Fiche de révision : Système endomembranaire

📋 Plan du Cours

1. Compartimentation et voies intracellulaires
2. Étapes du trafic vésiculaire
3. Petites protéines G du trafic
4. Formation et transport des vésicules
5. Arrimage et fusion membranaire
6. Entrée des protéines dans le RE
7. Maturation et contrôle dans le RE
8. Golgi et tri des cargos
9. Voies d’endocytose

📖 1. Compartimentation et voies intracellulaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule eucaryote compartimentée : La cellule eucaryote est compartimentée en organites délimités ou associés à des membranes, notamment le noyau, le réticulum endoplasmique, l’appareil de Golgi, les endosomes, les lysosomes, les mitochondries et les peroxysomes.

📝 Points essentiels

• Les trois voies de transport intracellulaire sont:
  • le transport transmembranaire
  • le transport par pores
  • le transport vésiculaire

💡 Astuce mémo

Transport transmembranaire, par pores ou vésiculaire : trois portes d’échange cellulaire

📖 2. Étapes du trafic vésiculaire

★ À maîtriser

• 🔄 Le trafic vésiculaire comprend successivement: la formation d’une vésicule par bourgeonnement ou invagination, le transport de la vésicule vers un compartiment accepteur, la fusion de la vésicule avec le compartiment accepteur

Compléments

• La formation des vésicules implique:
  • la sélection des cargaisons
  • la déformation membranaire
  • la formation d’un manteau protéique
  • la scission de la membrane

💡 Astuce mémo

Former → transporter → fusionner

📖 3. Petites protéines G du trafic

★ À maîtriser

📌 Sar1 et Arf1 régulent principalement la formation des vésicules, tandis que les protéines Rab régulent principalement leur transport, leur arrimage et leur fusion.

• Une petite protéine G inactive liée au GDP est activée par une GEF, qui favorise l’échange du GDP contre du GTP, puis une GAP stimule l’hydrolyse du GTP et son retour à l’état inactif.

Compléments

• Toutes les petites protéines G ont une forte affinité pour le GTP et une faible activité GTPasique, et seule leur forme active peut interagir avec des protéines cibles.

💡 Astuce mémo

Sar1/Arf1 forment, Rab transporte et fusionne

📖 4. Formation et transport des vésicules

★ À maîtriser

📌 Dans les compartiments intracellulaires, les vésicules se forment par bourgeonnement avec Sar1 ou Arf1 et des manteaux COPI, COPII ou clathrine, tandis qu’à la membrane plasmique elles se forment par invagination avec la clathrine sans petite protéine G initiatrice.

• 🔄 La formation d’une vésicule intracellulaire suit la séquence:

  1. reconnaissance des cargaisons
  2. activation de Sar1 ou Arf1 par une GEF
  3. recrutement des protéines adaptatrices
  4. assemblage du manteau
  5. bourgeonnement

• Les protéines motrices assurent les transports suivants: les kinésines vers la périphérie le long des microtubules, les dynéines vers le centre le long des microtubules, les myosines sur l’actine pour les transports locaux

Compléments

• La scission des vésicules formées à la membrane plasmique dépend de la dynamine, tandis que le désassemblage du manteau de clathrine dépend de HSC70 et de l’auxiline.

💡 Astuce mémo

Cargaison → manteau → scission → transport

📖 5. Arrimage et fusion membranaire

📝 Points essentiels

• 🔄 L’arrimage et la fusion comprennent: le premier contact par les facteurs d’arrimage, l’interaction spécifique avec Rab, l’appariement des v-SNARE et t-SNARE, le rapprochement puis la fusion des membranes, la libération de la cargaison

💡 Astuce mémo

Rab arrime, SNARE rapproche, la membrane fusionne

📖 6. Entrée des protéines dans le RE

🔑 Notions clés & Définitions

• Voie sécrétoire : Comprend le réticulum endoplasmique, l’appareil de Golgi et un compartiment de destination constitué du milieu extracellulaire, de la membrane plasmique ou du lysosome.

📝 Points essentiels

📌 Le réticulum endoplasmique rugueux porte des ribosomes sur sa membrane, tandis que le réticulum endoplasmique lisse n’en porte pas.

• Le peptide signal hydrophobe est reconnu par la SRP, qui inhibe transitoirement la traduction et adresse le complexe au récepteur de la SRP puis au translocon du RE.

📌 Après l’entrée dans le RE, le peptide signal est clivé pour une protéine soluble, tandis qu’une séquence hydrophobe conservée forme le domaine transmembranaire d’une protéine membranaire.

💡 Astuce mémo

Peptide signal → SRP → translocon → maturation

📖 7. Maturation et contrôle dans le RE

🔑 Notions clés & Définitions

• N-glycosylation : Ajout covalent d’un oligosaccharide sur l’azote d’un résidu asparagine, exclusivement dans la lumière du RE, pour les protéines solubles et les domaines luminaux des protéines transmembranaires.

★ À maîtriser

• Les protéines correctement repliées quittent le RE, tandis que les protéines mal repliées sont reconnues, rétrotransloquées vers le cytosol, polyubiquitinylées puis dégradées par le protéasome selon la voie ERAD.

Compléments

• Lors de la N-glycosylation, un oligosaccharide précurseur assemblé sur le dolichol-pyrophosphate est transféré en bloc sur une asparagine par l’oligosaccharyl-transférase.

💡 Astuce mémo

Mauvais repliement → rétention puis ERAD

📖 8. Golgi et tri des cargos

📝 Points essentiels

• Dans les sites d’export du RE, Sec12 active Sar1, Sar1-GTP recrute Sec23/Sec24 pour sélectionner les cargos, puis Sec13/Sec31 forme le manteau COPII et permet le bourgeonnement d’une vésicule vers le Golgi.

📌 L’appareil de Golgi est polarisé avec une face cis d’entrée, une face médiane intermédiaire et une face trans avec le réseau transgolgien, zone d’export et de tri.

• L’appareil de Golgi modifie les protéines par clivage, sulfatation, phosphorylation et glycosylation, puis les trie vers les endosomes ou lysosomes, la membrane plasmique par sécrétion constitutive ou la membrane plasmique par sécrétion régulée.

📌 La O-glycosylation ajoute des oligosaccharides sur l’oxygène d’une sérine ou d’une thréonine dans le Golgi, tandis que la N-glycosylation ajoute des oligosaccharides sur l’azote d’une asparagine dans le RE.

📌 Les enzymes lysosomales reçoivent un signal mannose-6-phosphate reconnu par le récepteur M6P, puis sont transportées dans des vésicules recouvertes de clathrine vers les endosomes et les lysosomes.

💡 Astuce mémo

Cis → médiane → trans : modifier, puis trier

📖 9. Voies d’endocytose

★ À maîtriser

• L’endocytose se divise en: la phagocytose des particules solides, la macropinocytose des liquides, la micropinocytose formant de petites vésicules

• 🔄 La phagocytose comprend: la reconnaissance de la particule par des récepteurs, le remodelage de l’actine et la formation de protrusions, la fermeture membranaire en phagosome, la maturation du phagosome et sa fusion avec les lysosomes, la dégradation de la particule

• 🔄 L’endocytose dépendante de la clathrine suit: l’initiation du site par FCHO1/2, le recrutement d’AP2 et de la clathrine, l’invagination et la polymérisation de l’actine, la scission par la dynamine, le désassemblage du manteau par HSC70 et l’auxiline

📌 Les récepteurs de la transferrine sont internalisés constitutivement indépendamment de leur ligand, tandis que les récepteurs de facteurs de croissance comme EGFR sont internalisés après liaison de leur ligand.

Compléments

• Les cavéoles sont des invaginations de la membrane plasmique en forme de bulbe mesurant 50 à 100 nm, enrichies en cholestérol et sphingolipides et recouvertes de cavéolines et de cavines.

💡 Astuce mémo

Phagocytose des particules, pinocytose des liquides, clathrine ou cavéoles pour les vésicules

📊 Tableaux de synthèse

Manteaux et destinations vésiculaires