Fiche de révision : Système endomembranaire et trafic

📋 Plan du Cours

1. Organisation du système endomembranaire
2. Cytosol et adressage intracellulaire
3. Structure et fonctions du réticulum
4. Synthèse lipidique et transferts membranaires
5. Organisation et glycosylation dans le Golgi
6. Maturation protéolytique et produits du Golgi

📖 1. Organisation du système endomembranaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Système endomembranaire : Ensemble des compartiments intracellulaires limités par une membrane d’enveloppe dans les cellules eucaryotes, à l’exception des mitochondries et des peroxysomes.
• Cytoplasme : Constitué du cytosol et des organites cytoplasmiques qui y sont en suspension.

📝 Points essentiels

• Les principaux compartiments et structures sont:

  • le réticulum endoplasmique
  • l’appareil de Golgi
  • les lysosomes
  • les vésicules de transport

• Les compartiments du système endomembranaire échangent des molécules entre eux et avec le cytosol, tandis que l’endocytose et la phagocytose font entrer des composés extracellulaires et que l’exocytose les libère vers le milieu extracellulaire.

💡 Astuce mémo

Eucaryote compartimenté, bactérie non compartimentée

📖 2. Cytosol et adressage intracellulaire

★ À maîtriser

• Le cytosol représente environ la moitié du volume total de la cellule et constitue le site de la synthèse des protéines et du métabolisme intermédiaire.

• Les grosses particules et les vésicules diffusent lentement dans le cytosol et sont transportées activement par des protéines motrices associées au cytosquelette.

• Le cytosol participe à la glycolyse, à la voie des pentoses et à la synthèse du glycogène, et il constitue avec la mitochondrie l’un des deux sites de production d’énergie par l’ATP.

Compléments

• Le cytosol contient 85 % d’eau et environ 20 % de protéines rapportées à son poids.

• La SRP reconnaît les signaux d’adressage des protéines destinées au réticulum endoplasmique, tandis que la NLSBP se lie au signal d’adressage nucléaire et permet la traversée des pores nucléaires.

💡 Astuce mémo

Signal de tri → destination cellulaire

📖 3. Structure et fonctions du réticulum

🔑 Notions clés & Définitions

• Réticulum endoplasmique : Espace labyrinthique limité par une membrane, en continuité avec l’enveloppe nucléaire, dont la lumière occupe souvent plus de 10 % du volume cellulaire.

★ À maîtriser

📌 Le réticulum endoplasmique rugueux porte des ribosomes et synthétise les protéines membranaires ou destinées à la lumière des organites et à la sécrétion, tandis que le réticulum endoplasmique lisse est dépourvu de ribosomes.

• Dans les cellules de mammifères, l’importation de la plupart des protéines dans le réticulum endoplasmique commence avant la fin de leur synthèse, selon un mécanisme co-traductionnel.

• Les fonctions spécialisées du RE lisse concernent: la synthèse du cholestérol et des hormones stéroïdes, la production hépatocytaire de lipoprotéines, le métabolisme hépatocytaire des médicaments par les cytochromes P450, le stockage et la libération du calcium dans les cellules musculaires

Compléments

• La surface du réticulum endoplasmique représente environ 50 % de la surface membranaire totale de la cellule.

💡 Astuce mémo

RE rugueux : protéines ; RE lisse : lipides et fonctions spécialisées

📖 4. Synthèse lipidique et transferts membranaires

📝 Points essentiels

• La membrane du réticulum endoplasmique synthétise presque tous les lipides nécessaires aux nouvelles membranes cellulaires, notamment les phospholipides, le céramide et le cholestérol.

• La synthèse des phospholipides débute sur le versant cytosolique de la membrane du réticulum endoplasmique, puis la scramblase les transfère vers le feuillet luminal.

• Le céramide produit par le réticulum endoplasmique est exporté vers l’appareil de Golgi, où il sert de précurseur aux glycolipides et à la sphingomyéline.

📌 Les lipides et protéines transmembranaires circulent par vésicules entre le RE, le Golgi, les lysosomes et la membrane plasmique, tandis que les lipides destinés aux mitochondries ou aux peroxysomes peuvent être transférés directement par des protéines de transfert ou des zones de contact.

💡 Astuce mémo

RE → vésicules → Golgi → lysosomes ou membrane plasmique

📖 5. Organisation et glycosylation dans le Golgi

🔑 Notions clés & Définitions

• Appareil de Golgi : Empilement de saccules en forme de disques qui intervient dans la maturation des protéines et des lipides provenant du réticulum endoplasmique.
• Protéoglycanne : Constitué d’une chaîne protéique portant un ou plusieurs glycosaminoglycannes, souvent sécrétés dans la matrice extracellulaire ou fixés à la face externe de la membrane plasmique.

📝 Points essentiels

• L’O-glycosylation fixe des sucres sur le groupement hydroxyle de certaines sérines et thréonines des protéines dans les compartiments médian et trans du Golgi.

• La modification des chaînes N-glycosylées progresse séquentiellement dans le Golgi avec élimination de mannoses dans les compartiments cis et médian, ajout de N-acétylglucosamine dans le compartiment médian, puis ajout de galactose et d’acide sialique dans le compartiment trans.

💡 Astuce mémo

Cis → médian → trans

📖 6. Maturation protéolytique et produits du Golgi

★ À maîtriser

• La maturation protéolytique transforme progressivement des précurseurs polypeptidiques inactifs en molécules actives, avec des clivages débutant dans le compartiment trans du Golgi et se poursuivant dans les vésicules de sécrétion ou parfois dans le milieu extracellulaire.

• Dans le pancréas, la proinsuline est clivée par maturation protéolytique pour produire l’insuline active.

Compléments

• Les chaînes oligosaccharidiques des glycoprotéines peuvent les protéger de la digestion par les protéases et participer à l’adhésion intercellulaire via les sélectines.

💡 Astuce mémo

Précurseur inactif → protéolyse → molécule active

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des régions du réticulum endoplasmique