Organisation générale et Fonctionnement des Cellules Eucaryotes

I. Le Hyaloplasme ou Cytosol

A. Structure (MO) – Ultrastructure (ME)

Grossissement max au MO : Structures : 1,5k

ME : Ultrastructures : 10k / 100k / 1M

SF = 50% du volume cellulaire

Structure : un aspect Hyalin : optiquement vide (sans coloration)

Ultrastructure : très hétérogène

On peut voir les inclusions structurées & astructurées

Glucides : Glycogène

Lipides : globules lipidiques relativement denses aux e-

Protéines : cristaux protéiques quand il y a abondance d’un type ou plrs qui font des réseaux

Complexes supramoléculaires :

ARNribosomaux + protéines : appelés ribosomes

Juxtaposition de deux sphères +/- aplaties avec un Ø 200-220 Å

Cytoribosomes

73 – 80 Svedberg

Il existe des ribosomes libres et d’autres liées, à des systèmes membranaires dans la cellule

(endomembranes), notamment le RE. (REG)

Les deux types de ribosomes sont constitués de la même manière, ont la même taille et la même

fonction mais ne font pas les mêmes protéines de par leur position au sien de la cellule.

Cytosquelette : Ce sont des structures protéiques et filamenteuses, soit dispersées soit groupées.

Responsable de la forme et des mvmts cellulaires.

B. Composition Chimique

80 – 85% d’H2O + très grande variété d’éléments chimiques

Systèmes de contrôle du taux d’hydratation des cellules (+/- 10%)

Sels minéraux : parfois insolubles (observables), sinon ionisés (ions) ++

Balance ionique contrôlée pH = 6,8

Constituants Organiques : AA, Prot, lip, OH, AG, oses, polysaccharides, nucléotides,

acides nucléiques

Approvisionnement :

Constituants orga, sels (transporteurs)

Complexes moléculaires organiques (phago/endo-cytose) et seront décomposés

Texture du hyaloplasme : gel colloïdal avec deux états physiques extrêmes (en éq entre les 2)

Un peu solide (gel)

Plus liquide (sol)

Origine de ces deux aspects :

Tous les éléments orga peuvent être +/- liés entre eux

Ces liaisons ne sont jamais covalentes, donc jamais très solides

Ce sont des liaisons faibles (labiles) ponts hydrogènes, électrostatiques, hydrophobes

C. Rôles et Activités Physiologiques

1) Carrefour métabolique

Quasi ttes les voies des cycles métaboliques définissables en bioch se déroulent au moins pour

partie dans le hyaloplasme.

Rôle prépondérant dans l’initiat°

Voies anaboliques (construction) à partir de précurseurs (présents dans le cytosol)

Mais aussi dans les dernières réactions des voies cataboliques (destru)

2) Synthèse Protéique et Modifications

Les Ribosomes Libres synthétisent :

Protéines purement cytosoliques

Souvent des Enzymes (dites « propres ») impliquées dans les voies anaboliques et

cataboliques

Protéines G, pouvant lier le GDP & GTP avec une activité GTPasique

Protéines qui pénètrent dans le Noyau de la Cellule

Une Majorité des protéines qui se lient à la face hyaloplasmique de la Mb

Le cytosquelette est également synthétisé au niveau du hyaloplasme

Les Prot sont souvent modifiées en post-traduc :

Phosphorylation (gd % des Prot peuvent être phosphorylées), 100aine de mécanismes

possibles, qui sont des phosphorylat° réversibles.

C’est un activateur protéique

Activité des enzymes est en rapport avec l’état de phosphorylation

Kinases = +P

Phosphatases = -P

Glycosylation

Glycosyltransférases = +Ose

Glycosylases = -Ose

Le seul qui peut se dérouler dans le hyaloplasme c’est le plus simple, Type O

Protéines cytosquelettiques, nucléoporines.

Méthylation de certain A.A.

Acétylation

Sulfatation

Modification qui permettent de donner un caractère bcp + hydrophobe

La majorité des prot sont plutôt hydrophiles de base

On Accroche des AG ou des Grpmts carbonés (chaines aliphatiques ++)

Accrochage du grpmt farnésyl (≈15 C) au CTER de certaines protéines

Accrochage de l’Acide myristique (≈14 C) au NTER Certaines prot G, certaines prot qui veulent s’accrocher à un syst membranaire

3) Dégradation de certaines Protéines : Protéasomes

Dégradation cytosolique via les Protéasomes

≈ 30% des prot néosynthétisées dans le cytosol seront aussi détruites dans le cytosol

La destruction d’une prot est en rapport avec sa structure primaire qui la rend facile ou non à

dégrader et qui détermine en partie sa durée de vie.

En fonction de la qualité des AA que l’on trouve en NTER on peut prédire la durée de vie d’une

prot. Certains AA stabilisent, 8 (Met / Gly) ; d’autres déstabilisent (Lys / Ile / Leu).

L’ubiquitine (76AA) s’accroche de manière covalente à la Lys de certaine prot ce qui donne

une étiquette, elles seront dites « ubiquitinilées » entrainant la dégradation protéique.

Ubiquitine-ligase

Protéasomes :

Peuvent être isolés dans le hyaloplasme après purification et coloration (négative).

1 % de l’ensemble des prot du cytosol (bcp !)

Les protéines chargées en ubiquitine vont passer dans ce cylindre qui les décomposera.

Ce sont des cylindres creux : 200 Å de large

500 Å de haut

30 – 50 Å Ø

La majorité des protéasomes sont isolables à 26 S

3 Parties :

Cœur (20 S)

2 complexes régulateurs (19 S)

Cœur = 28 sous-unités protéiques séparées en 4 couches

7 α et 7 β. On a : α.β.β.α

3 sous unités β seulement assurent le rôle protéolytique

Ce phénomène est globalement ATP dépendant (mais certaines réact° n’en need pas)

pH Optimal = 6,8 (pH cytosol)

4) Adressage et Structuration des Protéines

Séquences d’adressage de la structure Ir des protéines déterminent l’endroit où elles doivent

aller.

Complexe SRP : prend en charge les séquences signal et envoie les Prot (REG ++)

Séquence NLS : localisation nucléaire (iront dans le noyau via facteurs d’adressage)

Les Prot Chaperons : (protéine d’adressage du cytosol ++)

Accompagne les protéines vers leur destination (ex : NLS) [ATP dépendant]

Ne peuvent faire leur accompagnement qu’en présence des Prot Co-Chaperons

Aussi dites : Protéines de Choc-thermique, Hsp, prot de Stress

Lient de l’ADP et en plus sont ATPasique

Deuxième rôle des chaperons : impliquées dans la structuration des protéines, elles empêchent

très souvent les agrégats de protéines qui ne pourraient plus migrer dans la cellule facilement.

k

II. La Membrane Cellulaire A. Morphologie

MO : Aspect Structural : Mince couche non mesurable, un peu plus réfringent que l’int de la Ȼ

Si utilise le AgNO3 (Nitrate d’Argent) (imprégnation de tissu)

On voit un liseré noir à la périphérie des Ȼ (2Mb de 2Ȼ voisines + espace interȻ)

ME : Aspect Ultrastructural : Aspect tripartite

2 feuillets sombres (2 x 25Å)

1 central clair (30Å)

Donc Membrane = 75-80 Å

Espace interȻ = 150-300Å

Cellules Animales : on trouve Parfois une structure additionnelle à la face Apicale côté extraȻ

Le Cell Coat (Ȼ intestinales) [ou Glycocalyx]

Petites fibres de nature Glycoprotéique sur la face ext allant de 250Å à 2’000-2'500Å

Fibres de natures Glycoprotéique

Couche protectrice aux protéolyses

Caractère anionique fréquent limite la traversée de certains ions

Joue un rôle très important dans les phénomènes de reconnaissance cellulaire

Sert de support à certaines enzymes piégées dedans, qui initialisent le processus de

digestion.

B. Constitution Chimique : Architecture moléculaire

Plasmalemme : complexe supramoléculaire où l’on trouve des Prot, des Lip et des Glucides

Entité bio qui possède des propriétés fonctlles bcp plus importantes que les propts de ses

constituants

1) Les Lipides

Petites molécules (1kDa)

Organisés sous forme d’une double couche car Amphiphiles :

1 pôle Hydrophile (OH)

1 pôle Hydrophobe (AG)

Deux alcools les plus majoritaires : Glycérol et Sphingosine

Glycérol : svt Phosphorylé Glycérophospholipide

Sphingosine : s’attache d’AG Sphingolipides

Glycérol + AG + Acide Phosphorique (H3PO4) Acide Phosphatidique

Cet acide se complexifie par l’adjonction :

Phosphatidyl-Choline (P-Ch) S’associent en Lécithine (neutre)

Phosphatidyl-Sérine Charge négative

Phosphatidyl-Éthanol-Amine Céphaline (Ȼ du cerveau ++) (neutre)

(Neutre ou Acide, toujours par rapport au pH = 6,8)

Lécithine : préférentiellement coté ext du plasmalemme

P-Sérine : préf. coté int

Céphaline : préf. coté int

Lipide GPI : Glycosyl-Phosphatidyl-Inositol (neutre)

Inositol = OH cyclique

Exclusivement coté externe

Lieu d’accrochage de certaines Prot Mb sur le feuillet extraȻ

Asymétrie des lipides entre les deux couches du plasmalemme, qui explique pour partie les

charges Positive (Ext) et Négative (Int) du plasmalemme.

Sphingolipides se répartissent dans les deux couches

Certains lipides peuvent accrocher des sucres Glycolipides

5-10% des lipides sont des glycolipides (que ce soit des sphingo ou des glyco)

Cholestérol : N’est pas un lipide mais se comporte comme tel

Il n’existe que dans les membranes des eucaryotes.

Molécule polarisé, avec un pôle hydrophile et un hydrophobe.

Radeaux Lipidiques (Raft-lipidiques)

µdomaines qui correspondent à des accumulations de lipides particuliers

lieux où l’on trouve en abondance des Prot particulières (récepteurs Protéiq)

Lipide = support structural des Mb bio

R = 𝑷

𝑳 ≈ 1 (donc 50 Lip pour 1 Prot)

2) Protéines

Très nombreuses espèces protéiq codées par des milliers de gènes.

Une partie importante du génome y est dédié

30% des protéines codées par le génome sont des Prot membranaires

Masse Molaire : 20-200kDa

Prot = aspect fonctionnel des Mb

Extrêmement diverses entre les cellules, les tissus et même les régions du plasmalemme

Dichotomie entre deux gds type de protéines :

Extrinsèques

Intrinsèque

Plus ou moins gde facilitée que l’on a à isoler les protéines constitutives du plasmalemme

Extrinsèque : (« périphérique » / « adventice »)

Facilement solubilisées dans des solutions aqueuses avec des forces ioniques élevées

Pas besoin de détergents, pas besoin de détruire la cellule.

Globalement hydrophiles, ne pénètrent pas la bicouche, elles lui sont seulement associées, ou

encore associées à des Prot Transmb.

Ces associations se font via liaisons non covalentes.

Intrinsèque : fortement associées à la bicouche lipidiq (aussi dites « intégrées »)

Insolubles dans bcp de solvants aqueux.

On ne peut les isoler que s’il on utilise des détergents, qui détruisent les mb bio.

Les plus intéressantes sont les intrinsèques (parfois nommées « prot vraies ») car un aspect

fonctionnel plus intéressant.

Très svt, dans leur structure Ir il existe des zones où se trouvent des A.A. à carac

hydrophobes en quantité (20-25 A.A.). Ces zones forment des hélices α, conséquence de leur

présence, donnant une structurat° IIr.

On retrouve cette configuration dans les protéines qui vont traverser la bicouche lipides :

Prot Transmembranaires. Ce sont les plus intéressantes.

A.A. : Leu, Ile, Val, Phe

Les prot transmembranaires peuvent traverser une seule fois la mb ou plsr fois (selon si elle

possède une ou plsr hélices α)

Les protéines transmembranaires qui traversent plsr fois la Mb le font très svt 7 fois, donc

elles possèdent 7 hélices α.

Les Prot qui traversent la Mb ont un positionnement très précis.

Le nb d’espèce moléculaire que l’on peut trouver dans un plasmalemme est très variable d’un

tissu à un autre.

Mb communes, banales. Avec un nb très élevé d’espèce moléculaire

Plus la Ȼ est différenciée, moins elle a d’espèces différentes

On en arrive à qqs Ȼ qui possèdent qqs espèce mol, représentant 90% de leur Prot

3) Glucides

Jamais isolés, toujours associés à des lipides (glycolipides) ou (++) à des protéines

(Glycoprotéines).

Glucides = 5-10% poids sec de la mb plasmique.

Mis en évidence à l’échelle cytologique grâce à d’autre molécule (glycoprotéines) : Lectines

(ce sont des marqueurs pour les glucides).

Généralement, chaque groupe de Lectine reconnait un ose particulier.

Il suffit de greffer des composés fluo sur les Lectines pour les localiser.

C’est par ce biais, que l’on sait que le Glycocalyx est riche en oses.

Glycolipides :

Portent des motifs glucidiques généralement simples

Appartiennent tous aux sphingolipides

Glycoprotéines :

Motifs plus compliqués

Existe différents types de glycosylation (O, N, …)

Mais surtout O ou N

Gangliosides (glycolipides) [alcool = Sphingosine]

Ces lipides ont des appellations abrégées : lipides de type GM (M = 1 Acide Sialique)

Le chiffre indique le nb d’autres oses qui ne sont pas des acides sialiques.

Il est obtenu en soustrayant à 5 le nombre d’oses supplémentaires non acides sialiques.

Ainsi, le GM1 = 1 Acide sialique et 4 grpmts osidiques diff de l’acide sialique.

4) Architecture Moléculaire

Double couche de lipides, résultant de la polarité hydro-phile/-phobe

Ils sont le support structural des membranes.

Modèle extrêmement rigide, qui permet mal l’explication des passages des molécules

hydrophobes.

Modèle découvert via :

Technique de cryofixation et cryofracture (au lieu de fixer chimiquement, on fixe par du fréon

à environ -100°C, lui-même refroidi par du N2 à -170°C)

Il y a plus de protéine sur l’hémi-membrane protoplasmique (intracell) :

- 1500 par µm² pour l’extracell

- 3000 par µm² pour l’intracell

Certaines protéines ne sont associées qu’à une seule bicouche : Protéines intégrées

D’autres traversent : Protéines transmembranaires

D’autres encore ne sont qu’apposées : Protéines Périphériques, extrinsèques

La bicouche peut contenir des molécules provenant de l’intérieur de la cellule, mais aussi de

l’extérieur.

Extracell : Fibronectine → molécule qui a la propriété de faire le lien entre les fibres de

collagène de la MEC et certaines protéines constitutives du plasmalemme.

Intracell : Actine → élément cytosquelettique sous forme de faisceaux/filaments, le plus

souvent orientés perpendiculairement par rapport au plasmalemme, étant associés soit

directement soit indirectement à des protéines de la membrane, intrinsèques.

(Membrane cellule eucaryote : on trouve du cholestérol)

Qualificatif « Fluide » :

Tout bouge, tous les éléments sont mobiles les uns par rapport aux autres.

Ce sont les lipides qui génèrent ces mouvements, les protéines suivent un peu.

Fluidité des Lipides

Mouvements de faibles/fortes amplitudes :

Faibles : rotation, flexion (inclinaison dans les 4 plans)

→ résultat de l’agitation thermique naturelle

Fortes : Mouvements de diffusion

o Latérale : au sein de la même hémi-membrane (1-2µm.s-1 c’est ééénooorme !)

Cette vitesse varie en fonction de la T° (ici 37°C), de la Nature chimique des

AG qui constitue ses lipides : plus ils sont saturés, plus la fluidité diminue, le

cholestérol rigidifie les membranes

o Transversale : passage d’un lipide d’une monocouche à une autre.

C’est un phénomène nommé flip-flop (in vers out).

Nécessite la présence d’enzyme catalysatrices.

Flipases (out vers in) et Flopases (in vers out) → Ca2+ & ATP

Scramblase (les deux sens) → Ca2+

Fluidité des Protéines

Rotation

Peu de flexion (quasi inexistante car très gros, accrochée à l’une ou l’autre des

monocouches)

Diffusion mais uniquement latérale et 10x plus lent que pour les lipides (50x plus

grosse que les lipides et elles sont souvent agrégées entre-elles)

x2

C. Fonctions du Plasmalemme

La membrane plasmique accomplit 4 grands types de fonctions :

Régler les échanges entre l’intra et l’extraȻ (barrage)

Emission et Réception de signaux extraȻ

Cohésion entre les Ȼ et Communication entre les Ȼ voisines

Reconnaissance des Ȼ identiques via Cell-Coat : adhésion pour former des tissus.

1) Les Échanges Cytotiques (endo / exocytose)

Ces échanges concernent des molécules bcp plus grosses donc : déformation mb plasmique

Échanges de bcp plus grande amplitude :

Groupements Moléculaires (particules biologiques ou particules inertes)

Débris Cellulaires

Microorganismes.

Ces échanges peuvent se faire dans les deux sens : endo / exocytose.

Le cytosol est soit à l’origine de ce qui sera transporté (vacuoles, vésicules) soit il est la

destination finale.

Ces échanges sont ou non NRJ dépendants.

Le plus souvent, il y a intervention d’éléments du cytosquelette.

Endocytose

~ La Pinocytose :

Généralement, les Ȼ qui l’effectuent, ne pratique pas la phagocytose.

Se déroule chez les Ȼ animales comme végétales.

C’est l’ingestion de petites gouttelettes de liquide ou bien de petites particules, éventuellement

des groupements de macromolécules. Mais jamais de taille importante.

Formation d’une vésicule (endosome) intraȻ.

Petit : Ø 1'000 Å.

En phase liquide

C’est la forme non spé de ce phénomène.

Toute substance extraȻ peut pénétrer dans la Ȼ

à une vitesse proportionnelle à sa [c] extraȻ

N’importe où, va se passer une invagination du

plasmalemme aboutissant à une vésicule.

Ces vésicules sont dites « lisses » car rien ne

s’y accroche.

La mb est un morceau du plasmalemme.

Ce phénomène peut faire intervenir des éléments cytosquelettiques (filaments actine).

Généralement, ces vésicules fusionnent et donnent des vésicules plus grosses, qui elles même

fusionneront avec les lysosomes.

→ Nutrition de la Ȼ

La formation initiale de cette vésicule est le résultat d’une réunion des doubles couches

phospholipidiques.

→ Réunion des deux hémi-mb ext favorisée par des protéines de Fusion

Pinocytose par Récepteurs Interposés

Forme spé de la pinocytose

Nécessite la présence de récepteurs mbr (protéines mb)

Pénétration spé des ligands via ce système spé de récepteurs interposés.

Rendement 1'000x plus grand que la pinocytose liquide. Permet de concentrer des

éléments en faible qtt dans le milieu extraȻ.

Elle se déroule au niveau de zones déterminées du plasmalemme (récepteurs ligand-spé)

Que l’on peut localiser morphologiquement.

→ Couche protéique relativement mince constituée de Clathrine. (zones bordées)

Invagination du plasmalemme (puits bordé) donnant naissance à une vésicule, entourée de

Clathrine → vésicules bordées.

Zones bordées : 2% du plasmalemme = 500 – 1'000 puits par Ȼ

Bcp de récepteurs à l’égard d’un ligand donné.

Au niveau d’une zone bordée, on peut trouver plrs types de récepteurs

# Clathrine :

Composée de deux protéines

→ 1 chaine lourde & 1 chaine légère (hétérodimère)

Structure trimérique : triskélion

→ association de 3 hétérodimères

Assemblage des triskélions : ne consomme pas d’NRJ

Les triskélions se polymérisent et forment cette couche « bordée ».

La polymérisation se fait grâce à des complexes protéiques d’adaptation (Adaptine AP2)

→ Servent à l’adaptation de la clathrine sur les récepteurs (GTP Dépendant)

Attachement au niveau de l’extrémité globulaire de la chaine lourde de Clathrine

Adaptine = 4 s-u (hétérotétramère)

→ Libération de la vésicule bordée : via Dynamine (GTPasique)

Pénétration du Cholestérol

Pénétration des ester de cholestérol LDL

Sphère de 220Å de Ø avec entre 1'000 – 1'500

cholestérol par sphère.

Cette sphère n’a pas de membrane, elle est refermée

par la protéine Apo-B, associée à des lipides

Accrochage des récepteurs aux LDL ne consomme pas d’NRJ

Hypercholestérolémie : [cholestérol] du sang, héréditaire, liée à une mutation du gène codant

pour les récepteurs. → Artériosclérose précoce

→ Maladie autosomique dominante (Ch 19) (1 à 2 personnes pour 500 qui sont hétérozygotes)

Les vésicules bordées vont perdre leur bordure, et devenir lisses, les triskélion vont se

dépolymériser (action des Hsp 70 ATPases)

Protéine Auxiline (co Hsp) pour obtenir une vésicule lisse.

→ Confusion morphologique entre les deux vésicules de pinocytose à ce stade

Ces vésicules deviennent des endosomes précoces, et fusionnent avec des vésicules de

désaccouplement (CURL).

Ces vésicules CURL ont un pH acide (= 5) car elles disposent de pompes à protons (NRJ

dépendant) donnant des endosomes tardifs à pH acide.

A ce pH on a un détachement des ligands et récepteurs.

Dans les endosomes tardifs : ségrégation des ligands et récepteurs.

La partie avec les récepteurs se détache et est recyclée.

La deuxième partie fusionne avec les lysosomes.

Autre système : capter des protéines vieillissantes, qui n’ont plus de fonction comme les

asialoglycoprotéines.

→ Elles ont perdu leur acide sialique, elles sont donc récupérées et éliminées.

Potocytose

Pinocytose qui need récepteurs.

On peut morphologiquement les repérer.

Le « revêtement » est formé de cavéoline.

La cavéoline n’est qu’associée à l’une des deux couches lipidiques du plasmalemme.

La juxtaposition des extrémités NTER et CTER des protéines intégrées donne l’apparence

d’un revêtement.

Récepteurs liés à un GPI (lipide particulier, strictement extraȻ).

Généralement :

- Fermeture de la cavéole, non complète

- Acidification via pompe à proton (ATP)

- Détachement ligand-récepteur

- Passage transmembranaire des ligands par des perméases

3 Isoformes tissu spé.

La 3e est une exclu des tissus musculaires.

Moins fréquemment, il peut y avoir un détachement de cette ampoule dans le plasmalemme,

ce sont des cavéosomes.

Le détachement nécessite de la dynamine.

Il n’y a jamais de fusion avec des lysosomes, mais fusion avec du RE ou Golgi.

Fonction cavéoles : Zones particulières permettant pénétration de virus / bactéries

→ La pénétration de la toxine du Choléra, dans les cellules, se fait via ces cavéoles.

Transcytose / Diacytose

Au niveau de certaines cellules épithéliales dont les cellules sont soudées.

Entérocytes : Au niveau des faces latérales, les jonctions étanches ne permettant pas le transit

de molécules.

Chez de jeunes enfants, ce système permet aux nouveau-nés d’acquérir un système immunitaire

provisoire.

Les Ac vont s’accrocher au niveau d’un récepteur

transmembranaire apical bordé (clathrine) ou non.

Endosome : pas de fusion avec les lysosomes, il reste sous

l’aspect précoce. Il migre au pôle basal et exocytose =

libération Ac dans le MEC, Sang.

Exocytose via Protéine TAP associée à la transcytose, elle

favorise la fusion avec le plasmalemme basal.

~ Phagocytose :

Seules certaines Ȼ spé peuvent l’effectuer : phagocytes.

→ Monocytes sanguins, macrophages, leucocytes neutrophiles

Macrophages : détruisent les hématies. Par jour : 1010 – 1011

C’est une Endocytose d’éléments figurés.

→ donne naissance à des vacuoles 2’500Å de Ø.

Il existe des récepteurs qui reconnaissent spé les éléments figurés.

→ Ac

Il existe des récepteurs qui reconnaissent les régions communes à différents Ag, d’autre seront

dirigés contre les Ac fixés sur ces Ag.

Phagocytose = phénomène induit.

Lorsque l’on a reconnu et attaché ce qui doit être ingérer, la Ȼ répond par des évènements

chimiques et morphologiquement visibles.

→ entrée massive de Na+ dans la Ȼ

→ Libération de Ca2+ piégé dans le RE, il permet de générer les pseudopodes d’actine

(évagination)

Globalement, la phagocytose est ATP dépendante

Inhibition de la phagocytose : empêcher la mise en place de l’actine

→ Drogues : Cytochalasines (B ++)

Exocytose

Systèmes de vésicules (petites) qui migrent vers le plasmalemme. Fusion mbR et déchargement

du contenu dans l’extraȻ.

Exocytose constitutive : n’importe où

Exocytose régulée : endroits spé localisés du plasmalemme via un ligand sur récepteur extraȻ.

Suite à laquelle on a libération de Ca2+ intraȻ

2) Les Échanges Perméatifs

Permet le passage de petites molécules à travers le plasmalemme, ce qui correspond à sa

perméabilité.

Ces échanges n’impliquent pas de déformations morphologiques visibles de la membrane et

sont toujours de faible amplitude.

On dit qu’il s’agit d’échanges discrets.

NRJ dépendants ou non → Actifs ou passifs

Nécessite ou pas l’utilisation de transporteurs

Simple Diffusion et Diffusion Facilitée

Si une molécule entre par un mécanisme, elle ressort de la même manière.

Proportionnalité linéaire entre [c] extraȻ et int → Simple Diffusion

Molécules polaires, apolaires mais jamais chargées électriquement.

Le plus souvent, molécules hydrophobes : éthanol, benzène, urée, glycérol + eau (petite m°)

Certains Gaz également, tels que NO. On parle alors de pression partielle.

Proportionnalité linéaire avec plafond → Diffusion Facilitée

N’implique pas de dépense NRJ

Chlorure de Mercure (HgCl2) : agit assez spé s/ Prot → plus de cinétique d’échange sur ces

protéines. Il agit au niveau des SH des cystéines de Prot.

Analogues des systèmes enzymatiques pour sa cinétique avec une saturation possible.

(Km & Vmax). Ces transporteur sont appelés perméases, translocases mais ne sont pas des enz

Uniporteur : 1 molécule à la fois.

Cotransporteur : 2 molécules voire 3 simultanément.

→ Symport (même sens) ou Antiport (sens opposé).

Chaque transporteur possède au moins un site spé de ce qu’il transporte.

D-Glucose, transporté par : des Prot de type Glut (7 gènes mais 6 fonctlle donc 6 isoformes)

Assemblage de 5 molécules de glycoprotéines qui forment un canal membranaire.

Glut1 : le plus universel des transporteurs

→ initialement détecté au cerveau, aussi dans érythrocytes / on le trouve partout

Glut2 : foie, pancréas (Ȼ-β) et exclusivement mb basale des Ȼ intestinales (entérocytes) et Ȼ

tube contourné proximal du néphron.

Glut3 : Système nerveux, nerfs, …

Aquaporines : transportent l’H2O (représente 90% des échanges) (11-12 isoformes)

Ce sont des molécules avec un N et CTER intracell avec 6 segments transmbR

Ce sont des glycoprotéines, avec certaines isoformes tissu-spé

Elles s’associent par 2 ou 4 bien qu’elles puissent transporter de l’eau en monomère

Aqp2 (Aq2) : tubes collecteurs du rein, indispensable à la réabsorption hydrique.

→ Malformation : diabète insipide néphrogénique (pertes d’eau très fortes)

Quelques Aquaporines peuvent transporter d’autres m° que l’eau : Aqp3 (eau, urée et glycérol)

Diffusion Accélérée

Molécules électriquement chargée / ions (++)

Transfert transmembranaire avec 2 paramètres : gradient électrochimique

(Concentration ET charges élec globales)

Ceci se fait via les canaux transmembranaires (qui peuvent être ouvert ou fermés)

Au repos, les canaux sont fermés. Une fois ouvert : ce sont des 103 voire 106

d’ions qui seront transporter dans un délai très court.

→ Deux grandes modalités d’ouverture :

~ Canaux Potentiel Dépendants :

Régulés par les potentiels de mb.

S’ouvrent au court de la dépolarisation mbR

Canal Potassium (K+) : 4 exemplaires d’un petit peptide associé au

plasmalemme (N et CTER intracell) → 6 hélices α par monomère.

plusieurs isoformes tissu spé

Mutation au niveau du cœur :

Canal Herg Pathologie autosomique dominante (Syndrome du QT-long). Canaux mutés s’ouvrent plus lentement : prolonge durée du PA → trouble rythme cardiaque

Transport Sodium Na+ et Calcium Ca2+

(deux molécules diff mais architecture transporteurs analogue)

Protéines bcp plus importantes : ~ 2000 AA avec N et CTER intracell.

4 domaines transmembranaires avec chacun 6 hélices α.

Différentes isoformes : canaux sodiques (décrits comme sensible aux anesthésiques locaux)

→ sensibilité différente des isoformes et donc des tissus spé de ces isoformes

Canaux pour le chlore : canaux potentiel dépendants.

~ Canaux ioniques Ligand-Dépendants :

Normalement fermés, ils s’ouvrent via un ligand, qui peut être extra ou intracellR

Ligands potentiels :

Calcium intra ou extra, ATP intra, mais svt ce sont des signaux extracell (neurotransmetteurs)

Canaux des synapses nerveuses :

Échanges de Sodium et Potassium entre Ȼ dites excitables et les autres.

Entrée de Sodium dans la Ȼ et une sortie de potassium

→ Ex : 2 Molécules d’Ac-Cho pour chaque canal ligand-dépendant

Architecture moléculaire bcp plus compliquée

Au niveau des muscles ou synapses :

On trouve des Canaux dit « nicotiniques » (et des canaux muscariniques).

Canal nicotinique : 4 peptides différents qui s’associent donnant 4 formes de cplxe : α, β, γ, δ

Ce canal mesure une grosse dizaine de nm et déborde du coté intra et extracellR avec N et

CTER du coté extracellR

Antagoniste : prend la place des ligands et empêche son action : curare, venin de serpent, …

Transports Actifs

Mécanisme nécessitant ATP

Ce type de transport implique 2 systèmes qui doivent fonctionner en même temps :

- 1 syst de transport (présence transporteur allostérique)

- 1 syst producteur d’NRJ ATPasique

On distingue deux types : IR et IIR

Primaire :

Couplage direct entre hydrolyse ATP et transport de qqch

→ pompes mbR (pompes à protons)

Secondaire :

Indirect : passage d’une substance à travers la mb qui est couplée avec le passage d’une autre

substance, laquelle (2e) ayant un gradient de concentration de part et d’autre du plasmalemme

Permet de faire un transport contre le gradient de concentration sans dépense directe d’NRJ.

La Pompe Na+ - K+ (Primaire)

IntraȻ : bcp plus de K+ de que Na+ alors qu’à l’extérieur, c’est l’inverse.

Ce déséquilibre créer une entrée et K+ et une sortie de Na+ par diffusion passive.

→ équilibre jamais atteint car la Ȼ expulse du Na+ via ATPase et intègre du K+

Le flux sortant du sodium est couplé au flux entrant du Potassium (si on coupe l’un, on coupe

l’autre).

→ Protéine transmbR qui lyse l’ATP et sert de transporteur.

La Stœchiométrie : 1 ATP = 3Na+ (out) + 2K+ (in).

C’est une protéine allostérique, qui change de conformation pour permettre ces échanges.

→ Fixation du sodium et hydrolyse de l’ATP

→ Récupération en plus de l’NRJ, un phosphore, qui s’accroche sur un Acide Aspartique de

l’enzyme-transporteur permettant une transition allostérique.

→ Ouverture de cette protéine du coté extraȻ, libérant le Na+

→ Le Potassium se fixe sur d’autres sites de la même protéine, simultanément :

Déphosphorylation de l’enzyme donc changement de conformat° et libérat° du K+ dans la Ȼ.

Cette ATPase-Transporteur :

Etape 1 : configuration enzymatique n°1 (E1)

Etape 2 : Phosphorylation qui entraine le changement de configuration (E2)

Cette enzyme est constituée de 2 s-u α et β sous forme de dimère

α étant plus grosse que l’autre, avec 8 hélices α (alors que β = 1hélice α)

α est la plus importante : elle porte l’activité ATPasique, et les sites de fixation

Potassium/Sodium.

Mais la présence des β est obligatoire.

La β est glycosylée.

L’ensemble est dimérisé :

on a donc un tétramère α2β2

(configuration fonctionnelle)

α

β β

α

Le fonctionnement de cette pompe peut être perturbé via les glycosides cardiotoniques

(Digitaline, Ouabaïne)

→ Inhibition des voies enzymatiques.

→ Permet l’équilibre des concentrations extraȻ et intraȻ

La pompe Na-K joue un rôle dans le volume Ȼ

→ les Ȼ dépense bcp d’ATP pour les pompes Na-K

25-30% des dépenses NRJ totales de la Ȼ.

Transport actifs primaires :

Pompes H+ – K+ des Ȼ gastriques

Pompes à Protons (CURL, Lysosomes) (mais échange que d’un seul élément)

Transports actifs secondaires :

Pas de couplage direct entre la lyse d’ATP et le transport de qqch : transport actif indirect.

→ transport glucose, des AA dans les entérocytes, Ȼ du tube contourné (nephron)

Entérocytes :

Transport glucose

Lumière intestinale = du glucose qui doit pénétrer.

L’entrée du Na+ dans la Ȼ est couplée à une entrée de glucose ou de galactose.

Ceci nécessite un transporteur : co-Transporteur de type symport.

Ce co-transporteur possède plsr isoformes :

Entérocytes = SGLT1 (Sodium-Glucose) exclusivement en apical

Néphron = SGLT2

Donc, Ag [glucose] intraȻ

→ il ressort à la partie Basale via un autre transporteur.

Cette fois, le transporteur est spé du glucose :

Entérocyte = Glut2 (uniquement basal)

Le galactose suit le même chemin.

Ceci n’est pas valable pour tous les oses :

Fructose pénètre dans les Ȼ niveau apical, mais indépendant d’un co-transport sodium, via

le Glut5 (spé fructose).

Il ressort en partie basale soit via un Glut2 (++) soit un autre.

Les pompes Na-K créent le gradient sodique et donc la pénétration du glucose.

C’est donc un transport actif secondaire.

SGTL : Ces co-transporteurs sont sous forme d’homodimères.

Chaq transporteur possède un site de liaison pour le sodium et un pour l’ose.

La liaison du sodium est un prérequis à l’attachement du galactose/glucose.

Il y a une adaptation de ce transport en fonction de la [glucose] dans la lumière intestinale :

→ Concentration faible = 1 glucose pour 2 sodiums

→ Concentration forte = 2 glucoses pour 2 sodiums

SGLT possède une douzaine d’hélices α (N et CTER en intraȻ), codée par un gène sur le bras

long du chromosome 22 (q22).

Elle comporte majoritairement 1 AA, (600 au total) qui, si muté = disfonctionnement complet.

→ Ce 28e AA se situe exactement à la transition entre l’extrémité NTER et la 1ere hélice α.

Cette mutation n’est pas la suppression de cet acide Aspartique, il est remplacé par un de ses

dérivé : l’Asparagine.

→ Maladie génétique autosomique, récessive

Mal absorption du glucose et galactose

(diarrhées sévères pouvant conduire à la mort)

80% du transport du glucose via cette méthode.

20% restant = syst indépendant du sodium

Cette méthode se superpose parfaitement aux AA

Plusieurs syst de transport pour les AA : 4grands syst (4 catégories d’AA)

AA neutres = 14 ou 15, qui sont compétition. Spé assez large de ce transporteur.

Cette protéine peut muter et ne plus fonctionner (intestinal et rénal)

Pathologie de Hartnup, induisant une excrétion des AA neutres dans les urines

→ Troubles psychiques

AA basiques + Cys donc Lys, Arg, His et Cys.

Une seule protéine, qui si mutée, entraine une hypercystinurie (Cystine = Cys-Cys)

AA Acides = Asp et Glu.

Absorbés au niveau de l’intestin, via un syst partiellement dépendant du Na+

Imino-Acides = Pro & OH-Pro. Il transporte également la Gly (neutre, donc 2 syst)

Indépendant du sodium, mais il peut y avoir compétition.

Les Transporteurs ABC

Prot MbR ATPasique

Pompes activées par l’ATP

Les Prot MDR

Glycoprot de type P

MultiDrogues Résistant

Plrs isoformes tissu spé

MDR1 : Cette protéine s’exprime en particulier dans les Ȼ rénales, les entérocytes

MDR2 : Rejette les toxines des hépatocytes.

Ce sont des protéines qui seront surexprimées dans les ȻK.

Le souci c’est que ces ȻK ont tendance à rejeter les médicaments, drogues.

C’est une prot très fortement ancrée dans le plasmalemme : 12 hélices α avec N et C intraȻ.

Deux domaines ATPasiques (1 entre les 2 groupes de 6 hélices α et l’autre coté CTER)

Existe aussi un domaine régulateur qui peut être phosphorylé et modifier l’activité du

transporteur.

CFTR : canal Chlore (permet sortie)

Positionnement à peu près similaire, 2 fois 6 hélices α, N et C intraȻ

2 domaines de fixation ATP et 1 régulateur.

Normalement, ce canal s’ouvre lorsqu’il y a une lyse d’ATP : libération de chlore, assez

concentré dans les Ȼ.

Mutation du gène fabriquant cette Prot (élimination d’une Phe) → mucoviscidose

III. Le Système d’Endomembranes

Ensemble de compartiments tous limités par une seule mb bio, qui communiquent entre eux, et

avec le plasmalemme.

Golgi, RE et Lysosomes.

A. Le Réticulum Endoplasmique

1) Morphologie

Au MO

Ȼ fixées chimiquement donc mortes.

Existe dans toutes les Ȼ, mais est particulièrement visible dans, par exemple, l’acinus du

pancréas exocrine (très abondant : elle est devenue Ȼ modèle)

Partie basale, autour du noyau : ensemble de filaments, tous basophiles (donc eux-m acides)

Au MET

Réticulum = Réseau

Les filaments sont des Canaux limités par une mb bio, tous reliés entre eux.

La lumière peut être plus ou moins dilatée en fonct° des Ȼ.

La mb a un aspect tripartite de 50 – 60 Å avec une face luminale et une autre cytosolique.

RE = 13 – 15% vol. ȻR Total

RE = 50% des surfaces membranaires d’une Ȼ (y compris plasmalemme ← 2 - 3%)

→ Enveloppe nucléaire = différenciation du RE (d’où la continuité)

REG = Ribosomes attachés ou à très grande proximité de la mb (« ribosomes liés »)

REL = canaux bcp plus petits, sans ribosomes, plutôt appelés vésicules ou tubules.

(→ CMStSq : syst sarcoplasmique)

La Proportion REL/REG est très variable selon les Ȼ

Synthèse Protéine → REG

Synthèse Glycogène, Cholestérol → REL (Hépatocytes, Ȼ Endocrines, Adipocytes)

La Proportion REG/REL est variable en fonction des traitements médicamenteux :

Un certain nombre de neuroleptiques, barbiturique Aug % REL

(en augmentant la présence des enz qui cherchent à débarrasser la Ȼ de ces médocs)

2) Biochimie

P/L = 2

Beaucoup de ces protéines sont des enzymes :

glucose 6 phosphatase (++) dans la membrane limitante du REG

nucléosides phosphatases

glycosyl-transférases

enzymes de synthèse des lipides

des cytochromes P450 (enzymes de détoxication de la famille des mono-oxygénase) Ajoutent un -OH à certaines molécules pour les rendre plus hydrophiles et les sortir de la Ȼ

Ces cytochromes sont particulièrement fonctionnels dans la défense contre les médicaments

souvent toxiques pour la Ȼ (lutte contre les neuroleptiques et autres barbituriques au-dessus)

7 Svedberg

REG : présence de Ribophorines (carac du REG), prot transmbR avec 2 variétés.

→ Elles fixent les ribosomes sur la mb. Les Lipides sont aussi des Sphingo et Glyérolipides, mais moins de cholestérol que dans le plasmalemme.

3) Physiologie

Synthèse et Transport des Prot Néoformées.

Les Ribosomes Libres et liées sont identiques et capables des même choses.

Toutes les prot synthétisées au niveau du REG ont des propriétés structurales qui aboutissent à

leur expulsion ou leur adressage dans la Ȼ.

# Protéines Excrétées : Mécanisme de Translocation Co-Traductionnelle

Cheminement au niveau du REG qui se fait en même temps que la traduction de la protéine.

→ Séquence signal en NTER (15-30 AA) avec 7-15 AA hydrophobes (globalement hydrophobe) Le 1er A.A. est une Méthionine, qui sera éliminée.

→ Prolactine (Séquence Signal) ~ 60AA = cas particulier

Au niveau du génome codant de ces Prot on a l’informat° pour la mise en place de la SS

La synthèse débute sur des ribosomes encore non liés à la mb. Ils s’y lient suite à la lecture de

la SS (l’émergence sur le schéma). Cette séquence va être prise en charge par un facteur de

translocation, la particule SRP.

SRP = 6 polypeptides différents (de 9 à 72 kDa)

des ARN de 300 nucléotides (tout petit)

Elle reconnait la séquence Signal grâce à sa partie ARN (de la séquence).

SRP est capable de lier le GTP, le GDP, avec une activité GTPasique

1- Lorsque SRP reconnait la S.S, la synthèse s’arrête. Elle reprend lorsque SRP s’accroche

à la mb du REG, où il y a des récepteurs à SRP (qu’il n’y a pas sur le REL)

2- La reconnaissance SS-SRP est due à une Prot, et l’arrêt à deux autres de SRP. La

reconnaissance du récepteur mbR est effectuée par encore 2 Prot de SRP.

Le récepteur mbR R-SRP est un cplx protéique constitué de deux chaines peptidiques

différentes, lui aussi qui lie le GTP, le GDP avec une activité GTPasique.

A côté des Récepteur SRP existe des translocons, normalement fermés, formés

majoritairement de ribophorines.

→ Rôle essentiel de fixation du ribosome

A la fois au niveau de SRP et du récepteur, on a hydrolyse du GTP.

→ Le SRP est libéré du récepteur et peut aller reconnaitre une autre SS

Deuxième conséquence : ouverture du translocon, permettant l’entrée de la protéine

dans la lumière du REG. Simultanément, la lecture du messager reprend.

A la face luminale du translocon, on trouve une signal peptidase, elle détache la SS de la

protéine. Il y a donc une nouvelle extrémité NTER cette fois caractéristique de la Prot en

synthèse.

→ La SS dans le cas détaillé est qualifiée de terminale (sur le Nter), et elle est caduque ou

clivable car elle disparait au moment de la pénétration de la protéine dans la lumière du REG.

A la fin du passage de la protéine le ribosome va se détacher.

Les protéines qui sont rentrées dans la lumière vont acquérir les différents niveaux de

structuration qui suivent :

La structure tertiaire peut être très importante (création de ponts disulfures via Prot, entre deux AA

qui possèdent des groupements thiols, peuvent être très éloignés, d’où les repliements 3D) → L’AA le plus représentatif de la structuration tertiaire est la cystéine.

La PDI (isomérase des ponts disulfures) est très abondante dans la lumière du REG.

D’autres protéines interviennent, les chaperons qui servent aussi à la structuration des

protéines. Elles sont solubles dans la lumière du RE, en particulier la « Bip » capable

de se lier à certaines autres molécules qui vont jouer un rôle de structuration.

La Calnexine n’est pas purement soluble mais est transmembranaire, et son site

fonctionnel (ça n’est pas un enzyme) est tourné vers la lumière qui permet d’acquérir

des structures tertiaires.

La Calréticuline est soluble dans le lumière du RE et très impliquée dans la structuration.

→ Cal qqch = calcium qui intervient dans le fonctionnement de la molécule.

Toutes ces protéines vont permettre l’acquisition d’une structure tertiaire plus ou moins

complexe.

Les deux molécules citées (Cal-) vont agir préférentiellement sur des molécules N-glycosylées

(lipoprotéines) (glycosylation secondaire à la synthèse des protéines).

Ribosome

Certaines protéines peu nombreuses acquièrent une structure quaternaire, ou association de

plusieurs monomères entre eux (hémoglobine formée de 4 peptides, fonctionnelle quand elle

est associée donc). Ce travail aussi s’effectue dans la lumière pour les protéines excrétées.

→ Si elles ne sont pas correctement agencées, les protéines sont détruites par les protéasomes.

# Protéines Membranaires : Mécanisme de Translocation Co-traductionnelle Incomplète

Toutes les protéines ne sont pas à destination extracellulaires, une autre grande catégorie sont

les protéines à destiné membranaire (protéines mbR du RE, du plasmalemme…)

Pour ces dernières on a le même schéma, mais la protéine ne va pas rentrer jusqu’au bout.

Protéines avec une séquence-signal terminale caduque : dans leur structure primaire elles ont

un segment hydrophobe (autre que la SS).

TYPE I : Prot qui vont s’insérer dans le système membranaire de la cellule

(récepteurs LDL avec une extrémité CTER intra & NTER extraȻ)

Tout ce qui est du côté luminal sera à l’extérieur, et inversement.

Dans la synthèse de la Prot, on tombe sur la séquence hydrophobe (appelée topogène

ou stop), différente de la séquence signal. Cette partie est collée dans le translocon quand

le transfert s’arrête. Une fois le transfert bloqué, la protéine quitte le translocon, et on la

trouve dans la Mb du RE

→ Ensuite elle migre ou reste sur le RE

La SS est aussi caduque, la signal-peptidase a coupé cette première partie de la protéine.

TYPE II ou III : Prot avec SS interne non caduque non clivable (SS souvent plus hydrophobe)

Cette séquence signal est dite sub-terminale.

Elle permet toujours la prise en charge par la particule SRP, joue le rôle de séquence

topogène, et va rester attachée à la membrane du RE, la protéine va donc quitter le

translocon et on va la retrouver dans la mb du RE.

Prot de type II ou III en fonction de la longueur de l’extrémité NTER et des charges

électriques (on aura un positionnement différent pour des charges différentes).

Chargé + (II) : La SS interne (hélice α) va jouer deux rôles : arrêt de transfert (colle

temporairement dans le translocon) et topogène (positionner la Prot à l’intérieur de la

mb du RE). C’est une séquence d’ancrage (topogène et arrêt transfert). Cette fois ci, la

SS en position interne correspond au segment hydrophobe.

→ Récepteur Cytochrome P450

Chargé -- (III) : NTER plus long, on la fait passer dans le translocon, et la translocation

s’arrête. L’extrémité N passe du côté luminal.

→ Récepteur Transferrine

Coté Luminal = Extra Cellulaire

TYPE II

TYPE III

Protéines avec plusieurs segments transmembranaires :

Exemple des cytochromes P450 qui restent dans la membrane du RE :

Protéines avec plusieurs segments transmembranaires

Plusieurs hélices α, qui vont traverser la membrane.

Toutes ces Protéines possèdent au moins une SS interne et au moins une Séquence hydrophobe.

→ Il y a alternance entre SS interne et hydrophobe

NTER + = cytosolique / NTER - = Luminal

Rôle topogène, arrêt du transfert, mais continue la synthèse. On envoie la séquence dans la

bicouche, mais la synthèse protéique continue. Plus loin existe une SS interne, qui va aller dans

le translocon, etc… la bicouche lipidique sera traversée plusieurs fois par cette protéine grâce

à l’alternance de SS et de Séquence Hydrophobe

Seules les SS seront prises en charge par les SRP.

C’est cette faculté de prise en charge par le complexe SRP qui différencie les deux.

Ces SS internes sont aussi appelées séquences d’ancrage.

Pair : N et C coté cytosolique = transporteur Glucose Plus

Impair : N Luminal donc C cytosol = récepteurs RCPG Fréquente

Pair : N et C luminal Bien moins

Impair : N Cyto et C luminal Fréquent

Glycosylation des Protéines

Que ce soit les Protéines excrétées, ou celles qui vont rester dans la cellule, elles vont être

glycosylées dans la grande majorité des cas donc la Glycosylation des protéines est quasiment

un phénomène général. Au Niveau du RE, il y a possibilité d’accrocher des Sucres sur les

Protéines en cours de fabrication.

D’une manière Générale, pour les cellules Eucaryote, 3 grandes modalités d’accrochage :

# Glycosylation de Type O (liée à O)

Les sucres sont accrochés aux groupements hydroxyle (OH) de certains AA

Cette situation est la moins fréquente.

La réaction se fait sous contrôle enzymatique de la glycosyl-transférase.

Le motif glucidique peut être d’un seul ose, ou il peut s’additionner à un autre ose (n’importe

lequel). Le premier ose ne peut être qu’un des deux suivants.

Au maximum, on a un motif de 4 sucres (1+3).

Glycosylation qui se passe dans le hyaloplasme, c’est la SEULE.

AA FONCTION SUCRE Position des

Oses

SERINE

THRÉONINE

HYDROXYPROLINE

HYRDOXYLYSINE

OH

GALACTOSE

ou

N-ACETYLGALACTOSAMINE

(GLUC-NAC)

0

1

2

3

Ex : Glycophorine, récepteur LDL, Collagène Extracellulaire

# Glycosylation liée à N

Un peu plus compliqué : le motif glucidique comporte plus d’oses (5 au minimum).

Asparagine – NH2 – Gluc-Nac

Asparagine doit être dans une séquence consensus : à proximité d’une Ser ou Thr séparée par

un A.A. quelconque

→ Asparagine – X – Sérine / Asparagine – X – Thréonine

Toutes les asparagines ne sont pas susceptibles d’être glycosylées.

On accroche un Oligosaccharide : chaine ramifiée.

Dolichol = alcool avec une très grande chaine aliphatique (75-80 C) donc un caractère lipophile.

Oligosaccharide transférase = reconnait la séquence Asparagine – X – Sérine/Thréonine.

Dolichol = fabriqué dans le Cytosol, s’insère dans la membrane du RE. Il va être Phosphaté

grâce à une molécule d’ATP (qui devient ADP).

Dolichol = monophosphaté.

Celui-ci va être le site d’attache d’une N-acétylglucosamine (Gluc-Nac) qui est elle-même

phosphatée, qui s’accroche sur le Phosphore du Dolichol (liaison P-P).

→ Cette étape peut être bloquée par un Antibiotique : La Tunicamycine, qui empêche donc

la 2e étape de cette N-Glycosylation.

Si traitement par cet Anti-bio = aucune protéine N-Glycosylée.

D’autres sucres vont être accrochés, une Gluc-Nac non phosphorylée, et 5 mannoses, donc une

minichaine glycosylée de 7 Oses.

Cette mini séquence de 7 sucres va basculer du côté luminal et va se compléter par un certain

nombre de sucres qui vont venir se coller successivement, sur le motif (du côté luminal)

4 Mannose et 3 Glucoses, ainsi se forme une chaine de 14 OSES, via Glycosyl-Transférases.

D’où viennent les 7 sucres venant du côté Luminal ?

Ils arrivent en s’accrochant 1 par 1 à des molécules de Dolichol qui vont les libérer dans la

lumière.

Une fois tout cela fait, les 14 sucres vont être libérés et se fixer sur la séquence Asparagine

cible. On accroche soit 14 soit rien du tout.

Le Dolichol n’est pas transmembranaire !

Bilan dans le RE :

Surtout glycosylation de type N. Pour les glycosylations C et O, les sucres concernés sont

peu nombreux, et rentrent à l’unité, les transporteurs les sélectionnent un par un.

Les sucres sont activés dans la SF par des dérivés nucléotidiques.

# Glycosylation de type C

Intervention d’un mannose qui va s’accrocher sur le carbone de certains Tryptophane dans la

structure Primaire de la Protéine :

Trp – X – X – Trp le premier se trouvant du côté NTER, est le seul à être glycosylé

Accrochage des ancres GPI

GPI : lipide de l’hémimembrane ext du plasmalemme

Le GPI accroche des Protéines de type I transmembranaires, avec NTER luminal, et CTER cytosol,

avec une SS caduque. Généralement elles ont une NTER longue et CTER très courte.

Immédiatement après l’hélice α il existe une endopeptidase qui va cliver la partie NTER. Elle

agit sur un site interne à la protéine.

Libération de la NTER dans le RE. L’hélice α sera détruit.

o Création d’une extrémité CTER sur cette NTER libre

Les GPI sont des récepteurs transmembranaires qui se mettent en place dans le cytosol.

Accrochage Phosphatidyl-inositol, sur laquelle on accroche une glucosamine. Puis phénomène

de Flip-Flop : passe coté Luminal.

Glycosylation de Type N

Ce motif se voit accrocher des sucres, préférentiellement des mannoses, qui étaient en stock

dans le cytosol, sont rentrés via du Dolichol (flip), et transférés par des glycosyl-transférases.

Le dernier composé que l’on accroche est un phospho-éthanolamine qui va donc terminer cette

chaine osidique. Cela va servir de point d’attache à NTER libre de la molécule transmembranaire.

C’est un phénomène de Trans-Peptidation qui permet d’élaborer cette structure.

Après liaison à cette ancre GPI, la Protéine qui était transmembranaire initialement ne devient

plus qu’accrochée à ce lipide. Ces protéines sont donc moins bien accrochées que les

transmembranaires, qui y sont presque soudées, mais presque immobile. Celle-ci va en

revanche pouvoir se déplacer très facilement.

Elles vont être adressées de manière préférentielle, dans des endroits de la membrane riches en

cholestérol, en cavéoline et en sphingolipides.

Métabolisme des Lipides

Participe à la synthèse du Cholestérol. (22 étapes)

Il y a un système enzymatique clé dans cette synthèse, qui a un rôle prioritaire : la HMG-CoA

réductase. Elle est dans la mb du RE, avec site actif coté Cytosolique. Son fonctionnement est

inhibé par l’HMG (HydroxyMéthylGlutaryl), et par les Hypocholestérolémiants, Hypolipémiants …

(médocs)

→ RE participe à la synthétisation de toutes les hormones Stéroïdes, REL (+++)

→ Il y a également les Acides Biliaires du Foie, les sels biliaires.

→ Fonction Principale du RE en rapport avec la synthétisation des lipides mbR : phospholipides.

Fabriqué au sein de la mb du RE (L++). (Essentiellement Glycérophospholipides ++)

Les précurseurs de fabrication de ces glycérophospholipides viennent de la SF.

Lécithine (= Phosphatidyl choline, CF schéma)

Il y a toute une batterie d’enzyme dans la mb du RE, permettant de générer différents

glycérophospholipides à partir de précurseurs de la SF.

C’est ici que l’on fabrique tous les glycérophospholipides qui serviront pour la mb de

Golgi et du Plasmalemme.

Quelques molécules lipidiques néosynthétisées ne vont pas rester dans la mb du RE, mais vont

être arrachées individuellement par des protéines d’échange des Phospholipides. Ce sont des

Protéines soluble, dans la SF, qui vont prendre ces phospholipides et les amener vers des mb

bio qui ne sont pas en continuité (Ex : mitochondrie). Il y a donc importation de ces molécules

lipides depuis leur lieu de synthèse juste que leur lieu d’utilisation : échange.

Autres fonctions

RE (L++) = lieu de stockage pour le Calcium, qui peut pénétrer dans la lumière du RE,

parce qu’il existe une pompe à Ca2+ dans la mb du RE, une ATPase mbR. Une fois dans

la lumière du RE, il va être piégé, grâce à une protéine : la Calséquestrine que l’on

trouve en particulier dans le système Sarcoplasmique (S) des cellules musculaires. Ou

encore la Calréticuline.

Hydroxylation de protéines liposoluble, qui peuvent se lier aux lipides mbR, mais qui

risque d’être, à terme, toxique (médocs, polluants). On leur greffe un –OH, grâce à des

mono oxygénase, comme les Cytochrome P450

Intervention dans le métabolisme du glucose : glucose 6 phosphatase. Enzyme de la mb

du RE. Elle a son site actif tourné coté luminal. Le glucose 6 phosphate pénètre le RE

grâce à une perméase, (transport spé), va être positionné dans la lumière, et l’enzyme

va le déphosphoryler. On obtient donc des molécules de glucose + phosphore. Ces deux

éléments vont repasser dans la SF, par deux perméases spé.

Il existe des perturbations génétiques empêchant le rejet du glucose + phosphate, d’autres

empêchant l’entrée… ce qui entraine des déficits en glucose.

B. L’Appareil de Golgi

1) Aspect Morphologique

Au MO

Très peu de cellules où l’on peut le mettre en évidence.

→ Pour cela il faut le colorer : cobalt

Aspect de petites tubules, petites écailles, petits disques : dictyosomes

(<10 sauf cas spé)

Appareil de Golgi = ensemble des dictyosomes.

Cellules lambda : répartition aléatoire

Cellules sécrétrices : les dictyosomes sont très souvent coté apical

AU MET

Les Dictyosomes : aspect d’empilement de saccules plus ou moins incurvés.

→ Face Trans Concave / Face Cis Convexe

5-6 saccules en moyenne. Limités par une mb unique, lisse.

Les saccules sont séparés les uns des autres de 50 – 200Å

La mb varie de 60 – 80Å (80 = concave, 60 = convexe)

Présence de vésicules périphériques bourgeonnées des saccules.

Ø de 500 – 700 Å et peuvent fusionner en vacuoles (grains de sécrétions).

Au MEB

On peut visualiser de très fines desmoses entre les saccules (continuité anatomique).

Les dictyosomes sont reliés les uns aux autres également.

C’est pour cela que l’on parle de l’Appareil de Golgi, les dictyosomes sont +/- reliés entre eux.

2) Aspect Biochimique

On fait une subdivision topologique des dictyosomes.

Région Cis, Trans et médiane.

→ les propriétés des mb des saccules, l’épaisseur ne sont pas identiques.

CIS : Fine = épaisseur des canaux du RE

TRANS : Epaisse = épaisseur du Plasmalemme

P/L est intermédiaire entre celui du RE et du Plasmalemme.

Bcp de protéines de ces mb sont des enzymes soit membranaires soit luminales.

- Phosphorylation : plutôt Cis

- Clivage mannoses, Accrochage Gluc-Nac, galactose : plutôt Médian

- Sulfatation, Addition Ac Sialique : plutôt Trans

.

3) Physiologie

Il reçoit toutes les prot néosynthétisées au niveau du REG.

Essentiellement des Glycoprotéines.

Ces Protéines peuvent être mbR ou solubles.

→ Protéines Cargo (car transportées au sein des vésicules du RE)

Transport Vésiculaire dans le Golgi

Implique le plus souvent la formation de vésicules recouvertes d’un manteau protéique.

→ deux types de manteaux, trois itinéraires

# REG → Cis Golgienne : manteau COP II

Fabrication de ce manteau est GTP dépendant

Ce sont les petites vésicules qui se détachent du RE (500 – 700Å).

La présence de ce manteau est nécessaire pour détachement des vésicules du RE.

→ Vésicules de Transition

Formation de ce manteau :

Assemblage régulé par une petite Prot G monomérique, très simple.

→ Sar1 (inactive avec GDP, active avec GTP)

Libre dans le cytosol, liée à du GDP et de la GDI (inhibiteur dissociat° Guanine).

GEF (Sec12) : facteur d’échange qui favorise le remplacement GDP par GTP

→ Entraine la liaison de Sar1 à la membrane du RE

GEF = prot associée à la mb du RE

Liaison (Sar1 – RE) possible grâce à un grpmt hydrophobe post traductionnel de Sar1

Sar1 sera le point de fixation d’autres protéines de type COP II (surtout Sec24 et Sec23)

Formation d’un Coatomère via ajout Sec13 et Sec31

→ 5 Protéines différentes donne une unité constitutive : le Coatomère de type COP II

Les Coatomères s’associent au sein de la mb formant le manteau COP II

→ Cela permet la courbure de la mb du RE et ainsi le détachement des vésicules

Ces protéines membranaires possèdent des sites de reco pour les mol° cargo

transmembranaires, souvent glycosylées.

Dans la mb de ces vésicules de transition se trouvent des récepteurs qui permettent le

transport des Protéines Cargo solubles.

Existe également des Prot Cis-SNARE, nécessaires à la fusion de ce syst avec une mb

Aussi de Petites Prot G monomériques : Rab, qui interviennent dans la libération de la

vésicule depuis le RE.

→ inactives avec GDP, actives avec GTP

Une fois la vésicule libérée, elle perd son revêtement pour devenir Lisse.

→ Cette perte du manteau est liée à l’activité GTPasique de Sar1, dont le fonctionnement est

contrôlé par les Sec

La Vésicule fusionne avec les Dictyosomes Cis Golgiens.

Suppression

du manteau

# Golgi → Golgi : manteau COP I

Partie latérale d’une saccule Golgienne (600 – 700Å)

Le manteau est constitué de Prot COP I libres (dont il en existe une dizaine de types)

Généralement, on associe 6 - 7 protéines dans le cytosol (hétéropolymère)

La Fixation de l’hétéropolymère nécessite du GTP, sous la dépendance d’1 petite Prot G (ARF1)

→ Cet ensemble constitue un autre type de Coatomère.

Dans la mb de ces vésicules, existe des molécules de type SNARE, des molécules Récepteurs

L’activation de ARF1 est sous dépendance d’un facteur nucléotidique, mais différent de tout à

l’heure (Sec12). Elle est aussi +/- hydrophobe.

Celui-ci est spé de la mb de l’App de Golgi.

Une fois la vésicule bourgeonnée, elle perd son manteau et va aller fusionner avec un autre

saccule du même dictyosome.

On peut cibler cette petite prot G par une toxine, la Bréfeldine A (toxine fongique), inhibe

l’activation de ARF1 en l’empêchant de lier le GTP.

→ permet de différencier les COP I des COP II, on ne pourra observer que des COP II

# Golgi → REG (flux antérograde, en opposition au vectoriel)

Le plus souvent depuis la région Cis du Golgi.

Manteau de type COP I, donc GTPasique, via SNARF1

Protéines à destinée de la mb du RE.

Glycosylation des Protéines et Maturation des Glycoprotéines

# Remodelage de la glycosylation de type N

Simplification puis « complication ».

Ce sont des transformations séquentielles, et pas toujours identiques selon les Ȼ considérées.

→ Dans chaque type ȻR on va remodeler d’une certaine manière.

# Il existe certaines O glycosylations au niveau du Golgi

Elles ont majoritairement lieu dans les saccules médians.

Elles intéressent aussi bien des Prot solubles que mbR

→ Les sucres viennent du cytosol, importés par des perméases selon un mécanisme antiport.

Sucres sous forme activée (nucléotidique).

Ex : Galactose > UDP-Galactose (+++), rentre via co-transport d’UMP.

L’UDP, vecteur, va se transformer en UMP pour pouvoir ressortir.

Tri des Protéines

Exemple des Protéines Lysosomiales

Quand elles rentrent dans le Golgi, elles ne subissent pas la suppression de 3 mannoses.

En revanche, côté Cis Golgi, elles subissent la phosphorylation d’un ou deux mannoses

(osef lesquels)

La Gluc-Nac transférase reconnait la configuration IIIR de la protéine, et non la IR ou IIR

→ Sceau de signalisation.

Ce Mannose 6-phosphate est une étiquette des protéines lysosomiales.

( sauf Thyroglobuline, précurseur de la Thyroxine )

Le Mannose est un hexose, le phosphate est sur le C6.

Les récepteurs permettant de trier ces Mannoses-6-P sont dans la mb du Golgi.

Saccules de la région Trans, ce sont des récepteurs MPR.

Il en existe deux types majoritaires :

- 46 kDa : Ca2+ dépendant (le plus efficace)

- 215 kDa : NON Ca2+ dépendant

Ce sont des vésicules à manteau de Clathrine mais avec des protéines d’adaptation différentes

de la pinocytose : les AP1 (AP2 pour la pinocytose) GTP dépendant.

On baisse le pH de la vésicule, détachement ligand-récepteur.

Les protéines vont se retrouver dans les lysosomes.

Généralement, ces enzymes ne sont pas immédiatement fonctionnelles, on les déphosphoryle,

puis on les mature pour les rendre fonctionnelles.

Ce mécanisme n’est pas à 100% efficace.

On peut trouver des récepteur mbR au mannose 6 phosphate dans le plasmalemme, ce qui

implique des protéines déversées en extraȻ.

Mucolipidose de type II : (maladie des Ȼ I (à inclusion)).

Dans cette pathologie il y a absence d’enz lysosomiales dans les lysosomes de certaines Ȼ.

(dans les macrophages, les fibroblastes, chondrocytes, ostéoblastes)

Dans les Ȼ sans enzymes, le mécanisme de tri n’a pas pu fonctionner, principalement par

l’absence de l’accrochage du mannose 6 phosphate. On en déduit donc qu’il existe, dans

certains type ȻR, un autre aiguillage possible pour guider les enzymes vers les lysosomes.

Anomalie génétique Fatale !

Exemple des protéines à destinée extraȻ

# Exocytose Régulée / Provoquée

La Ȼ stocke dans des vésicules / vacuoles → Grains de sécrétion

Hormones : hypophysaire, insuline, …

Séquence spé reconnu par des récepteurs situés dans la mb du Trans Golgi qui les borde de

Clathrine.

Implication très probable du Ca2+ lors de l’exocytose

Guidé par des µtubules

# Exocytose Constitutive

La Ȼ sécrète en continu.

Tous les constituants des MEC

Manteau de type COP I

Migration grâce à µtubules

Décharge Ca2+ dépendante.

Exemple de la Séquence KDEL

Un Certain nombre de Protéines issues du RE a éventuellement commencé le transit vers le

Golgi puis font un retour vers le RE.

Ce Trajet nécessite une étiquette chimique spécifique : la séquence KDEL (correspond aux

AA : Lys – Asp – Glu – Leu) en CTER. Toutes ces protéines sont reconnues par des récepteurs

(HERD, du RE) membranaires du 1er Saccule Cis Golgien, puis relarguées en arrière.

→ mvmt via Microtubules : Kinésine (Prot associée) indispensable

Certaines protéines non solubles (mbR) ont une résidence assignée dans le RE = Protéines

résidentes mbR du RE. Elles ont une étiquette au niveau de l’extrémité CTER Cytosolique : un

dimère de Lys appelé étiquette KK.

→ Grâce à cette étiquette, la Prot ne bouge pas de la mb du RE.

4) Autres Rôles

Le Golgi est aussi impliqué dans la synthèse de lipides, plus spécifiquement de

sphingolipides, à partir de glycérophospholipides, au niveau de la face luminale des

saccules Cis et Médian principalement.

Stockage du Ca2+ dans les saccules Golgiens via pompe à Calcium (contre gradient)

Il permet aussi la sulfatation de Prot (solubles comme mbR) au niveau des saccules

Trans surtout, grâce à une sulfo-transférase qui greffe un groupement –SO4 important

pour certaines Prot, comme des Prot de la MEC.

Il permet également l’accroche, coté Trans, de composés protéiques ou de sucres

comme l’acide sialique.

C. Les Lysosomes

1) Morphologie

Au MO

Les lysosomes sont invisibles en MO. Ils sont donc restés longtemps inconnus. On savait qu’il

existait une accumulation d’enzymes de type hydrolases au niveau du cytoplasme mais on ne

savait pas où.

Au ME

On isole des vésicules de 0,2 à 0,5µm de Ø en général.

→ Seules certaines Ȼ possèdent des lysosomes faisant jusque 2µm de Ø.

Il existe des lysosomes inactifs (IR) denses aux e- au centre (donc apparaissent foncés, dû au

nombreuses enz), et des lysosomes actifs (IIR et IIIR).

Il existe une hétérogénéité morphologique des lysosomes.

~ 10%du Vol. intraȻ

2) Biochimie

Les lysosomes contiennent un certain nombre d’enz = hydrolases (utilisent de l’eau pour casser

des molécules). Toutes les hydrolases, soit une 40aine d’espèces, sont toutes d’origine

lysosomiale. Parmi lesquelles des Protéases, des Glycosylases, des ADNases, des ARNases, …

L’intérieur des lysosomes est acide : pH = 5.

→ Pompe à proton ATPasique et Mg2+ dépendant, constituée de plrs polypeptides.

Cette Pompe fait partie des V-ATPases (vacuolaires) : elle génère elle-même son énergie.

La Membrane limitante est :

- Lisse

- Assez épaisse : 60-100Å

- Il existe un matériel glycoprotéique (Lamp1 et 2) formant un revêtement interne :

juxtaposition de domaines Protéiques luminaux glycosylés de la mb, à l‘origine d’une

propriété spé : la mb ne peut pas être détruite par les enz depuis l’int, car les sucres ne

peuvent pas être dégradés.

- Il existe des pompes à proton ATPasiques dans la mb = ATPases protoniques de type

« V » caractéristiques de la mb.

- La perméabilité de la mb est contrôlée : elle ne laisse pas passer les molécules

volumineuses (ANucléique, Lip, Prot, OligoSaccharides) mais est perméable aux

monomères (Nucléotides, AG, AA, …) grâce à des transporteurs : perméases.

3) Physiologie

Hydrolyse Intracellulaire

La fonction principale des lysosomes est la digestion intraȻ : hydrolyse intraȻ de molécules.

# Exemple de Vacuoles Digestives

Il y a d’abord fusion de la vacuole contenant les molécules à digérer avec un lysosome I. C’est

un phénomène très rapide, quasi invisible. On obtient alors un Lysosome II, image de l’activité

des Lysosomes. Toutes mes enz se mettent à dégrader le contenu de la vacuole → image

hétérogène +++

Résultat :

- Les éléments assimilables (AG, AA, nt) peuvent retourner dans le cytosol grâce aux

perméases.

- Les déchets non assimilables s’accumulent temporairement dans les lysosomes

formant des lysosomes III : corps résiduels. Puis rejet en dehors de la Ȼ par exocytose.

Ce phénomène s’observe notamment au niveau des macrophages

→ Autophagie : Phénomène Naturel, contrôlé. Il explique les phénomènes d’involution

(disparition tissus, organes : embryogénèse).

Hydrolyse Extracellulaire

Il s’agit d’un type très particulier d’hydrolyse retrouvé notamment au niveau du TO, via les

Ostéoclastes.

Les Lysosomes I fusionnent avec le plasmalemme de la Ȼ et le contenu du lysosome est expulsé

dans le milieu extraȻ, où les enz digèrent en partie la MEC dont la Matrice Osseuse. Ceci

permet le renouvellement osseux physiologique.

On décrit un phénomène équivalent au niveau des Cartilages grâce à des Chondroclastes.

Autres

Les lysosomes jouent aussi un rôle dans les phénomènes sécrétoires, notamment pour la

thyroglobuline qui est particulièrement digérée dans les lysosomes, phénomène aboutissant à

la formation de thyroxine qui est un dimère de tyrosines (iodées).

Rôle dans la Fécondation où l’acrosome du spermatozoïde est un lysosome géant dans lequel

la fécondation est impossible.

Rôle dans le phénomène d’autolyse d’organes ou involution d’organes décrite notamment

dans l’embryogenèse du rein : le Pronéphros et le Mésonéphros forment des structures

transitoires résorbées par autodigestion. Les lysosomes permettent cela grâce à leur forme

d’autophagosome.

Rôle des Lysosomes pour les défenses de l’organisme contre les agents pathogènes (notamment

au niveau des macrophages) : phénomène non spé, passif. Cependant certaines bactéries sont

indigestes comme par exemple les agents de la typhoïde (Salmonelle), de la peste (bacille de

Yersin), d’autres encore peuvent s’y multiplier comme la tuberculose, de la lèpre, les

Protozoaires, la Leishmaniose (= Kala azar)

4) Pathologies

Conséquence d’une rupture de la mb qui limite l’organite, aboutissant à une destruction de la Ȼ

par libération des enz lysosomiales dans le cytoplasme. Il s’agit le plus souvent d’une rupture

mécanique, provoquée par une impossibilité de dégrader ce qui se trouve dans le lysosome II,

conduisant à son accumulation.

On distingue 2 Situations :

- Les éléments Organiques non dégradées

- Les éléments Minéraux

# La Goutte : éléments Organiques non Dégradés

A l’origine, il y a altération du métabolisme de l’Azote et de l’acide urique, menant à la

formation anormale d’urate de sodium qui s’accumule dans le liquide synovial.

Les Leucocytes de phagocytent ces cristaux d’urate de sodium, mais ne parviennent pas à les

dégrader du fait de l’absence, dans l’espèce humaine, d’urate oxydase. Les cristaux sont donc

inclus dans les lysosomes II qui deviennent alors corps résiduels (Lysosome III).

L’accumulation des cristaux altère progressivement la mb limitante qui se rompt et libère les

enz lysosomiales dans les Ȼ. Ces dernières meurent. Des macrophages affluent pour venir

résorber les débris ȻR mas eux non plus ne peuvent dégrader l’urate de sodium et finissent par

être détruits : on observe ainsi le déclenchement d’un processus inflammatoire qui

s’autoentretient.

# Éléments Minéraux ou Métalliques

Ce sont par exemple les cristaux de silice (→ silicose) ou des fibres d’amiante (→ asbestose)

inhalés qui s’accumulent dans les alvéoles pulmonaires, sont phagocytés par les macrophages

sous-jacents. Leur digestion est impossible, ils s’accumulent dans les lysosomes III jusqu’à

rupture de leur mb puis destruction de la Ȼ.

# Maladie de Tay-Sachs

Déficit d’une enzyme lysosomiale : l’héxoaminidase A, protéine dimérique formée de deux

chaines α et β, par absence de la synthèse de la chaine α (Chromosome 15).

Cette enzyme est censée dégrader des Gangliosides GM2 mais, en son absence, cela est

impossible. Il y a donc accumulation de GM2 dans les membranes des neurones causant des

désordres dans le SNC, avec une mort des individus assez rapide (~ 5ans)

# Maladie de Sandhoff

Même pathologie, mais cette fois, c’est la chaîne β qui est absente : (Chromosome 5)

# Mucolipidose de type Π

(maladie des cellules de type I) vu précédemment : anomalie de la Gluc-Nac phosphotransférase

# Maladie de Gaucher

Déficit en β Glucocérébrosidase : accumulation des glucocérébrosides.

# Anomalie des Perméases

Anomalie de Transit à travers la membrane au niveau des perméases lysosomiales, entrainant

une surcharge lysosomale (= Thésaurismose).

o Cystinose (Accumulation de Cystine)

o Maladie de Nieman-Pick (accumulation de Cholestérol : plus de perméase spé

cholestérol)

IV. Le Noyau Interphasique A. Morphologie

Entre 5 – 20 µm, en général ovoïde, parfois très allongé (fusiforme).

Certaines Ȼ sont anucléées (Hématies)

1) Au MO

Colorants de type Basique (car structure Acide)

On distingue l’enveloppe nucléaire, et l’intérieur du noyau : le nucléoplasme dans lequel on

trouve deux éléments :

- Chromatine (ADN + Prot)

- Nucléole (ARN + Prot)

2) Microscopie Electronique à Transmission

Enveloppe nucléaire

Deux membranes, qui sont des différenciations du REG

Externe : avec le cytosol

Interne : avec le nucléoplasme

50-60Å d’épaisseur (comme le REG)

Entre les deux mb : espace péri-nucléaire de 200-300Å (continuité lumière du REG)

Membrane dite « Externe » : peut porter des ribosomes, elle joue donc un rôle dans la synthèse

de Prot, et le positionnement de Prot de cette enveloppe

Mb dite « Interne » : jamais de ribosomes

Il existe des relations de cette enveloppe nucléaire avec le reste du hyaloplasme : filaments

intermédiaires.

Filaments Interm, nucléoplasmiques (Laminines) : constituent une couche Prot sous-jacente à

la mb interne. Elle varie entre 150-600Å et est appelée Lamina, interrompue de temps en temps

par des pores simples (trous) ou complexes (anatomie + complexe, Majoritaires). Leur nombre

varie en fct de l’état physiologique et des Ȼ.

Pores : ~1200Å

Trous encombrés par qqch : comme pour limiter les échanges.

En fait, favorisation de certains échanges via ces encombrements.

Existe deux anneaux au niveau de ces pores : anneaux périphériques.

L’un du côté cytosolique, l’autre nucléoplasmique, constitués de 8 éléments régulièrement

répartis.

De ces anneaux vont partir des bras (desmoses): 8 qui vont relier ces anneaux à une structure

cylindrique centrale nommée transporteur central (ø 400-600Å)

Projections protéiques vont partir de ces anneaux :

- Nucléoplasmique : petit anneau protéique supplémentaire, d’où partent encore des

filaments protéiques. Ce petit anneau va être relié à l’anneau périphérique

nucléoplasmique également par des bras (desmoses)

Le Nucléole

Il y en a un voire deux.

Pas organite : dans le cytosol. Masse spongieuse.

3 régions : 2 fibrillaires & 1 granuleuse

1Fibrillaire claire et 1 sombre

Claire : quantitativement peu importante : très fines fibrilles (fibres d’ADN + Protéines)

Centre fibrillaire du nucléole, centre organisateur. Essentiel.

Sombre : ARN + Protéine : fibrilles de Ø 40-80Å et 200-400Å de long

Produit de transcription de la zone fibrillaire claire

Granulaire : jeune ribosomes 150-200Å de Ø

!! Les Acides Nucléique + protéine est visible, mais l’ADN seul ne l’est jamais. !!

B. Biochimie

1) Enveloppe Nucléaire

P/L > 2

Beaucoup de glycoprotéines et beaucoup d’enzyme

Parenté morpho et Biochimique avec la mb du RE.

Parmi les protéines, certaines sont plutôt localisé dans la membrane dite externe :

glucose-6-phosphatase, Cytochrome C, pompe à Ca2+

Mb interne : riche plus faible en protéine : canaux calciques (différents).

Ils permettent au Ca de sortir de l’espace périnucléaire et de retourner dans le Cytosol.

Lamine : uniquement protéique, composée de 3 protéines filamenteuses liées les unes aux

autres.

Lamina A, B et C. (comprises entre 65-75 kDa)

Même gène qui code les trois. Lu entièrement = A, partiellement = B ou C → épissage.

Teneur en Lamine A et C est variable en fct° des types Ȼ et du stade de dvlpmt.

Subissent une modif post-traductionnelle : ajout queue hydrophobe : grpmt farnésyl (15C à

l’extrémité CTER), accrochage des Lamines à la mb interne de l’enveloppe nucléaire via

récepteurs.

Ces récepteurs sont de trois types : 3 Prot Trans mbR

LAP1, LAP2 et LBR.

Les deux premières peuvent fixer toutes les Lamines, alors que la LBR n’est récepteur que de

la Lamine B.

2) Pores

150-200 espèces de protéines différentes → Les Nucléoporines.

La moitié est connue

Elles sont indispensables aux échanges Nucléo-cytosoliques.

→ Si l’on fabrique des Ac vs nucléoporines, il n’y a plus aucun échange !

Toutes ces protéines sont synthétisées sur les ribosomes libres du cytosol, ce sont des protéines

O Glycosylées (majoritairement).

Certaines d’entre-elles sont des protéines transmembranaires (minorité). Certaines de ces

protéines possèdent des domaines de fixation pour l’ADN, l’ARN, des Histones.

Les Pores sont essentiels au transport noyaux-cytoplasme et inversement.

Si l’on fabrique des Ac contre les nucléoporines, (espèces protéique des pores) alors tout

échanges noyau-cytosol et inversement est abolit.

C. Physiologie

1) Enveloppe Nucléaire

La mb dite interne portes des récepteurs aux histones associés à l’ADN.

→ Joue un rôle (comme les lamines) dans le positionnement des chromosomes pendant

l’interphase.

2) Pores

Règlent les échanges noyau-cytosol et inverse.

Le nombre de pore peut varier en fct de l’amplitude de ces échanges.

Dans une cellule banale (hépatocyte) 3000-4000 pores.

Ce nombre peut varier au cours de la vie de la Ȼ.

Les pores sont des structures dynamiques.

Au minimum : 1-2% de la surface nucléaire et jusque 25% dans certains cas.

Plusieurs types d’échanges :

# PASSIFS

Au niveau des canaux latéraux des pores complexes (espaces délimités par les rayons unissant

les anneaux périph à la formation centrale)

Sont transportées des petites molécules (<40kDa).

Surtout les ions, les AA isolés, les mono- di- saccharide, des nucléotides.

# ACTIFS

Par l’intermédiaire du transporteur central

1- Fixation des éléments à transporter.

Indépendant de l’énergie. Sens du transport : selon le gradient de concentration

2- Translocation

ATPdépendant

Transport ARNm, ARNr, pro-ribosomes, ARNt

Échange cytosol – Nucléoplasme :

Exclusivement des protéines fabriquées dans le cytosol au niveau des ribosomes libres dont la

destination est le nucléole (séquence NLS) comme des enzymes, des histones, ADNH,

récepteurs protéiques qui fixent les hormones stéroïdes, protéines qui constituent les ribosomes.

Cargo NLS = protéine à destinée nucléaire

Iα = Importine α

Iβ = Importine β

CAS = Récepteur d’exportation

Ran GTP = Protéine G

Etiquette d’adressage de type NLS : petite séquence 5-8AA basiques et chargés positivement.

Etiquette normalement masquée qui, va être démasqué une fois dans le nucléoplasme.

Reconnu par des facteurs cytosoliques : qui le reconnaissent, le démasque puis jouent le rôle de

facteurs de transport.

NSL-BP (lier à ces étiquettes)

Complexe NLS-BP : constitué de plrs protéine : importine-α (reconnait séqunce NLS =

adaptateur), qui sert de liaison à l’importine-β (récepteur d’importation également).

La translocation qui se fait via ces pores nucléaire implique des interactions entre des

nucléoporines et ce complexe (surtout Iβ) : ATPdépendant.

Dans le nucléoplasme se trouve une petite protéine G (monomérique), souvent libre dans la SF,

ainsi, la Ran est libre dans le cytosol, et est active couplée à du GTP. Grace à elle, l’importine-

β va se dissocier de l’α et du Cargo, puis, ressortie de la Ran dans le cytosol avec la Iβ.

Molécule CAS : récepteur d’exportation.

Importine-α avec le complexe CAS et la Ran vont migrer dans le cytosol, seule la protéine

Cargo-NLS reste dans le Nucléoplasme.

Jamais d’hydrolyse GTP !

3) Transcription de L’ADN

Genèse des ARN ribosomiques.

Au niveau des Organisateurs du Nucléole : gènes pour ribosomes

ARNr : Grande sous –unité (28S ; 5S ; 5,8S) et petite (18S)

Fabriqués en partie dans le nucléole au niveau de la Zone fibrillaire claire car gène précurseur

de 3 de ces espèces moléculaire.

Entre 1 et 10 millions de ribosomes fabriqués dans la vie d’une Ȼ.

→ entre 30 et 50 copies des gènes codants pour ces ARN par chromosomes

Unité de transcription : 13k pb, transcrite d’un seul bloc et répétition (x3200). Gènes codants

pour ARNr : petite groupes sur chromosomes 13, 14, 15, 21, 22 (acrocentriques). Ces ch sont

tous au niveau organisateur

Redondance : présence sur plrs ch → permettant un grand nombre de copies

Une unité de transcription : 45S va générer les 18 ; 5,8 ; 28S

Découpage de l’unité en ne gardant que les parties codantes (CF poly) : épissage et maturation

45S.

Dans la SF : association des protéines ribosomiques (rentrent via NLS)

Maturation pour générer partie de la grande sous-unité

Association à d’autres protéines

5S : Origine Extranucléolaire → existe un gène codant pour ARN 5S, répétition sur le Chr 1

en particulier ~2000 copies de 5S (+++ sur chr 1)

Utilisation d’ARNp différents pour transcrire ARN : 3pour 5S

Dans la partie Granulaire : il existe des pré-ribosomes (synthétisés), par exportation → SF

Quand transcription lit promoteur :

- 45S : promoteur dans intercalaires (non transcrits)

On peut orienter le gène : petite ramification = transcription en début du gène ; plus grande =

fin du gène.

Même sens de transcription au niveau des répétitions des gènes.

La genèse des ramifications du précurseur 45S est possible grâce à l’ADN polymérase I.

Chaque gène est transcrit quasi simultanément un grand nombre de fois.

V. Les Mitochondries

A. Morphologie et Biochimie

Organites limités par des systèmes membranaires

Forme de bâtonnet (0.5µm par 1-7 µm)

Cellule banale de type hépatocyte : plrs 103 (20% du vol. ȻR)

Localisées de façon très spécifique pour certaines Ȼ (spermato (base flagelle), sinon réparties

de manière homogène.

Après avoir fixer les cellules :

- Seuls organites limités par deux membranes : ext. et int.

- Intérieur des mitochondries = matrice

1) Biochimie :

Membrane ext : - Possède en grande quantité une catégorie de protéine : porines (induit perméabilité

extrêmement élevée de cette membrane aux molécules < 10kDa)

→ Composition cytosol et espace intermembranaire quasi identique

- Présence également de Cytochrome de type B5

- 70 Å d’épaisseur

- P/L = 1

Membrane int : - 5 fois plus grande que externe : replis avec aspect de crête ou de sections cylindrique :

tubules (endocrines)

- Un peu moins épaisse

- P/L : 3 (bcp de protéines, surtout fonctionnelles)

- Lipide Particulier : Cardiolipine [Diphosphatidyl-Glycérol] (20% des lipides de la mb int)

présent dans toutes les mitochondries de ttes les Ȼ

- Peu perméable, donc nombreux transporteurs spécifiques : acide di-/tricarboxylique

(ADP, ATP), AG [sous forme Acyl-CoA], Pyruvate, Glutamate, ions phosphates.

Globalement imperméable donc. Elle s’oppose à la diffusion des ions, par exemple.

- Totalement Perméable à l’O2 , CO2 , H2O

Espace intermembranaire : - Très étroit, de 60-80Å

- Zones d’accolement entre les deux mb. Ces zones permettent l’importation de Prot du

Cytosol, nécessaires à la division des mitochondries.

- Riche en H+, riche en Kinases

Matrice - Existe de très nbrs prot, solubles (++)

- Cycle de KREBS (β oxydation des AG, via catalase, dismutase (hélices de Lynen))

- Eléments figurés : Mitoribosomes (180-200Å), avec une même fonction que les

cytoribosomes. Ils ont deux sous-unités : 30-40S (dans laquelle on trouve que des 12S)

et 40-60S (dans laquelle on trouve que des 16S).

Ce type de ribosome rappelle bcp les ribosomes des bactéries.

- Grains denses : accumulation d’ions bivalents (Phosphates de Ca et de Mg)

- Information génétique, non visible. ADN bicaténaire et circulaire. Au moins une

molécule, jusqu’à une dizaine (la même en plrs exemplaires)

ADN de 5µm de longueur (non négligeable), et 16 kb.

L’info génétique est totalement différente de l’ADN nucléaire. Les gènes sont linéaires

(pas d’introns).

La duplication de l’ADN des mitochondries se fait en dehors de la phase S et n’est pas

synchrone pour toutes les mitochondries.

o 13 gènes d’ARNm (Prot spé de la mitochondrie)

o 22 gènes d’ARNt

o 2 gènes d’ARNr

Si on isole la membrane interne, et que l’on la colore avec une « coloration négative » on voit,

du côté matriciel, des structures sphériques d’environ 90Å de diamètre très nombreuses avec

une activité ATPasique (genèse d’ATP).

Ces particules élémentaires sont également appelées des ATPosomes.

B. Physiologie

Respiration Cellulaire : Dégagement de CO2 et

d’H2O et consommation d’O2

Production d’énergie : Phosphorylation dite « Oxydative »

- Accrochage de phosphore sur l’ADP pour former de l’ATP

- Intervention très indirecte de l’Oxygène (pour les organismes vivant en Aérobiose)

Qui n’est jamais qu’un accessoire dans cette phosphorylation.

Oxydation de certaines molécules organiques, pouvant générer de l’ADP.

Déshydrogénation de ces molécules, PAS D’OXYGENE !

H2 → 2H+ et 2e-

3 Classes sur les quatre sont à l’origine de cette production d’énergie : Glucides, lipides,

Protéines OUI, mais pas les acides nucléiques

Fabrication de donneur primaires d’électrons

NADH,H+ et FADH2 - H2 (2H+ et 2e-)

→ NAD+ et FAD

Donneur d’électrons à un ensemble de mol de la mb int de la mitochondrie : la chaine

respiratoire

Ce sont soit des transporteurs uniquement d’électrons, soit d’électrons et de protons.

Le résultat de cette chaine de transport permet la genèse d’ATP

1) Production Énergie

Phase Hyaloplasmique

Transformation des aliments : glycolyse (en absence d’oxygène = anaérobiose).

- Tous les Glucoses aboutissent à la production d’Acide Pyruvique

- Lipides décomposés en alcool et AG. Seuls les AG sont intéressants pour la production

d’NRJ : pénètrent les mitochondries via CoA, sous forme Acyl-CoA

- Protéines donnent AA, puis désamination → Ac Pyruvique (principalement)

Phase mitochondriale

Acide pyruvique + Acyl-coA

Carnitine transférase permet aux Acyl-CoA de pénétrer la mitochondrie

Acide Pyruvique dans la Matrice mitochondriale :

Décarboxylation et oxydation en présence de CoA par une décarboxylase-déshydrogénase

→ Donne CO2 + NADH,H+ + Acétyl CoA

L’Acétyl-CoA subit le cycle de Krebs et fini par fabriquer du CO2 du NADH,H+ et FADH2

Genèse de donneurs primaires d’électrons : NADH-H+ et FADH2

NADH,H+ → NAD+

FADH2 → FAD+

Dans la mb interne :

Chaine de transporteur d’électrons et de proton, qui va finalement générer en réaction finale

l’ATP. 5 complexes moléculaires impliqués dans la genèse de l’ATP

C I : NADH-Ubiquinone-Réductase

Complexe le plus volumineux : occupe la totalité de la mb interne

40aine peptides : la Flavoprotéine FMN (FlavoMonoNucléotide), Ubiquinone…

CoEnz Q (ou ubiquinone) associée à ce cplx

C II : Succinate-Ubiquinone-Réductase

Fait partie du cycle que Krebs.

10aine de protéine dont une enzyme : FAD (Flavine AdénineNucléotide), qui est celle

qui fait partie du cycle de Krebs, avec au moins 8 Prot essentielles à sa fct°

C III : Ubiquinone-Cytochrome C-Réductase / B-C1

12 protéines dont des protéines fer-soufre, également des Cytochromes (en

particulier des Cytochromes B et C1)

Il est sous forme homodimérique dans la membrane interne

C IV : Cytochrome C-Oxydase

Transmembranaire, dépasse des deux cotés.

13 peptides : Cytochrome A, C, A3 et présence d’atomes de Cuivre

Sous forme d’homodimère

C V : ADP-Synthase (ou Synthétase)

Seul complexe visible morphologiquement, via la coloration négative

Ce sont donc les ATPosomes

Deux fragments : FO et F1 (O → pas zéro)

o FO : canal transmembranaire de la mb interne

o F1 : tête sphérique

FO : sensible à un antibio : Olygomycine qui empêche la fabrication de l’ATP

Constitué par 3 protéine majeures : A, B, C (1A, 2B et 9-12 C formant une

couronne, qui est le canal transmembranaire)

S’associe à FO le petit peptide OSCP (190 AA) conférant la sensibilité de FO à l’antibio

F1 : 5 protéines majeures différentes : 3 α, 3 β, 1 γ, 1 δ, 1 ε

β = site catalytique de F1

Petit peptide F6 fait un pontage intime entre FO et F1

Globalement, on fabrique plus de

NADH,H+ que de FADH2

On peut commencer à fabriquer de l’ATP en initiant le flux électronique soit au niveau du

complexe C I. soit directement au C II.

Echange d’électron de la forme réduite d’un couple redox à la forme oxydée d’un autre couple.

Deux voies possibles :

NADH-H+ : les électrons vont être donnés par couple et captés par le complexe C I qui

les donnera au complexe C III, puis au C IV et ressortiront dans la matrice.

FADH2 : les deux électrons vont directement au C II puis au C III puis au C IV puis

dans la matrice. (trajet plus court)

L’oxygène de la matrice va capter le surplus d’électrons et pourra s’associer à deux protons

pour donner de l’eau.

A certains niveaux, lorsque l’on transfère des électrons, il y a transfert de protons.

Lorsque deux électrons sont captés, il y a transfert de 4 protons en moyenne.

Lorsque les électrons passent au C III, de nouveau 4 H+

Lorsqu’ils arrivent au C IV : transfert de 2 protons

On réduit donc le pH dans l’espace inter-mbr

Si on commence par le complexe I : 10protons

Si complexe II : 6 protons

Les protons vont de nouveau rentrer dans la matrice via le canal transmembranaire du complexe

V (FO) qui sera couplé à formation d’ATP : 3 protons = 1 ATP (en moyenne)

C’est une succession d’oxydo-réduction : transfert d’électrons de molécules réduites vers

molécules oxydées.

Couples Redox.

En fonction du potentiel d’oxydoréduction de chaque couple.

Les potentiels redox les plus forts sont les C I, les plus faibles : l’oxygène

Bloquer le transfert d’électrons au niveau du C I

Roténone (insecticide végétal)

Amital (barbiturique)

Blocage C II

Ac Malonique (inhibiteur de la Succinate déshydrogénase)

Blocage C III (B-C1)

Antimycine de type A (antibio)

Blocage C IV (bloque le relargage des électrons dans la matrice)

CO (anhydrine carbonique)

CN- (ions cyanure)

Blocage C V

Acide bongkrékique (Antibio)

Atractyloside (toxine végétale)

Olygomycine pour FO

Flux de protons est couplé à une phosphorylation d’ADP en ATP.

Quand les 3 protons traversent le fragment FO, on considère que FO est l’équivalent d’un rotor,

qui serait un rotor biomoléculaire. Ainsi, on fera tourner la couronne des éléments C, puis γ.

Ce mouvement va se transférer au unités β et permettre la phosphorylation de l’ADP en ATP

car les β sont capables de lier à la fois du Phosphore (Pi) et de l’ADP.

Donc, on peut bloquer la production d’ATP avec de l’Olygomycine, en bloquant FO.

La Mitochondrie génère de l’ATP voué à retourné dans le cytosol de la Ȼ.

Il faut donc que de l’ADP rentre dans la mitochondrie et que l’ATP sorte.

Il y a un transporteur commun aux deux dans la mb interne, avec une stœchiométrie 1-1

(cotransport de type antiport).

C’est une protéine qui la la plus représentée dans la mb int. on estime sa quantité à 6-10% de

ttes les Prot de la mb interne.

Ses inhibiteurs sont : l’Actractyloside, l’Ac Bongkrékique

Système symport de pénétration des Protons et des Phosphates dans la matrice.

2) Autres Fonctions

Grains denses : accumulation d’ions bivalents.

Accumulation de certains métaux. Dans les tissus producteurs d’hormones stéroïdes : souvent

association des mitochondries et REL → échanges importants entre ces deux organites.

Ces deux organites participent à une même chaîne de synthèse : synthèse des stéroïdes.

VI. Le Squelette Cellulaire

Les cellules ont une forme particulière (fusiforme, arrondie, …), grâce à des éléments

protéiques, nommés squelettiques, apportant une notion statique.

Ces mêmes éléments squelettiques, sont impliqués dans des effets dynamiques.

Tous les mouvements qui intéresse tout ou partie de la cellule implique donc le cytosquelette.

A. Le Cytosquelette

1) Les Éléments constitutifs

Toujours des éléments de Nature Protéique, qui sont filamenteux, allongés.

Il existe plusieurs types de filaments dont la distinction se fait sur ces critères :

Taille (MET)

Morphologie (MET)

Composition Chimique (tous de nature protéique)

Les Microfilaments d’Actine

Les éléments les plus petits.

Ø : 60-70 Å → Actine de type F

Paraissent compacts : polymérisation d’Actine uniquement, qui sont des Protéines Globulaires

(Actine G) : sphère aplatie (42kDa)

L’Actine G (monomère) se polymérise pour donner de l’Actine F (polymère)

→ On

repère une dépression centrale, permettant la fixation d’ATP/ADP sur cette Prot G, nécessaire

à sa polymérisation, mais elle n’est pas ATP dépendant stricto sensu.

Dans un filament d’actine F, on a 13 molécules par demi-tour d’hélice, sur 360Å

Actine G : abondante dans toutes les cellules (5% des Protéines totales en moyenne)

[20% myocytes]

Actine G de type α, β, γ

α majoritaire dans les Cellules Musculaires : 4 isoformes tissus spé (une des MStSq, une des

MC, une des ML des vx sg et une des ML autour des intestins)

β et γ sont dans les cellules non musculaires.

Ces 6 molécules sont très très fortement apparentées : Famille Multigénique (6 gènes codants)

Les Protéines G sont des protéines où il existe plusieurs sites :

Pour les ions bivalents (Ca2+, Mg2+)

Pour l’ATP (accrochage et lyse)

4 autres sites permettant d’accrocher d’autres Actine G

L’Actine G est aussi considérée comme une enzyme : ATPase

Les protéines G sont Dynamiques et Polarisées.

Décoration avec HMM → Polarité (MéroMyosine Lourde)

Cela donne une polymérisation en « tête de flèche ».

Le coté en point de flèche donne la polarité dite - à l’opposée on a l’extrémité +

La polymérisation nécessite la présence de Magnésium.

Au cours du temps, lorsqu’un filament s’est fabriqué, il va être perpétuellement renouvelé (turn-

over) → Aspect dynamique.

Extrémité où la polymérisation beaucoup plus rapide qu’à l’autre : 5 à 10 fois plus vite

o Côté + il y a plus d’ajouts que de retraits

o Côté - il y a plus de retraits que d’ajouts

Boules porteur d’ATP se polymérisent beaucoup plus vite qu’avec ADP.

Extrémité + → ATP

Extrémité - → ADP

Une fois que les boules sont associées, celles qui possédaient de l’ATP hydrolysent leur ATP

en ADP. On a donc toujours des boules d’Actine G portant de l’ADP, sauf aux extrémités.

L’intégrat° n’est pas ATP dépendante, simplement la lyse est conséquence de la polymérisat°

Habituellement, dépolymérisation/polymérisation se compensent → on a un état stationnaire.

Si on traite les Ȼ par des Cytochalasines (B ++) on va empêcher la polymérisation, induisant la

disparition du filament via sa dépolymérisation qui continue.

A l’inverse, avec des Phalloïdines on inhibe la dépolymérisation.

Lorsqu’il vient d’être fait, sa longueur de varie pas, il reste stable avec une longueur constante

La polymérisation/Dépolarisation In Vivo se fait en fonction de la concentration en monomères

d’actine G (seuil).

En rapport avec la genèse : organisent les microfilaments entre eux. Pour faire des

motifs plus compliqués. (A.B.P. Actine Binding Protein)

Il existe des protéines qui vont s’attacher aux monomères d’Actine G (Thymosine

[inhibe formation monomères], Profiline [stimule la polymérisation, en favorisant la

transformation de l’ADP en ATP des actine G])

Ce sont des molécules présentes in vivo, de manière physiologique dans la Ȼ.

En rapport avec l’organisation : s’attachant aux MF d’actine F.

La Caldesmone : maintien, stabilise les microtubules.

L-’α-Actinine : Se fixe aux extrémités positives et créer faisceaux parallèles « larges ».

La Fimbrine (&Villine → µvillosité entérocytes) : faisceaux parallèles « serrés ».

La Filamine : réseau d’Actine F ( - fréquent)

La Gelsoline fragmente les Microfilaments (MF) en présence de Ca2+

Organisation : Protéines d’attachement des MF au plasmalemme

Vinculine (Ubiquitaire)

La Spectrine (Hématies)

La Dystrophine (Muscle Squelettique). [Mutation de cette protéine = myopathologies]

Protéines impliquées dans les mouvements cellulaires

La Myosine II : contraction musculaire

La Myosine I : Transport des vésicules intracellulaires (toutes cellules)

Les Microtubules

Sont beaucoup plus Gros : petits tubes en section transversale 250Å

Creux : paroi de 50Å

Coloration négative (visualisation des virus) sur les microtubules = paroi discontinue de 13

éléments constitutifs : 13 Protofilaments légèrement décalés les uns par rapport aux autres.

Constitués principalement de tubulines (protéines) :

- α (ubiquitaire : toutes les cellules) 5 isoformes

- β (6 isoformes, dont une hématopoïétique, et une SNC)

- γ (moins répandue, ubiquitaire)

1 Protofilament : toujours autant d’α que de β : hétérodimères de tubuline α-β.

Genèse Protofilament : sens longitudinal.

Ce sont des protéines globulaires (stéréochimie, notion de site)

Le dimère α-β = 80Å

α : site GTP irréversible : toujours du GTP sur α

β : site GTP réversible : peut être hydrolysé et devenir GDP

D’autres sites : notamment pour des protéines antimitotiques comme la Colchicine qui

s’accroche sur un site commun à α et β, empêchant le dimère de s’associer.

Également la Vinblastine, qui s’accroche d’un côté ou de l’autre du dimère, empêchant à son

tour la polymérisation.

Microtubule : organisation polarisées et Dynamiques :

Dynamique : dépolarisation des α et β aux deux extrémités en permanence, et

polymérisation permanente également.

Extrémité + (plus de polymérisation : 2fois + vite)

Extrémité -

Polarité induite

Présence de GTP sur β favorise la polymérisation. ( ← Hétérodimère GTP)

La lyse du GTP en GDP n’est pas nécessaire pour la polymérisation, mais accélère le processus

(qui n’est donc pas NRJ dépendant !)

Lors de la Genèse : Hétérodimères GTP aux deux extrémités (temporaire)

Tous les hétérodimères du MT constitué sont GDP

Abondance Hétérodimère Cytosol = polymérisation

Inverse : dépolarisation

Concentration seuil !

La tubuline γ se trouve UNIQUEMENT au niveau de la Coiffe, mais n’entre pas dans le

processus de polymérisation

On définit des protéines associées au MT : MAPs

Bien plus nombreuses que pour les MF : jusque 20% de protéines autres que tubulines.

Stabilisation / Assemblage (= Structuration)

MAPs type 1 : Organisation des MT dans Axones / Dendrites neurones (faisceaux)

MAPs type 2 : Organisation des MT sur Dendrites + / et Gliales (car bcp MT)

Protéine TAU : la plus abondante dans les cellules Nerveuses : accélère la

polymérisation des Hétérodimères et réticules les MT en faisceaux très serrés.

[parfois responsable disfonctionnement cérébraux]

Déstabilisation / Désassemblage

Kataline : fragmente les MT (ATP dépendant)

Motrices Guident les déplacements des MT dans nos Cellules

Kinésines : Tétramères, hétéropolymères de 2 chaines lourdes à activité ATPasique, et

2 chaines légères

Des extrémités – vers les extrémités +

Dynéines : hétéropolymères de chaines lourdes ATPasiques (2-3 pour les dynéines

ciliaires et 3 pour les cytosoliques) et un nombre variable de chaines légères (7 pour la

cytosolique)

Des extrémités + vers les extrémités –

Colchicine considérée comme l’antimitotique qui limite la division cellulaire le plus

anciennement connu. D’origine naturelle. Elle empêche la polymérisation des microtubules en

se liant aux dimères de tubulines α et β sur un site commun. (fabriquée au niveau colchique)

Nocodazole (produit de synthèse) qui joue le rôle de la colchicine

Vinblastine, Vincristine : Hétérodimères en réserves dans le cytosol vont s’assembler pour

former des oligomères mais pas de polymérisation : oligomérisation : pas de croissance des

microtubules. Se fixe sur α ou sur β.

Le Taxol : anticancéreux en inhibant la multiplication des cellules. Vient d’un arbre : l’If. Se

lie à la β en bloquant l’aspect dynamique des microtubules. Provoque l’assemblage d’une

fraction importante de tubuline cytosoliques, sans entrer dans la croissance microtubulaire.

Les Filaments Intermédiaires

Structure filamenteuse de Nature Protéique dont le diamètre est intermédiaire entre microtubule

et microfilament 80-100Å. Sont tous constitués de protéines de type fibreuses, contrairement

aux tubuline / Actine G qui sont globulaires.

50aine de gènes fabricant des protéines de ce type : superfamille génique. Forte Homologie de

séquence : ont des caractères communs. La longueur de ces protéines peut varier mais il existe

une région centrale homologue pour tous les filaments intermédiaires, d’environ 300 AA.

Région N et CTER sont variables et caractéristiques de chaque filament.

Protéines capable de s’auto-assembler par deux : dimères de protéines, qui se font par

enroulement depuis la région centrale. Longueur moyenne 500Å.

Ces dimères surenroulés peuvent s’associer par deux, pour constituer des tétramères : propriété

intrinsèque. Léger décalage d’un dimère par rapport à un autre : dans le sens longitudinal.

Association inversée le premier dans le sens N-C, le deuxième C-N. Avec un encombrement

spatial de 30Å de diamètre environ.

Ce tétramère constitue un Protofilament, qui vont pouvoir s’associer les uns derrières les autre :

à la queue-leu-leu.

Filament intermédiaire = 8 Protofilaments (comme la réglisse)

# Plusieurs classes de filaments

Classe 1 : kératines acides

(cytokératines : intracellulaires avec une dizaine d’isoformes). PM de 40-47 kD

Différente des kératines extracellulaires type cheveux, ongles etc…

Classe 2 : Kératines neutres basiques : PM 53-70 kD

Filament de kératine = mélange de ces deux classes de kératine dans une stœchiométrie

strictement identique, déjà au niveau dimère.

Ces filaments de kératines sont abondants au niveau des cellules épithéliales, plus

particulièrement d’origine épidermique, (aussi hypodermique)

Classe 3 : Vimentine (54 kD) synthétisée transitoirement dans tous les tissus

embryonnaires. Chez l’adulte, ils ne sont plus fabriqués : les gènes les synthétisants ne

s’exprime que dans les tissus mésodermiques.

Dans les cellules que l’on peut cultiver, si elle est d’origine endodermique, alors elle se met à

ré-exprimer la vimentine.

Protéines apparentées : très proches vimentine :

o Desmine (muscle) relie les myofilaments entre eux au niveau des stries Z et du

sarcolemme.

o GFAP : protéine fibrillaire acide dans les cellules gliales (astrocytes)

o Périphérine : neurone du SNP

o Plasticine : cellules rétiniennes

Classe 4 : Neurofilines (61-200kD) : neurofilaments des neurones du SNC et SNP

Neurofilaments légers, lourds et moyen : lié à la grande variabilité du poids

Internexine : neuroblastes seulement : pendant le développement

Classe 5 : Nestine : neurones embryonnaire : tube nerveux du SNC : neuroblastes

Classe 6 : Lamines (A, B, C) : filaments nucléaires : nucléosquelette (7 isoformes)

Protéines associées :

Filaggrine : pontage des Filaments Intermédiaires (FI) de kératines faisceaux.

Plectrine : Capable de s’associer sur différents FI : rôle non déterminé

On considère que tous les FI sont des éléments qui sont relativement stables : pas cette notion

de turn over perpétuel, comme pour les Microtubule ou les myosines. Ce qui ne veut pas non

plus dire qu’une fois un FI créer il reste indéfiniment mais il n’y a pas de mécanisme aussi clair

que pour les MT etc… On ne peut pas non plus déterminer leur extrémité « positive / négative »

comme pour décrire le dynamisme des MT.

Toutes les cellules eucaryotes animales possèdent au moins deux types de FI : Lamines et un

autre catégorie parmi les 5 autres décrits.

Ces FI sont souvent considérés comme caractéristique d’un type de cellule donnée, ce sont des

marqueurs moléculaires de certains tissus, de la différenciation cellulaire.

Sert en Pathologie : origine d’une tumeur, masse cancéreuse.

Filaments de Myosine (FdM)

Essentiellement dans les TMStSq et Cardiaque.

Filaments épais : FdM

Filaments Fins :

Ces filaments ont été particulièrement étudiés dans les cellules musculaires : dans lesquelles il

existe une bonne dizaine de classes de FdM.

Classe 2 est la plus connue : fortement exprimée dans les Cellules musculaires.

Si l’on isole ces filaments de myosine, on voit que l’épaisseur de ces filaments de myosine

tourne autour de 100Å mais la constitution chimique de ces filaments n’a rien à voir avec celle

des FI. Catégorie complétement à part !

Les extrémités de ces filaments sont coniques

Il existe également des projections au niveau de ces filaments, dans la région équatoriale et les

deux régions terminales.

Niveau apical : répartition rigoureuse : les paires d’extensions sont décalées d’un angle de 120°.

Mais elles sont de même taille : sur le poly elles apparaissent +/- longues mais ne le sont

pas ! Entre 3 et 5 expansions au niveau équatorial, constituées chimiquement différemment des

Apicales : au moins 3protéines différentes constituant des Ponts M.

Chimiquement, ces FdM ne sont pas des protéines ; ce sont des complexes moléculaires de

myosine (de type 2 ici) très lourd ~500kD) Deux zones fibrillaires séparées l’une de l’autre par

une zone charnière où il y a possibilité de mouvement l’une par rapport à l’autre. Plus deux

têtes globulaires (ATPasique) reliées aux zones fibrillaires par une charnière.

Chaines peptidiques (6) identiques deux à deux :

- 2 chaines longues (200kD) NTER structure IIIR, puis une partie IR, puis de nouveau une

IIIR. Les deux hélices alpha au niveau CTER sont enroulées l’une à l’autre.

- 2 chaines courtes « bleus » sur le schéma, les plus courtes : avec une structure IIIR qui

s’associe à la chaine longue

- 2chaine courtes « vertes », un peu plus grandes : IIIR qui s’associe à la chaine longue

Têtes globulaires = assemblage de la chaine longue avec les deux chaines coutes.

Chaines les plus courtes : fixent le calcium, fixer l’ATP, la lyser et fixer l’Actine.

Si l’on fait agir la trypsine on peut casser le complexe supramoléculaire en deux : méromyosine

légère (juste les deux hélices alpha enroulées) / lourde HMM (longue plus têtes)

Si on utilise la papaïne sur HMM : on fragmente en S1 (têtes) et S2 (partie fibrillaire)

Il existe des faisceaux de myosine qui correspondent à une accumulation de ces filaments de

myosine, qui forment comme un bouquet, les complexes étant disposés parallèles les uns avec

les autres, mais en décalage à la fois longitudinale et rotationnel.

Emergence des têtes globulaire des myofilaments de myosine.

Deux paquets têtebêche dans filaments de myosine, donc deux demi-filaments de myosine aux

orientations opposés.

2) Exemples de distribution cellulaire

Techniques de mise en évidence

MO : fabrication des Ac et on les couple à des fluorochromes (immunofluorescence indirecte).

MET : immunodétection des Ac par greffe d’un élément dense aux électrons (or colloïdal).

Microfilaments d’actine : décoration « en tête de flèche » avec des fragments de méromyosine

lourde

Cas des Fibroblastes

Si l’on utilise en MO, l’immunofluorescence, on peut localiser les filaments si l’on a les Ac

spécifiques.

Microfilament d’actine : en faisceaux, localisés de manière orthogonale par rapport au

plasmalemme ou aux systèmes d’endomembrane.

Plasmalemme : protéine qui fait liaison : vinculine (protéine associée à l’actine)

Filaments intermédiaires, (fibroblaste = cellule fibrodermine), présence de vimentine, surtout

cellule in vitro, parallèles au système d’endomembrane, associés à l’enveloppe nucléaire.

Microtubules : territoire cytoplasmique, centrosome (centre cellulaire de la cellule : existe deux

structures ponctiforme (centrioles), et est constitué de microtubules).

Microtubules rayonnant dans la cellule depuis le centrosome pour les cellules animales.

Cellules spé : organisation particulière.

Microvillosité (apicale entérocyte)

Multiplie de 15 à 20 fois la surface d’échange.

Microfilaments d’actine, avec une organisation très précise : sous forme de faisceaux, de 20-30

microfilaments d’actine, tous parallèles les uns aux autres, et perpendiculaires au plasmalemme

Il existe des structures associées à ces faisceaux, pontage de vinculine.

Matériel amorphe : dense aux électrons, composé pour partie de myosine de type 5 : accrochage

au plasmalemme.

Ces faisceaux, sont reliés à la partie latérale des microvillosités par une protéine de liaison

ATPasique : la minimyosine (myosine type 1), ou bien, une autre qui fixe le calcium : la

calmoduline.

Ces microfilaments débordent de la microvillosité et débordent dans le cytosol, au niveau

desquels on retrouve de la Fodrine (assimilable à la spectrine des hématies), protéine capable

de relier deux faisceaux de deux microvillosités dans le cytosol, de manière parallèle avec le

plasmalemme.

Extrémité Positive des microfilaments d’actine = coté luminal

Extrémité Négative = coté cellulaire.

Cellule Musculaire striée

Organisation très rigoureuse de l’actine et de myosine.

Sarcomère : unité anatomique et fonctionnelle se répétant le long du myofibrille.

Deux stries Z, et alternance d’actine et de myosine.

Schéma hexagonal centré. Autour de chaque Actine : 6 myosine, et inversement.

Extrémité positive de l’actine = strie Z

Extrémité négative de l’actine = milieu (niveau de Myosine)

On peut considérer qu’un sarcomère est en fait deux demi-sarcomères.

Protéines maintenant cette organisation :

Titine : très grande protéine, constituée de +30k AA.

Peut s’associer au niveau des stries Z, et se prolonge le long des microfilaments d’actine,

sur un demi-sarcomère.

2-3% de l’ensemble des protéines d’un sarcomère.

Nébuline : 2-3% aussi, dimères : entoure à la manière d’une gaine, les microfilaments

d’actine. On en associe deux à chaque microfilament d’Actine. Sert à maintenir la

structuration des stries.

Strie Z : c’est le point d’attache de nombreuses protéines parmi lesquelles deux sont très

importantes : isoformes de l’α-Actinine, extrémité Positive du microfilament d’actine.

Desmine : association de deux paquets de myofibrille au bout de stries Z.

Systèmes Microtubulaires

3 chez les cellules eucaryotes

Labiles : disparaissent/apparaissent via des drogues ou facteurs physique (chaleur, pression…)

Stables : persistent

# Centrosome (stables) ou Centre Cellulaire

Dans toutes les cellules eucaryotes animales

Région particulière du Cytosol qui est un peu plus réfringente que le reste en MO, avec présence

de deux structures ponctiformes, constituées de microtubules. Aucun rapport avec la géométrie

de la cellule : pas en son centre.

Structure ponctiforme : cylindres, le premier étant perpendiculaire au second. Paroi discontinue

constituée de microtubules associés par trois (triplets), 9 triplets par paroi.

Les 3 microtubules ont une disposition particulière : inclinaison de ces triplets de 30° environ.

En fonction de laquelle on peut définir les différents microtubules.

Le plus central A, milieu B et extérieur C.

Les triplets sont en communs, interdépendants : chaque microtubule partage 3 microfilaments

avec son voisin : A – B et B – C.

Les microtubules ne sont donc pas juxtaposés mais imbriqués.

Elément tubulaire central relié aux 9 triplets périphériques : disposition en « cart-wheel » (roue

de char).

Ce cylindre : 0,5μm de haut, de long, et 0,1-0,2μm de diamètre.

Les rayons sont constitués de Nexine (Prot élastique)

Les triplets sont également reliés entre eux : un A sera relié à un C via un pont de Nexine

Structure cylindrique = cte dans la vie de la Ȼ, via une espèce de ciment protéique, amorphe.

En face de chaque triplet existe une masse protéique : satellite (30), les MTOC (centres

organisateur des microtubules) constitué de protéines parmi lesquelles vont se trouver une

isoforme de la tubuline : la γ-tubuline.

Egalement une protéine particulière, chez les centrioles, la Péricentrine.

Deux centrioles constituent ce que l’on appelle un Diplosome.

# Le Fuseau de Division

Pendant l’interphase du Cycle cellR, on ne trouve que deux cylindres.

Juste avant la division, ces centrioles, vont donner naissance à 4 centrioles, via une « division »

des centrioles : phénomène de morphogenèse. (Dans le microenvironnement d’un centriole, va

s’en former un autre). Pas une division des cylindres en deux. Les nouveaux centrioles sont

également orthogonaux.

Au même moment, il va y avoir mise en place de microtubules.

C’est au niveau des satellites que se créent de nouveaux microtubules, au niveau des MTOC.

Les 4 centrioles sont à l’origine des fuseaux de division (2 hémi-fuseau). Un couple de un

nouveau et un ancien va s’éloigner de l’autre couple en même temps que la croissance des

microtubules, formant ainsi les deux pôles des fuseaux de division.

Les microtubules entre les couples, vont s’allonger bcp, les autres resteront de longueur faible,

les astériens, dirigés vers le plasmalemme forment l’aster (uniquement Ȼ animales, car végétaux

n’ont pas de centrosome).

On distingue différents types de microtubules :

- Microtubules polaires : relation avec les satellites MTOC

Certains d’entre eux vont se trouver en contact avec le kinétochore d’un Chromosome

→ Microtubules Kinétochoriens (minorité sur les polaires)

- Microtubules apolaires : se sont formés polaires mais ne le sont plus

Nombre maximal de microtubule : pdt la Métaphase.

Les microtubules du fuseau de division = labiles.

Les autres, vont se prolonger, formant le fuseau de division, en réalité formé de deux demi-

fuseaux qui s’interpénètrent.

Orientation inversée des deux couples.

# Cils et Flagelles (stables)

Structures locomotrices : extensions cellulaire, enveloppées par le plasmalemme, ayant une

structure particulière.

Ces structures sont facultatives et seront trouvées sur les cellules ciliées ou flagellées

Flagelle : peu nombreux, relativement longs 50μm

Cils : très nombreux, très courts : 5-10μm

Diamètre d’environ 2 μm

→ Mouvement des cils synchronisé, pour les flagelles ce n’est pas le cas, car souvent uniques…

Extrémité + des microtubules = extracell

Extrémité - = intracell

Partie intracytoplasmique = Cinétosome (corps basal)

Partie extracyto = flagelle/cil → partie mobile.

Entre la partie intra et extra-cytoplasmique il y a une zone de transition, au niveau de

l’émergence de la partie extracyto : deux structures protéiques denses aux électrons : septum :

sorte de cloison. Au-dessus de laquelle on trouve deux disques formant l’axosome.

Au moins un des deux microtubules de la paire centrale est rattaché au septum.

Au niveau du Cinétosome : même structure que les centrioles mais avec un axe tubulaire

(structure protéique en forme de cylindre) qui va marquer la partie basale.

Cela est logique car ce sont les centrioles qui en sont l’origine.

Entre les triplets du Cinétosome : ponts de Nexine (protéine élastique)

Centriole peut se « diviser » chez les cellules ciliées et donner des Cinétosomes (ou un seul

pour flagelle, enfin, qqs uns)

Partie Extracyto = Organisation microtubulaire : axonème (anatomie microtubulaire interne de

la partie extracell du cil ou flagelle)

Partie périph de l’axonème : association par deux : doublets externes (ou périphériques) et plus

triplets → Microtubules A et B se prolongent dans la partie extracell, le C non

Microtubule A se prolonge le plus loin dans la partie extracellulaire → partie Apicale.

Structure en 9 singlets de microtubules A.

Paire centrale (et non doublet). Il existe deux microtubules indépendants, ne partageant pas de

filaments. Deux microtubules reliés l’un à l’autre par une structure protéique : un pont.

Les cils et les flagelles sont dits organisés de manière « 9 + 2 »

Chaque microtubule A des doublets périphériques porte des expansions : bras = structure de

50Å Ø et 150Å de long. Constitués de Dynéine. On les retrouve tous les 240Å des microtubules

A. donc tous les 3 hétérodimères αβ de tubulines (qui font 80Å).

Dynéine ciliaire dans les bras, sont aussi constituées de chaines lourdes et légères.

Bras le + externe : tricéphale : 3 chaines lourdes, pas de légère

Bras le + interne : bicéphale : 2 chaines lourdes, 30aine chaines légères

Activité ATPasique Mg2+ dépendante (= chaines lourdes)

Ponts de nature protéique reliant les microtubules entre eux, 9 rayons vont unir les microtubules

périph à la paire centrale via la gaine centrale (entourant cette paire, formée de MAPs).

Le tout étant constitué d’une 20aine de protéines différentes.

Cette structure « 9 + 2 » est maintenue par toutes ces protéines.

3) Rôle du Cytosquelette

Support des Mouvements Cellulaires

# Contraction de la Cellule Musculaire Striée

Uniquement mouvement de raccourcissement via glissement de Myosine-Actine.

Lyse ATP faite par les têtes de Myosine, Ca2+ dépendant

# Le Battement Ciliaire et Flagellaire

- Mouvement / Battement Ciliaire = dans un plan

3 Phases actives, nécessitant de l’ATP

2 Phases de retour, dues à l’élasticité des cils

- Mouvement flagellaire

Mouvement Sinusoïdal, dans l’espace, qui se propage de la base jusqu’au bout du flagelle

Ces mouvements sont générés par les structures flagellaires ou ciliaires elles-mêmes.

C’est la partie extracytosolique de ces structures qui génère le mouvement. Généré par

l’axonème. Si l’on sépare le cil ou flagelle, le mouvement est toujours possible.

Durant le mouvement Ciliaire/flagellaire : pas de raccourcissement des microtubules :

glissement les uns par rapport aux autres.

Ce sont les Microtubules des doublets périph qui vont glisser les uns par rapport aux autres,

S’effectue un contact qui n’existait pas avant, entre les bras du microtubule A et le microtubule

B voisin. L’extrémité + des microtubules d’un doublet va glisser vers le haut, lorsque le doublet

voisin glisse dans le sens opposé.

Des afflux d’ions à l’intérieur de la cellule déclenchent le mouvement.

Nécessité de Magnésium pour le fonctionnement des dynéines.

Activité principale à ce mouvement : genèse d’ATP : les bras de Dynéine génèrent tout ça.

La différence entre cil et flagelle, on pense que ce sont toutes les protéines constituant les ponts,

gaines et desmoses qui d’une manière ou d’une autre orientent ces mouvements soit dans le

plan, soit de manière hélicoïdale.

Si on enlève tous les bras, il n’y a plus de mouvement. Si on enlève un bras sur deux (que les

externes ou internes) alors l’amplitude du mvmt est divisée par deux.

Si on enlève les deux tubules centraux, on devient « 9 + 0 », les cils sont capables de mvmt.

Syndrome de Kartagener :

Absence totale/partielle de bras : mutation de gène

Cils/Flagelles immobiles. → stérilité masculine et féminine (cils trompes utérines)

Plus de mvmt de cils au niveau de la trachée → problèmes respiratoires.

Les Mouvements Intracellulaires

La plupart des mouvements intracellulaires sont sous la dépendance d’éléments

cytosquelettiques.

Microtubules = Distribution des Organites cellulaires

Golgi et Lysosomes doivent leur placement aux microtubules

Flux axonal chez les neurones : flux antérograde (déplacement du noyau du corps cellulaire

vers l’axone) et flux rétrograde (inverse) sont dépendants de la présence de microtubule.

Microfilaments d’actine : différents mvmts sont également dépendant de la présence d’actine :

phagocytose (dans les pseudopodes). Division cellulaire : anneaux contractiles.

Structuration Cellulaire

Filaments intermédiaires : peu impliqués dans les mvmts intracell, ils sont plus impliqués dans

la structuration cellulaire. Genèse de la forme des cellules, indispensable à la mise en place de

la mb cellulaire (nucléoplasmique et cytosolique) et positionnement des organites.

Microtubules jouent un rôle : différenciation des CMSq : fusion de myoblastes (traitement

colchicine : jamais fusion, jamais cellules fusiformes)

Autres Fonctions

Kératine : cohésion entre différentes cellules, au niveau des desmosomes.

Mutations kératine : site de liaison des kératines avec les desmoplakines, engendrant des

desmosomes mal foutus >> épidermolyse bulleuse (cloques épiderme)

B. Le Nucléosquelette

1) La Lamina

Couche protéique de 150 – 600 Å qui se trouve au contact de la mb interne de l’enveloppe

nucléaire, constituée de microfilaments intermédiaires. Indispensable à la bonne mise en place

de l’enveloppe nucléaire (genèse et disparition).

Lamine A, B et C (plrs isoformes de chaque)

Deux gènes pour ces trois protéines : A et C un seul gène > ARNpré-messager > épissage > 2

messagers.

→ Gène LMNA : mutations responsables de la Progéria (vieillissement prématuré), via

anomalie de la longueur de la lamine A, appelée Progérine : elle se trouvera ancrée de manière

anormale à l’enveloppe nucléaire.