Le système endomembranaire Schéma : L essentiel de la cellulaire cellulaire 3 ème Edition. Alberts et al.
Le système endomenbranaire Regroupe des compartiments intracellulaires limités par une seule membrane : Reticulum endoplasmique, appareil de Golgi, lysosomes, endosomes Schéma : L essentiel de la cellulaire cellulaire 3 ème Edition. Alberts et al.
Photo : L essentiel de la cellulaire cellulaire 3 ème Edition. Alberts et al. Coupe fine de cellule hépatique en microscopie électronique à transmission
Le système endomenbranaire (suite) Permet à la cellule de posséder des secteurs spécialisés Cette division fonctionnelle est accompagnée d un système complexe de transport et d identification des molécules transportées et des compartiments
I. Le reticulum endoplasmique 1. Définition 2. Organisation 3. Fonction Le REG Le REL II. L appareil de Golgi 1. Définition 2. Organisation 3. Fonction III. Les lysosomes 1. Définition 2. Morphologie 3. Répartition 4. Composition des lysosomes
4. Composition des lysosomes La membrane des lysosomes La matrice des lysosomes 5. Fonctionnement des lysosomes 6. Rôle des lysosomes IV. Les endosomes 1. Définition 2. Les endosomes primaires 3. Les endosomes secondaires 4. Les endosomes carrefour de l endocytose V. Le transport 1. Les vésicules de transport 2. L identification des protéines à transporter 3. Les voies suivies par les vésicules de transport
Le réticulum endoplamsique Schéma : L essentiel de la cellulaire cellulaire 3 ème Edition. Alberts et al. Reticulum endoplasmique Photo : L essentiel de la cellulaire cellulaire 3 ème Edition. Alberts et al.
Le réticulum endoplamsique Centre de translocation des protéines Lieu de synthèse des lipides Schéma : L essentiel de la cellulaire cellulaire 3 ème Edition. Alberts et al. Composé de cavités tubulaires ou en forme de citernes Isolé du cytosol par une membrane recouverte de ribosomes = REG ou non REL Reticulum endoplasmique
Le réticulum endoplasmique : Organisation Cavités en forme de tubules ou de citernes
Le réticulum endoplasmique : Organisation Membrane du RE composition différentes de la membrane plasmique lipides : 30% - Protéines : 70% Les protéines sont des enzymes qui interviennent : dans la synthèse des protéines dans la synthèse des lipides la détoxification le transfert de sucres
Fonction du REG Début de la N-glycosylation des protéines N-glycosylation est un évènement qui se déroule pendant la traduction
Fonction du REG (suite) Les oses sont fixés à l'azote du groupement amide (NH2) de l'asparagine Le sucre immédiatement attachés à l'asparagine est la N-acétylglucosamine
Fonction du REL Biosynthèse des lipides, phospholipides et cholestérol Participe à la synthèse des hormones sexuelles
Ultrastructure du réticulum endoplasmique lisse dematice.org
L appareil de Golgi Localisation : Proche du noyau et du centre cellulaire entre le RE et la membrane plasmique Appareil de Golgi Schéma : L essentiel de la cellulaire cellulaire 3 ème Edition. Alberts et al.
L appareil de Golgi Localisation : Pour un type cellulaire donné il occupe toujours la même place
L appareil de Golgi (suite) Forme : fonction du type cellulaire, de l activité cellulaire, de la position péricentriolaire des microtubules Des microtubules et des protéines associées aux microtubules, MAP, interviennent dans : l organisation et la disposition de l app. de Golgi la formation des vésicules les déplacements membranaires
Schéma et photo : L essentiel de la cellulaire cellulaire 3 ème Edition. Alberts et al. L appareil de Golgi
L appareil de Golgi : Organisation CGN = Cis golgi network, réseau golgien cis face au REG Les dictyosomes : empilement de saccules aplatis associés à des vésicules. 1 dictyosome = 5 à 10 saccules aplatis TGN = Trans golgi network Dictyosomes D après Nilson et al, Febs letters 2009 Schéma d un appareil de Golgi
Schéma et photo : L essentiel de la cellulaire cellulaire 3 ème Edition. Alberts et al.
L appareil de Golgi : Fonction Compartiment de passage obligé pour toutes les protéines synthétisées par les ribosomes fixées à la membrane du REG et destinées : milieu extracellulaire aux endosomes, aux lysosomes membrane plasmique
L appareil de Golgi : Fonction (suite) Achèvement de la N-glycosylation des protéines Totalité de la O-glycosylation. Elle débute dans les saccules médians Marquage des glycoprotéines pré-lysosomales. Trie des hydrolases par le TGN et conditionnement dans des vésicules à clathrine Sulfatation des glycoprotéines et des protéoglycanes Maturation des protéines (ex: pro-insuline en insuline) Synthèse des phospholipides Exportation des protéines grâce aux vésicules COP I, aux vésicules à clathrine Stockage du calcium Formation de vésicules d autophagie exocytose
Les lysosomes : définition Organites limités par une membrane Contiennent des enzymes hydrolytiques appelées hydrolases ph fonctionnel très bas 4.6
Les lysosomes : Morphologie Aspect hétérogène qui reflètent la diversité des matériaux qu ils digèrent Aspect de forme lié aussi à leur contenu
Les lysosomes : Répartition Présent dans toutes les cellules, à l exception des hématies Nombre dépend du type cellulaire et de la fonction de la cellule
Les lysosomes : Composition Membrane composée de lipides et de protéines Lipide rare : acide lysobisphosphatidique. Positionné sur le feuillet interne. Résistant aux phospholipases, stabilise la membrane Protéines : transmembranaires, pompes à protons, perméases, ABC La matrice contient des hydrolases qui fonctionnent à ph acide. ph optimum = 4.6
Schéma et photo : L essentiel de la cellulaire cellulaire 3 ème Edition. Alberts et al. Un lysosome contient des enzymes hydrolytiques et des pompes à protons
Les lysosomes interviennent dans : L hétérophagie = digestion de substances ou de bactéries L autophagie Lyse de matériaux extracellulaires => Lysosomes site principale de la digestion intracellulaire
Les lysosomes peuvent former : Des corps résiduels qui demeurent dans le cytoplasme
Les lysosomes assurent des fonctions multiples Concentration de substances Nutrition Défense Détoxification Participation au renouvellement de certains organites en intervenant dans leur dégradation Participation à la synthèse d hormones
Les endosomes Existent uniquement dans les cellules eucaryotes Limités par une membrane Interviennent dans le transport des molécules internalisées par endocytose
Les endosomes primaires ou précoces Trient et recyclent les composants reçus par endocytose Les endosomes secondaires ou tardifs Se transforment en lysosomes par apport croissant d enzymes lysosomiales
Endocytose Endosome primaire Endosome secondaire
Les endosomes primaires ou précoces Siège d une maturation des constituants importés Possèdent plusieurs régions : une de trie au niveau de citernes une qui recycle au niveau de tubules
Les endosomes secondaires ou tardifs Se localisent autour du noyau Possèdent un ph compris entre 5 et 5.5 Interviennent dans : le recyclage des molécules La régulation de la glycémie La synthèse des hormones thryroïdiennes La distribution du cholestérol Fusionnent avec les lysosomes
Les endosomes sont situés sur la voie de l endocytose Endosomes reçoivent et délivrent des vésicules à la membrane plasmique, aux lysosomes, à l appareil de Golgi Endosome secondaire Schéma adapté de Biologie cellulaire 3 ème Edition Monique Tourte Endosome primaire
Le transport Est assuré par des vésicules qui proviennent du bourgeonnement de la membrane d un compartiment donneur vers un compartiment receveur Les vésicules sont recouvertes d un manteau
Les vésicules de transport Il existe 3 types de vésicules à manteau Manteau constitué par polymérisation de molécules sur la face externe de la membrane qui intervient dans le transport des protéines Clathrine/AP COP = Coat Protein
Les protéines cargos Recrutées dans les vésicules en formation en fonction de leur séquence signal qui est reconnu soit par : Un récepteur Une sous-unité de COP I ou COP II
Tableau : Biologie Cellulaire: M. Maillet 10 ème Edition
Les molécules à transporter d un point à l autre de la cellule possèdent : des signaux d adressage ou une séquence signale La membrane du compartiment donneur qui bourgeonne pour former une vésicule doit reconnaitre : les signaux d adressage ou de recrutement de la molécule à transporter
Les vésicules de transport et les compartiments du système endomembranaire Schéma : Biologie Cellulaire: M. Maillet 10 ème Edition
Les voies suivies par les vésicules de transport sont : cellule possèdent : la voie biosynthétique La voie de l endocytose
La voie biosynthétique et sécrétoire concerne : la synthèse des protéines l assemblage des glucides les déplacements des lipides et la sécrétion des produits élaborés par la cellule la voie biosynthétique et sécrétoire fait intervenir : Le RE L appareil de Golgi Les vacuoles d exocytose
L excrétion cellulaire est soit : Un phénomène continu Un phénomène discontinu
La migration des vésicules d exocytose Achemine des constituants destinés à la membrane plasmique Produit et renouvelle la majeure partie de la MEC Produit et renouvelle la membrane plasmique L excrétion discontinue Concerne les produits de sécrétion qui sont utilisés de façon intermittente Se fait par décharge induite par un stimulus La migration des vésicules d exocytose dépend de la concentration en Ca++
Stockage des produits et libération par exocytose Produits élaborés dans la cellule et qui ont subi une maturation complète sont stockés dans des grains de sécrétion Libération à le demande Grains de sécrétions acheminés par des molécules motrices qui se déplacent le long d un microtubule en direction de la membrane plasmique Milieu intracellulaire Membrane plasmique Milieu extracellulaire
Exemple cellule nerveuse La baisse du potentiel d action induit la libération d un neuromédiateur à l extrémité synaptique Schémas : Biologie Cellulaire: M. Maillet 10 ème Edition
Signal inducteur peut avoir une origine extracellulaire Exemple : Augmentation de la concentration sanguine en glucose, fixation de ligands spécifiques sur les sites récepteurs membranaires des cellules béta des îlots de Langerhans du pancréas qui libèrent l insuline
Les voies de l endocytose Assure l internalisation de substance d origine extracellulaire Transport du matériel endocyté vers les compartiments Formation de vésicules d'endocytose (http://www.sp.uconn.edu/~bi107vc/images/cell/clathrin.jpg)