionnent avec un autre.
Bourgeonnement
Fusion
Transport sélectif par l’intermédiaire de vésicules recouvertes de clathrine.
Structure d’un manteau de clathrine.Composé de 36 triskèles organisés en un réseau
Protéines adaptatrices (en bleu)
Réf:14 Pollard T-D
Différents types de vésicules recouvertesType de vésicule Protéines Origine DestinationRecouverte du manteau
•Recouverte clathrine + AG Lysosomes
de clathrine adaptine1 (via endosomes)
•Recouverte clathrine+ membrane endosomesde clathrine adaptine 2
•Recouverte protéines RE AGde COP COP Citerne golgi Citerne golgi
Trafic très organisé
Voie biosynthèse –sécrétion :centrifuge (RE AG surface cellu)
avec une déviation menant aux lysosomes
Voie d’endocytose : centripèteMb plasmique endosomes et des lysosomes
Compartiments sont tous en communication constante les
uns avec les autres
au moins en partie par l’intermédiaire des vésicules de transport VT
bourgeonnent continuellement d’une mb pour fusionner avec une autre.
Bourgeonnement d’une vésicule COPII à partir du RE.A.Activation par GEF Sec 12 ;B. Sar1 –GTP recrute le chargement , lesB. facteurs d’arrimage , et de fusion vésiculaires ainsi que l’ élément de revêtement pour constituer complexe de fusion ciblée..C.sec31/13 associe complexe au réseaux de revêtement. D. bourgeonnement E. libération du revêtement.
Machinerie générale de ciblage et d’amarrage par les complexes SNARE .A. Facteurs d’ancrage et les protéines SNARE (complexe). B et C interaction entre une vésicule et sa mb cible ,formation de paires trans –SNARED. Hydrolyse de Rab GTP entraine fusion . E . Fusion
Un modèle courant d’arrimage d’une vésicule de transport.
*SNARE: protéines de marquage spécifiques/ v:vésiculaire, t :complémentaire
Illustration des mécanismes moléculaires de fusion.La fusion des granules sécrétoires avec mb Capacitance ( mesure superficie mb) en raison de +des mb par intégration progressive de granules.
Apparition poreinstable petit
Diamètre
S’ouvre et se ferme plurs fois
avant de se dilater de façon
irréversible
RETCULUM ENDOPLAIQUE
CYTOSOL
GOLGI
Transport depuis le RE à travers AG
RETICULUM ENDOPLASMIQUE
TransitionRE AG
Polarité structurale et fonctionnelle.
Compartimentation fonctionnelle de l’AG
Cis Golgi reçoit les vésicules du RE, trier contenu: recyclage RE/empillement
Siège de la plupart activités métaboliquesProtéines remaniées/lipides/polysaccharides
Trans –Golgi: dérnières étapes de la maturation de tri et de répartition
Protéine sécrétoire
Récepteurdes protéines résidentes du RE
Protéine résidente du RE
Mécanisme utilisé pour retenir certaines protéines résidentes dans RE
Réf 1: ALBERTS (B) ,
[ Role du cytosquelette dans transport du RE vers le Golgi]
Des moteurs moléculaires aident le mouvement des vésicules et des tubules
contenant des chargememts
Migrent le long des microtubules La dépolymerisation des microtubules
par agents comme nocodazole
Dispersion rapide des compartiments de golgi à travers la cellu
La mise en oeuvre de microtubules et de protéines motrices pour
accélérer la migration des conteneurs
a permis de résoudre des problèmes majeurs de trafic intracellulaire
(Le site de biosynthèse de chargement dans RE peut étre très éloigné de sa
destination finale (de ≈ microns à plusieurs m dans axones)
microtubule
Voie aller
Voie retour
[Organisation du réseau TGN]
[Itinéraires de trafic à partir du TGN]
[Biogenèse des lysosomes]
[Transport constitutif du TGN vers mb plasmique]
Réf 14 : Pollard (T-D)
Reconstructions tridimensionnelles de l’AG.Organisation tubulovésiculaire du TGN , sa fonction de trise traduit par de nombreux bourgeons qui présentent des revêtements distincts .A. Vue simplifiée d’un empilement de citernes du Golgi et du TGN sur le versant trans.B. Vue comportant plusieurs vésicules sur face cis et trans .
[Organisation du réseau TGN]
[Itinéraires de trafic à partir du TGN]
[Biogenèse des lysosomes]
[Transport constitutif du TGN vers mb plasmique]
Divergence des chargements de biosynthèse /exocytose au niveau du TGN.A à F .Le chargement destiné à la sécrétion ou à des sites intracellu ≠ est trié et conditionné dans des VT ≠
[Organisation du réseau TGN]
[Itinéraires de trafic à partir du TGN]
[Biogenèse des lysosomes]
[Transport constitutif du TGN vers mb plasmique]
Voie de tri empruntées par les récepteurs du mannose 6 phosphate .
Récepteurs vehiculent hydrolases lysosomales
du TGN empruntant les endosomes
Lysosomes avant de retourner au TGN
RETCULUM ENDOPLAIQUE
GOLGI
CYTOSOL
LYSOSOME
Transport depuis le réseau trans-golgien
Vers les lysosomesENDOSOME
Un lysosome. Les hydrolases acides sont enzymes hydrolytiques actives dans conditions d’acidité . La lumière du lysosome maintenue à un PH acide par une H+ ATPase de la mb qui pompe H+ vers la lumière du lysosome.
Très grande hétérogénéité de lysosomes:Taille/ organisation/ nature du contenu
Très riches en enzymes hydrolytiques
Si mb altérée
Destruction de tous les constituants cellulaires
(organite suicide)
3 voies de dégradation dans les lysosomes . Chaque voie conduit à la digestion intracellu de matériaux provenant de sources ≠.
Compartiments résultant de ces
3 voies morphologie ≠:
Phogosome Endosome
Autophagosome
[Organisation du réseau TGN]
[Itinéraires de trafic à partir du TGN]
[Biogenèse des lysosomes]
[Transport constitutif du TGN vers mb plasmique]
L’exocytose des protéines se fait selon 2 voies:
Permanente (voie constitutive):commune à toutes les cellules euc.
Contrôlée : réservée aux cell sécrétrices spécialisées qui répondent à un stimuli précis
[Transport constitutif du TGN vers mb plasmique]
RETCULUM ENDOPLAIQUE
GOLGI
SURFACE CELLULAIRE
CYTOSOL
VESICULES SECRETION
Transport depuis le réseau trans-golgien
Vers surface cellu: exocytose
Les voies contrôlée et constitutive de l’exocytose
Dans les cellules eucaryotes , il y a un flot continu de V qui bourgeonnent du réseau trans-golgi et fusionnent avec mb plasmique.
Cette voie constitutive fournit à mb plasmique lipides et protéines nouvellement fabriqués.
La voie d’exocytose contrôlée ne fonctionne que dans cellules spécialisées dans sécrétion ;
Ex: glu dans sang ,signale aux cellu pancréas de secréter hormone insuline.
Exocytose d’une vésicule de sécrétion.Micrographie électronique ,libération de l’insuline à partir d’une vésicule de sécrétion d’une cellule βdu pancréas.
Les voiesd’endocytose
VESICULES DE SECRETION
RETICULUM ENDOPLASMIQUE
GOLGI
La cellule euc fait l’objet d’un énorme trafic mb par
l’exocytose permanente
compensée par endocytose pour maintenir
constante surface mb plasmique
Capture de grande particule: phagocytose Capture substances fluide/ solutés petite taille :pinocytose
Cellules euc utilisent endocytose pour capturer des molécules extracellulaires
venant de mb plasmique en les englobant dans vésicules ou vacuoles
Pour se nourrir, se défendreMais: toxines , virus, bactéries
pathogènes , protozoaires peuvent détourner ce mécanisme
pour pénétrer dans cellule.
Micrographies et schémas illustrant 5 modèles d’entrée dans la cellule différents par leur structure et leur mécanisme . La taille et la structure de chaque vésicule d’endocytose sont variables.
La cellule peut englober du liquide du milieu extracellulairepar macropinocytose , la cellule émet un prolongement mb extracellu
L’endocytose dépendante de la clathrine: utilisée par toutes les cellu euc pour assimiler des nutriments essentiels comme fer, cholestérol et pour éliminer du milieu extracellu des mol potentiellement toxiques ;(hormones nécessaire de façon transitoire). Fait intervenir des récepteurs de mb plasmique qui concentrent les ligands.
Sites spécialisés
= Puits
Cycle d’endocytose médié par récepteur dans des vésicules à clathrine
Un type de vésicules proposé comme mécanisme d’entrée du liquide extracellulaire, (comme ceux à clathrine et vésicules de macropinocytose ).Mais ce type de vésicule est mal connu.
Vésicules ou invaginations de petite taille, dans presque toutes les cellu animales . Leur revêtement spécifique est un auto assemblage d’une protéine mb interne la cavéoline qui a affinité élevée pour cholestérol.les calvéoles sont riches en cholostérol et en glycosphingolipides ,constituent un sous ensemble de radeaux de mb .
Réservée aux cellules mobiles comme amibes, ou chez organismes supérieurs , macrophages et polynucléaires neutrophiles. Médié par un récepteur, des particules grande taille comme levures ou bactéries encerclés par mb de cellu phagocytaire . Rôle important: mécanismes de défense de l’ hôte contre l’invasion par les pathogènes.
Mécanisme moléculaire de la phagocytose d’une bactérie par un macrophage
Phagocytose:4 étapes
1-La fixation (reconnaissance)
2-L’enveloppement
3- La fusion avec l’enveloppe
4- La dégradation
Phagocytose d’une bactérie en voie de division par un leucocyte.Le leucocyte a des projections étendues de sa surface ,qui enveloppent progressivementla bactérie.
Micrographie électronique à balayage d’un macrophage de souris en train de phagocyter 2 globules rouges chimiquement altérés.
Flèches rougesextrémités des Pseudopodes macrophages
[Endosomes et voie d’endocytose]
Les vésicules de pinocytose , issues des voies dépendantes ou
indépendantes de la clathrine,
fusionnent avec les éléments du compartiment endosomal pour
livrer leur chargement.
Les endosomes constituent les principaux compartiments de tri de voie d’endocytose
structure pléiomorphe composée d’un ensemble : vésicules, vacuoles, tubules et corps multi vésiculaires
On distingue 4 classes en fonction de :- cinétique de capture des marqueurs d’endocytose-Localisation dans cellu-Morphologie-Profil de marqueurs biochimiques (fig)
A. Recyclage direct(cytoplasme périphérique)
Mat
urat
ion
endo
som
ique
Trafic des constituants mb dans la voie d’endocytose.Les mb et les chargements internalises sont véhicules vers les structures tubulovésiculaires des endosomes précoces
Virus et toxines disposent de plusieurs voies de pénétration dans la cellule
[ conclusion]Le trafic intracellulaire met en évidenceLa dynamique des structures cellulaires (masquée par nos méthodes d’analyse
habituelle)
Cette dynamique est la condition de l’existence, du
fonctionnement et du maintien à long terme des structures cellulaires mb
doncindispensable à la physiologie cellulaire.
Réf 9 : HENNEN (G). Biochimie: Approche bioénergétique et médicale. 4° édition , Dunod ,2006.
Réf 10: KARP (G) . Biologie cellulaire et moléculaire: concepts et expériences . De Boeck Université 1998.
Réf 11: LODISH (H), BALIMORE (D), BERK (A) ,ZIPURSKY (S.-L), MATSUDARIA (P), DARNRLL(J).Biologie moléculaire de la cellule. 3° édition De Boeck Université,1997.
Réf 12 :MOUSSARD (C ). Biologie moléculaire . Biochimie des communications cellulaires. De boeck ,2005.
Ref 13 . PERRY (J.-J),STALEY (J.-T), LORY (S). Cours et questions de révision .Microbiologie. Dunod, 2004.
Réf 14: POLLARD (T.-D),EARNSHAW (W.-C). Biologie cellulaire . Elsevier ,2004.
Réf15 : ROLLAND (J.-C),CALLEN (J.-C) ,SZOLLOSI (A et D). Atlas :Biologie cellulaire. 5°édition , Dunod ,2001.
Réf16 :OUFRA (S). Précis de biologie cellulaire . 1996.
Réf17 : WEHNER ( R), GEHRING (W) . Biologie et physiologie animales : Bases moléculaires ,cellulaires ,anatomiques et fonctionnelles. Orientations comparée et évolutive. 23° édition , De Boeck université, 1999.