Fiche de révision : Synthèse et transport des protéines

📋 Plan du Cours

1. Traduction et devenir cytoplasmique
2. Structure et fonctions du réticulum
3. Golgi et maturation des protéines
4. Transport vésiculaire et sécrétion
5. Lysosomes et dégradation cellulaire
6. Mitochondries et chloroplastes

📖 1. Traduction et devenir cytoplasmique

★ À maîtriser

• La traduction assemble les acides aminés en chaîne peptidique sur les ribosomes, à partir d’un ARNm, d’ARNt, d’acides aminés et d’enzymes.

• Le ribosome lit l’ARNm orienté de 5’ vers 3’ par groupes de trois nucléotides appelés codons, auxquels correspondent les anticodons portés par les ARNt.

• Les protéines cytoplasmiques peuvent être importées dans :
  • le noyau
  • les mitochondries
  • les chloroplastes
  • les peroxysomes

Compléments

• Les ribosomes sont des assemblages ribonucléoprotéiques composés d’ARN ribosomique et de protéines, et ne sont pas des organites.

• Les ribosomes libres peuvent se succéder sur un même ARNm pour former des polysomes, aussi appelés polyribosomes.

📖 2. Structure et fonctions du réticulum

★ À maîtriser

📌 Le réticulum endoplasmique rugueux est constitué de citernes, tandis que le réticulum endoplasmique lisse est constitué de tubules interconnectés.

• Le réticulum endoplasmique lisse assure : la synthèse des lipides, le stockage du calcium, le métabolisme des médicaments et la détoxification

• Le réticulum endoplasmique rugueux assure : la synthèse des protéines, la modification des protéines par N-glycosylation et formation de ponts disulfures, le contrôle qualité des protéines

• Les protéines destinées à la voie de sécrétion sont synthétisées dans le RER grâce à un peptide signal et sont libérées dans sa lumière si elles sont solubles ou insérées dans sa membrane si elles sont transmembranaires.

Compléments

• Le réticulum endoplasmique lisse et le réticulum endoplasmique rugueux sont interconnectés, et le RER est en continuité avec la membrane externe de l’enveloppe nucléaire.

• La N-glycosylation participe à :

  • la protection des membranes
  • la reconnaissance intercellulaire
  • la réception de signaux extracellulaires

💡 Astuce mémo

RER en citernes pour les protéines ; REL en tubules pour les lipides

📖 3. Golgi et maturation des protéines

★ À maîtriser

• L’appareil de Golgi est constitué de saccules aplatis, possède une face cis orientée vers le RER et une face trans orientée vers la membrane plasmique, et forme des vésicules à ses extrémités.

• L’appareil de Golgi trie les protéines vers leur destination finale, notamment la membrane plasmique, le milieu extracellulaire ou les lysosomes.

• L’appareil de Golgi assure également : la maturation des sucres N-liés aux protéines, des modifications protéolytiques de certaines protéines, la concentration de protéines dans certaines vésicules de transport, la glycosylation des lipides, l’assemblage des lipoprotéines

Compléments

• L’appareil de Golgi comprend quatre compartiments :
  • cis
  • médian
  • trans
  • TGN

💡 Astuce mémo

Cis, médian, trans, puis TGN

📖 4. Transport vésiculaire et sécrétion

★ À maîtriser

• Le transport vésiculaire comprend l’évagination de la membrane du compartiment donneur, la formation puis le détachement de la vésicule, son déplacement dans la cellule et sa fusion avec le compartiment accepteur, où elle déverse son contenu.

• Le TGN trie les protéines vers la membrane plasmique pour les protéines transmembranaires, vers le milieu extracellulaire pour les protéines solubles sécrétées et vers les lysosomes pour les enzymes lysosomales appelées hydrolases acides.

📌 La sécrétion constitutive est continue et sans signal, tandis que la sécrétion régulée attend un signal ou un stimulus pour libérer son contenu à l’extérieur.

Compléments

• Le transport antérograde conduit les protéines vers la membrane plasmique et l’extérieur de la cellule grâce au transport vésiculaire.

• Dans les cellules β du pancréas, la maturation de l’insuline comprend la formation de ponts disulfure dans le RER puis un clivage peptidique dans l’appareil de Golgi.

💡 Astuce mémo

Bourgeonnement, détachement, déplacement, fusion

📖 5. Lysosomes et dégradation cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Lysosome : Compartiment vésiculaire délimité par une membrane, de 0,05 μm à 0,5 μm de diamètre, dont le pH est de 5 et qui contient de nombreuses enzymes appelées hydrolyses acides.

★ À maîtriser

• Une pompe à protons consomme de l’ATP pour transporter des protons contre leur gradient chimique et maintenir le pH intralysosomal à 5.

• Les hydrolyses acides digèrent les constituants cellulaires dans le lysosome, qui est le lieu de la dégradation cellulaire.

Compléments

• Le fractionnement cellulaire sépare les organites selon leur taille et leur densité grâce à une succession de centrifugations différentielles.

• La séparation sur gradient de densité utilise un surnageant post-nucléaire sur gradient de saccharose pour séparer les organites selon leur taille et leur densité.

💡 Astuce mémo

Pompe à protons → pH acide → activité des hydrolyses

📖 6. Mitochondries et chloroplastes

★ À maîtriser

• La mitochondrie est issue de l’endosymbiose d’une bactérie et est un organite allongé d’environ 1 μm de diamètre, limité par deux membranes séparées par un espace intermembranaire.

• Le chloroplaste est issu de l’endosymbiose d’une cyanobactérie il y a environ 1,5 milliard d’années et se trouve chez les végétaux photosynthétiques, notamment les algues et les plantes.

• Dans les mitochondries et les chloroplastes, les organites synthétisent 5 % de leurs protéines et les 95 % restantes sont importées après avoir été codées par l’ADN génomique du noyau.

Compléments

• La membrane interne de la mitochondrie forme des replis appelés crêtes, et la matrice contient l’ADN mitochondrial ainsi que des mitoribosomes.

• Le réseau mitochondrial est dynamique et peut se fragmenter par fission ou se réunir par fusion.

• Le chloroplaste est un organite vert, ovoïde ou lenticulaire, de 5 à 10 μm de long, limité par une double membrane et contenant un stroma, des thylakoïdes, de l’ADN chloroplastique et des plastoribosomes.

💡 Astuce mémo

Mitochondrie issue d’une bactérie ; chloroplaste issu d’une cyanobactérie