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transport des protéines et système endomembranaire - Coggle Diagram
transport des protéines et système endomembranaire
structure de la membrane plasmique
deux couches de phospholipides et de protéines
un phospholipide
contient :
tête hydrophobe (alcool, phosphate, glycérol)
queue apolaire (acide gras)
protéines
(=principalement des glycoprotéines car elle portent des chaines latérales de type oligosaccharides) :
intégrales/transmembranaires
périphériques
propriétés de la bicouche phospholipidiques :
1 - structure en
mosaïque fluide
où les molécules peuvent se mouvoir librement dans le plan de la bicouche de phospholipides, et se réorganiser
2 - capacité à se couper puis à se recoller : c'est la fission suivie de la fusion
3 - impérméabilité aux molécules solubles dans l'eau à cause des queues hydrophobes des molécules de phospholipides
rôles particuliers des protéines :
libres de se déplacer par diffusion latérale dans le plan de la membrane plasmique
peuvent servir de canal pour la pénétration de substances ou ions dans la cellule (protéines intégrale)
sont des
récepteurs spécifiques
: peuvent être des sites de fixation où se fixent de façon spécifique un certain type de molécules appelées
ligands
; existe de très nombreux types de récepteurs membranaires (fixation d'une molécule sur un récepteur est souvent suivie d'intériorisation, il y a nécessairement sélection des substances extracellulaires pour la capture intracellulaire
canaux ioniques
pompes
transporteurs de molécules solubles (sur molécule précise)
aperçu des fonctions des membranes
:
support pour des activités biochimiques(=enzymes)
établissement d'une barrière à perméabilité sélective
transport de soluté - réponse aux signaux extérieurs (émis entre les cellules)
interaction entre les cellules (grâce aux protéines)
transduction d'énergie
compartimentation
réticulum endoplasmique (RE)
structure
: -> les membranes endoplasmiques du RE forment de grands sacs applatis, appelés aussi
citernes
, reliés les uns aux autres et à l'appareil de golgi )
2 types de réticulum : (fonctions différentes mais même structure)
RE rugueux
des ribosomes reliés entre eux par un ARNm forment des polysomes et ceux-ci sont collés du la face externe des membranes des sacs du réticulum
un polysome est constitué d'environ 10 ribosomes qui fabriquent le même polypeptide à la même vitesse
dirige la synthèse des protéine (fonction principale)
modifie les protéines
au niveau du RE rugeux
1) les chaînes polypeptidiques sont synthétisées par les ribosomes côté cytosol (ou hyaloplasme) des membranes endoplasmiques
2) subissent une maturation, avec acquisition des structures secondaires et tertiaires (replis dans l'espace)
3)
2 types de protéines synthétisées
:
- les protéines sécrétoires solubles dans un liquide
- les protéines membranaires dans la membrane
4) polypeptides qui deviennent des protéines sécrétoires sont déversés dans les citernes du RE et vont circuler vers la partie lisse du RE puis l'appareil de Golgi --> sont associées à des chaînes oligosaccharides (glucides)
comment les protéines membranaires s'intègrent - t - elles dans le RE ?
polypeptides qui deviennent des protéines membranaires
s'insèrent dans la bicouche de phospholipides des membranes du RE ( au lieu d'être déversés dans les cavités du RE )
la protéine membranaire s'intègre par l'intemédiraire d'une
région hydrophobe ou région transmembranaire
composée de 20 à 25 acides aminés (hélice alpha)
ces protéines vont circuler dans les membranes endoplasmiques du RE
cette région est la région transmembranaire d'une protéine membranaire : c'est une région hydrophobe car dans la membrane, on a des lipides qui sont compatibles avec les acides aminés hydrophobe
une protéine membranaire
:
a une orientation précise
cette orientation est conservée tout au long du transport
présente plusieurs régions transmembranaires
le RE ainsi le site central de la synthèse des protéines membranaires ainsi que des phospholipides et du cholestérol
solution du RE = lumen(lumière)
une protéine soluble
: reste toujours soluble
synthèse des protéines au niveau des polysomes, sur la face externe des cavités du RE rugueux
:
dans le cas des protéines sécrétoires solubles, au fur et à mesure de leur synthèse, les chaînes polypeptidiques sont déversées à l'intérieur des cavités du RE.
Le RE n'intervient donc pas dans la synthèse des protéines, mais sa membrane contient des enzymes de la synthèse d'acides gras et de choléstérol.
RE lisse
n'a pas de ribosomes
synthèse et modification des lipides (pas de synthèse des protéines)
prolongement du RER
: réseau de tubules interconnectés par de ribosomes, ni de citernes
fonctions
:
production et transport de lipides
métabolisation du cholestérol en hormones stéroïdes -
détoxification des drogues(alcool) et médicaments
stockage du calcium
autophagie = digestion interne
l'organisation du réseau est
tridimensionnelle
et
endoplasmique
(dans le cytoplasme)
repliment et modofications des protéines dans le RE
:
formation des ponts disulfures entre 2 acides aminés cystéines
N-glycosylation des protéines = ajout de sucres
addition de résidus glycoplipidiques = sucres + lipides
structure tridimensionnelle par repliement et assemblage des polypeptides pour former des complexes
+ autres modifications hors de ce réticulum : dans l'appareil de Golgi
appareil de Golgi
description
= complexe de grandes et petites cavités ou saccules, limitées par une membrane. Elles sont réparties en unités appelées
dictyosomes
. Chaucun est constitué d'un empilement d'une douzaine de saccules.
2 faces : face CIS et face TRANS
face CIS
: proche du noyau, toujours en contact étroit avec le RE par l'intermédiraire de nombreuses vésicules de transport pour établir un lien entre cette face et ce RE
face TRANS
: apparition de nombreuses vésicules de transport au niveau de l'appareil de Golgi en bourgeonnant = vésicules transgolgiennes
les protéines sécrétoires subissent d'importants remaniements au cours de leur déplacement dans l'appareil de Golgi :
élagage partiel de certaines chaînes oligosaccharidiques = clivage
addition de nouvelles molécules de sucres = N-glycosylées
addition de groupements phosphates = phosphorylation
addition d'acides gras
coupure de parties protéiques
tri des protéines synthétisées = étiquettage
==>
appereil de Golgi = USINE A MODIFICATION
dictyosomes + vésicules de transport et transgolgiennes
chaque élément de l'appareil de Golgi ou dictyosomes comprend une face de formation (face Cis) où les saccules s'élaborent par fusion de vésicules de transition qui bourgeonnent à partir du RE et une face TRANS, où il y a maturation des saccules les plus anciens qui se morcellent en vésicules contenant la protéine finie
certaines de ces vésicules chargées d'enzymes hydrolytiques deviennent des lysosomes, ou des vésicules digestives
d'autres vésicules dites de secrétion permettent d'exporter hors de la cellule par exocytose les substances synthétisées
rôle des lysosomes
: digestion grâce à des hydrolases de différents produits provenant de l'extérieur ou de l'intérieur de la cellule
fonctions de l'appareil de Golgi
: Réception -> modification (phase la + importante) -> exportation
(nécessite l'intervention de vésicules)
vésicules à hysdrolases
= vésicules dirigées vers les lysosomes-endosomes (remplis d'enzymes)
endocytose
= mécanisme assurant la pénétration intracellulaire d'éléments divers :
- la pinocytose
: implique l'ingestion de liquides et de petites molécules
- la phagocytose
: implique l'ingestion de larges particules, comme des micro organismes et des débris cellulaires
mise en oeuvre de ce mécanisme grâce
aux lysosomes et aux endosomes
les lysosomes
:
ce sont des vésicules digestives contenant des enzymes
la digestion est une hydrolyse qui est plus efficace en milieu légèrement : pH entre 3,5 et 5
les lysosomes maintiennent un milieu intérieur acide grâce à un groupe à protons
les récepteurs de surface de la membrane plasmique sélectionnent les matériaux extracellulaires pour leur capture intracellulaire
une partie de la membrane s'invagine pour former peu à peu une vésicule
tout un pan de la membrane est excisé pour former la vésicule interne contenant le matériau ingurgité
la vésicule d'endocytose a été appelé phagosome puis endosome
le mot
endosome
désigne aussi le centre de tri acide où s'amorce le traitement intracellulaire des matériaux endocytés
remarque et précision sur l'endosome
: les récepteurs membranaires sont toujours en mouvement à l'intérieur de la membrane
ces protéines se déplacent par diffusion latérale dans le plan de la bicouche de phospholipides (mosaïque fluide)
une structure en forme de cage se constitue, qui semble tirer le pan de membrane vers l'intérieur et provoquer un étranglement avec formation d'une vésicule individualisée
cette structure faite de protéines appelées
clatherine
(capables de s'assembler spontanément en paniers) a l'apparence d'un revêtement hérissé de poils
mot endosome
= désigne le centre de tri acide où s'amorce le traitement intracellulaire des matériaux endocytés
exocytose
= rejet de substances par l'intermédiaire de vésicules hors de la cellule
le compartiement endosomal
:
compartiement hétérogène, constitué de vésicules et de tubules
fonctions
: tri, transport et transformation de molécules endocytées
on distingue
:
-->des vésicules d'endocytose et d'exocytose
--> des endosomes précoces périphériques
--> des vésicules endosomales de transport
--> des endosomes tardifs
l'endocytose mediée par des récepteurs
le compartiment lysosomal
:
identification grâce à des techniques cytoenzymatiques visant à repérer en MET la localisation d'enzymes (hydrolases)
->
système digestif cellulaire
:
dégradation de composés extracellulaires (hétérophagie)
dégradation de composés propres à la cellule (autophagie)
->
une cinquantaine d'hydrolases acides différentes
:
protéines, glucides, lipides, ADN, ARN...
fonctionnement en milieu acide (pH 5)
danger si déversement dans le cytosol
les voies de biogénèse des lysosomes
: proviennent de la fusion de vésicules à hydrolases (provenant de l'appareil de Golgi) :
hétérophagie ( des endosomes tardifs et des vacuoles de phagocytose )
autophagie ( des vacuoles autophagiques )