Fiche de révision : Système endomembranaire et trafic protéique

📋 Plan du Cours

1. Organisation du système endomembranaire
2. Réticulum endoplasmique granuleux
3. Réticulum endoplasmique lisse
4. Appareil de Golgi
5. Vésicules et compartiments digestifs
6. Traduction des protéines
7. Maturation et adressage protéique
8. Exocytose et équilibre membranaire
9. Voies d’endocytose
10. Endocytose du cholestérol

📖 1. Organisation du système endomembranaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Système endomembranaire : Ensemble de sacs et de vésicules membranaires de formes et de tailles variées, chacun assurant un rôle particulier dans la cellule.

📝 Points essentiels

• Le système endomembranaire comprend trois grandes familles:
  • le réticulum endoplasmique
  • l’appareil de Golgi
  • les vésicules et autres compartiments membranaires associés

📖 2. Réticulum endoplasmique granuleux

🔑 Notions clés & Définitions

• Réticulum endoplasmique : Réseau de membranes cytoplasmiques généralement situé près du noyau et composé de réticulum endoplasmique granuleux et de réticulum endoplasmique lisse.
• Réticulum endoplasmique granuleux : Membrane portant des ribosomes responsables de la traduction de l’ARN messager en protéines.

📝 Points essentiels

• Le REG représente généralement entre 20 et 60 % de la surface des membranes du système endomembranaire, et cette proportion augmente dans les cellules sécrétrices.

• Les cellules exocrines du pancréas possèdent un REG très développé pour produire les grandes quantités de protéines présentes dans les sucs pancréatiques.

💡 Astuce mémo

REG avec ribosomes et protéines ; REL sans ribosomes et lipides

📖 3. Réticulum endoplasmique lisse

🔑 Notions clés & Définitions

• Réticulum endoplasmique lisse : Membrane dépourvue de ribosomes qui stocke et libère le calcium, synthétise des lipides et participe à la détoxication.

★ À maîtriser

• Le REL stocke les ions calcium puis les libère dans le cytoplasme lorsque la cellule en a besoin, ce qui peut déclencher la contraction musculaire.

• Le REL participe à la synthèse des lipides membranaires et de molécules dérivées du cholestérol, notamment les œstrogènes, la progestérone, la testostérone et le cortisol.

Compléments

• Dans les hépatocytes, les cytochromes P450 du REL transforment l’alcool, les médicaments et les drogues en composés plus hydrosolubles et donc plus facilement éliminables.

💡 Astuce mémo

Stockage du calcium → signalisation et contraction

📖 4. Appareil de Golgi

🔑 Notions clés & Définitions

• Appareil de Golgi : Camillo Golgi - Organite formé d’empilements de sacs membranaires aplatis appelés dictyosomes, généralement situé près du noyau et du réticulum endoplasmique.

★ À maîtriser

📌 La face cis du dictyosome, convexe et orientée vers le noyau et le réticulum endoplasmique, reçoit les vésicules, tandis que la face trans, concave et orientée vers la membrane plasmique, exporte les vésicules.

• Les protéines traversent les citernes du Golgi, où elles sont modifiées, maturées, triées et emballées dans des vésicules destinées à leur compartiment final.

Compléments

• Un dictyosome comporte constamment 3 à 10 citernes associées à de nombreuses vésicules de transport.

💡 Astuce mémo

REG → face cis → citernes → face trans

📖 5. Vésicules et compartiments digestifs

🔑 Notions clés & Définitions

• Endosome : Compartiment issu de l’endocytose dont le pH acide est de 5 et qui commence à modifier ou dégrader les molécules internalisées.
• Lysosome : Compartiment contenant des hydrolases acides capables de dégrader les lipides, les glucides, les protéines et les acides nucléiques dans un milieu maintenu à pH 5 par une pompe à protons.

📝 Points essentiels

• 🔄 Le trafic vésiculaire suit trois étapes:
  1. l’invagination de la membrane donneuse
  2. le bourgeonnement de la vésicule
  3. la fusion avec le compartiment receveur

📌 L’hétérophagie dégrade des molécules ou particules provenant du milieu extracellulaire, tandis que l’autophagie dégrade des composants ou organites internes de la cellule.

💡 Astuce mémo

Bourgeonnement → transport → fusion

📖 6. Traduction des protéines

🔑 Notions clés & Définitions

• Traduction : Décodage de l’information génétique de l’ARN messager, du langage nucléotidique au langage des acides aminés, afin de fabriquer une protéine.

📝 Points essentiels

• Le code génétique est universel et dégénéré : 64 codons codent 20 acides aminés, de sorte qu’un même acide aminé peut être codé par plusieurs codons.

• La traduction commence au codon AUG et s’arrête lorsqu’un des codons stop UAG, UGA ou UAA est rencontré.

• La traduction comprend l’initiation sur AUG, l’élongation par lecture de l’ARN messager dans le sens 5’–3’ et la terminaison sur un codon stop avec libération de la chaîne peptidique.

💡 Astuce mémo

Initiation → élongation → terminaison

📖 7. Maturation et adressage protéique

★ À maîtriser

• Lorsqu’un peptide signal est détecté, il s’insère dans un translocateur du réticulum endoplasmique, qui laisse passer la chaîne polypeptidique dans la lumière du RE avant le clivage du peptide signal et le repliement de la protéine.

• La N-glycosylation commence dans le réticulum endoplasmique, tandis que l’O-glycosylation se déroule dans l’appareil de Golgi et participe à l’adressage final.

• Les protéines sont orientées vers quatre destinations principales:

  • les lysosomes
  • le cytoplasme
  • la membrane plasmique
  • le milieu extracellulaire

Compléments

📌 Les protéines chaperons contrôlent le repliement en se liant aux segments hydrophobes exposés ; un mauvais repliement entraîne le marquage de la protéine pour sa destruction par les lysosomes.

💡 Astuce mémo

Translocation → repliement → glycosylation → adressage

📖 8. Exocytose et équilibre membranaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Exocytose : Processus qui transporte hors de la cellule des molécules synthétisées par celle-ci et constitue l’inverse de l’endocytose.

★ À maîtriser

📌 La sécrétion constitutive est continue et présente dans toutes les cellules, tandis que la sécrétion contrôlée stocke les molécules dans des vésicules et ne les libère qu’après un signal spécifique.

📌 L’endocytose compense l’ajout de membrane plasmique provoqué par l’exocytose et maintient ainsi l’équilibre dynamique de la surface cellulaire.

Compléments

• Dans les cellules acineuses du pancréas exocrine, les protéines sont synthétisées par un RER basal développé, transitent par le Golgi, puis sont stockées dans des grains de zymogène libérés dans la lumière apicale après stimulation.

💡 Astuce mémo

Sécrétion constitutive continue ; sécrétion contrôlée déclenchée par un signal

📖 9. Voies d’endocytose

🔑 Notions clés & Définitions

• Phagocytose : Ingestion sélective de grosses particules solides ou de cellules entières par des cellules spécialisées appelées phagocytes.

★ À maîtriser

• Lors de la phagocytose, le phagocyte adhère au microbe, l’entoure avec des lamellipodes pour former un phagosome, fusionne celui-ci avec un lysosome, digère le microbe puis expulse les résidus par exocytose.

📌 La pinocytose capture de manière non sélective des gouttelettes de liquide extracellulaire, tandis que l’endocytose médiée par des récepteurs concentre sélectivement une macromolécule ciblée.

Compléments

• Les phagocytes cités sont:
  • les macrophages
  • les granulocytes
  • les neutrophiles

💡 Astuce mémo

Phagocytose des particules, pinocytose du liquide, récepteurs des cibles

📖 10. Endocytose du cholestérol

★ À maîtriser

• L’endocytose des LDL comprend la liaison au récepteur, l’invagination recouverte de clathrine, la dénudation, la fusion avec un endosome, le recyclage du récepteur et la digestion lysosomale de la particule.

• L’acidité de l’endosome provoque la dissociation de la particule LDL et de son récepteur, permettant le recyclage du récepteur vers la membrane plasmique.

Compléments

• Les enzymes hydrolytiques du lysosome dégradent la particule LDL et libèrent du cholestérol libre réutilisable dans le cytosol.

💡 Astuce mémo

Liaison LDL → clathrine → endosome → recyclage → lysosome

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des voies d’endocytose