bich 4223 – mécanismes cellulaires
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BICH 4223 – Mécanismes cellulaires. Trafic intracellulaire des protéines Fonctions associées Hiver 2010. Plan du chapitre. Fonctions associées Formation des vésicules Insertion et translocation des protéines Maturation des protéines. Plan de la section. Fonctions associées - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
BICH 4223 – Mécanismes cellulaires
Trafic intracellulaire des protéines
Fonctions associées
Hiver 2010
Plan du chapitre
Fonctions associées
Formation des vésicules
Insertion et translocation des protéines
Maturation des protéines
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 2
Plan de la section
Fonctions associéeso Sécrétion constitutive et induiteoBiogénèse et recyclage des membranesoAbsorption du matériel extracellulaire
Phagocytose Pinocytose Endocytose Recyclage des récepteurs et découplage
o TranscytoseoRecapture
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 3
Sécrétion
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 4
Sécrétion
o ER -> golgi -> TGR -> vésicule -> sécrétion via mb plasmique
o transport d'un compartiment à l'autre o formation de vésicule (fission) à partir de la mb
de départo incorporation de vésicule (fusion) sur la mb
d’arrivée
o TGR = TGN => triage des protéines selon
leur destination
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 5
Sécrétion constitutive (continue)
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 6
Sécrétion constitutive
sécrétion continuelle au fur et à mesure de leur synthèse
pas d'accumulation ni de concentration intracell.
o Exemples Anticorps protéines de transport: albumine, - -globuline protéines structurales: collagène... fonctions spécialisées: fibrinogène, prothrombine
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 7
Sécrétion induite (discontinue, sur commande)
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 8
Sécrétion induite
sécrétion sur commande après un signal externe (hormone, situation physiologique, signal nerveux...)
accumulation et concentrationsécrétion dissociée de la production
Exemples protéines digestives: trypsinogène, pepsinogène,
lactosidase... hormones: glucagon, insuline, EGF...
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 9
Biogénèse des membranes et du contenu résident des organites
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 10
Biogénèse des membranes et du contenu résident des organites
La membrane plasmique et celles des organites possèdent des protéines qui doivent être insérées dans la membrane.
Les organites et compartiments intracellulaires possèdent des enzymes ou protéines structurales dans leur lumière (protéines résidentes) qui doivent y être introduites.
Dans de très nombreux cas, cette insertion et cette introduction se fait au cours la synthèse des protéines.
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 11
Biogénèse des membranes et du contenu résident des organites
Protéines internes des organites (et qui doivent rester dans l'organite) = protéines résidentes
Protéines des principaux compartiments de transport suivent le même patron mais arrêtent de migrer une fois rendu dans leur compartiment
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 12
fusion et fission des membranes => changements de surface
o certaines cellules absorbent 25% de leur propre volume/heure
o = 3% de leur membrane/minute (100%/demi-heure)
la membrane ne doit pas s'agrandir ou rapetisser
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 13
les récepteurs membranaires doivent être remplacéso non fonctionnels, abimés, inutiles
recyclage constant des membranes
Golgi est le point central de ce trafic
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 14
Récupération et absorption du matériel extracellulaire
entrée de molécules dans la cellule apport nutritif: LDL, Fe, destruction (cellules spécialisées) phagocytes élimination de protéines endommagées
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 15
Récupération et absorption du matériel extracellulaire
processus en deux parties distinctes:o internalisation (ingestion, (entrée): endocytose (+/- récepteurs),
pinocytose ( plupart des auteurs: = endocytose sans
récepteur) phagocytose (avec/sans récepteurs)
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 16
odigestion (absorption): Destruction Transformation Dégradation
du matériel ingéré
par les lysosomes
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 18
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 19
Forme amiboide de Physarum polycephalum phagocytosant des levures
Phagocytose
formation de projections de la membrane plasmique autour d'une particule
ingestion de particules
grosses vésicules (1-2 mm)
destinées à un compartiment cellulaire spécialisé (phagosome, peroxysome, vacuole digestive, ...)
spécifique (avec récepteurs) ou non (sans récepteurs)
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 20
Phagocytose animation
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 21
Phagocytose avec récepteurs
surtout chez les animaux (espèces supérieures)
cellules spécialisées: macrophages, monocytes
mécanisme en fermeture-éclair ("zipper")
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 22
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 23
Présence de ligands spécifiques sur la cellule/particule à phagocyter
Présence de récepteurs sur la membrane des phagocyte
Interaction récepteur-ligand déclenche le mécanisme de formation de pseudopodes
2010Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 24
Formation pseudopodes par assemblage de microfilaments autour particule guidée par l'interaction récepteur (sur macrophage) vs ligand (sur la particule)
le matériel acheminé ensuite à des lysosomes spécialiséso phagosomeso peroxysomes (production de peroxyde -
détruire des bactéries)2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 25
Exemples:o élimination de bactéries "étiquetées" avec des
anticorpso élimination de micro-organismes ou virus reconnus à
leur protéines de surfaceo élimination des vieux globules rouges et autres
cellules endommagées (1011 globules rouges/jour)
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 26
Pinocytose (endocytose sans récepteurs)
la plupart des cellules ont une activité de réabsorption de sa propre membrane plasmique
certaines cellules absorbent 25% de leur propre volume/heure
par invagination
petites vésicules: 0.1- 0.2 mm
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 27
aucun signal ?????
observé par ingestion de particules colorées (ex. encre)
pas de récepteur spécialisé
o exemple: protozoaire ingérant des particules ou molécules du milieu pour sans nourrir
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 28
matériel pinocytosé: gouttelettes de milieu extracellulaire, pouvant contenir des substances solubles (sucres, protéines...)
systèmes spécialisés: ex. vacuoles digestives de certains protozoaires
surtout chez les micro-organismes et certains types cellulaires spécialisés
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 29
Pinocytose sans récepteurs: animation
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 30
Endocytose à récepteur
quelque fois appelée micropinocytose
capture de protéines (ou particules) spécifiques libres dans le M.E.C.
= ligands
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 31
Endocytose à récepteur
présence de récepteurs spécifiques aux ligands sur les membranes plasmiques des cellules
formation de structures à base de clathrine (puits et vésicules recouverts)
Formation d’un endosome
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 32
2 phénomènes distincts
o interaction ligand récepteuro internalisation
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 33
interaction ligand récepteuro + ou – passifoAfinité ligand-récepteur très forte: Kd = 10-8
o aucune énergie requiseo simple affinité
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 34
Description générale de l'endocytose à récepteur
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 35
Lysosomes
Ingestion et assimilation du matériel absorbé
2 types de lysosomeso primaires (non actif): stocker les enzymes o secondaires (actif): digérer le matériel = fusion de
lysosomes primaires + endosomes
Enzymes hydrolytiques acides digérant/détruisant le matériel absorbéoDNases, Rnases, protéases, etc.
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 36
imperméable aux grosses molécules à digérer
perméables aux petites molécules (monosaacharrides, acides gras, acides aminés, etc.) résultant de la digestion et pouvant être utilisées par cell.
transport de protons: acidifier la lumière du lysosome (pompe à protons, ATPase H+-dépendante) (protection de la cellule)
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 37
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 38
Recyclage des récepteurs: vésicules de découplage
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 39
Découplage
récepteurs = protéines complexes et "couteuses" à synthétiser => recyclage
séparer le ligand (à être hydrolysé) du récepteur (à être récupéré et réutilisé)
recyclage se fait par des vésicules de découplages (uncoupling vesicules, CURL)
lumière de vésicule découplage est acide (pH 5) et favorise la dissociation du ligand de son récepteur
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 40
Découplage
pH 7 (MEC, cytop.) : favorise association ligand-récepteur
pH < 5 (lumière lysosome, lumière vésicule découp.) : favorise dissociation ligand du récepteur
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 41
Exemple du transport et de l'assimilation du cholestérol
(LDL)
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 42
récepteur accumulé dans une section de la vésicule
cette section se sépare de la vésicule et va se fusionner à la membrane ramenant les récepteurs à la membrane plasmique pour réutilisation
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 43
ligand s'accumule dans une autre section de la vésicule
celle-ci se détache et va fusionner avec un lysosome (primaire ou secondaire) et déversant le ligand dans ce dernier
le ligand peut y être hydrolysé
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 44
Exemple du transport et de l'assimilation du fer
apoTrnf + Fe3+ => ferroTrnf (milieu extracell.)
récepteur Trnf:o pH 7: milieu extracellulaire
grande affinité pour ferroTrnf faible affinité pour apoTransf
o pH5 (intérieur de vésicule) grande affinité pour apoTrnf faible affinité pour ferroTransf
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 45
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 46
Transcytose
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 47
Recapture
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 48
enzyme lysosomale sécrétée par erreur
danger pour le MEC et les cellules environnantes
récupération via des récepteurs capables d'identifier les enzymes lysosomales (= asialoprotéines)
recapture des enzymes lysosomales et retour à un compartiment adéquat
2010 Traffic des protéines: fonctions associées Diapo 49