C- Compartiment et transport III 26 dec

B-Transport vésiculaire dans voies de sécrétion et d’endocytose

Les voies de sécrétion et d’endocytose

[Formation a partir du RE][Caractéristiques générales

du trafic vésiculaire]

Toute molécule qui voyage le long de voie de biosynthèse /sécrétion traverse de

multiples compartiments ,peut être:

modifiée par une série d’étapes contrôlées, stockée selon besoin, puis libérée au niveau d’un domaine spécifique de la

surface cellu par exocytose.

Transport vésiculaire .Les vésicules de transport bourgeonnent à partir d’un compartiment et fusionnent avec un autre.

Bourgeonnement

Fusion

Transport sélectif par l’intermédiaire de vésicules recouvertes de clathrine.

Structure d’un manteau de clathrine.Composé de 36 triskèles organisés en un réseau

Protéines adaptatrices (en bleu)

Réf:14 Pollard T-D

Différents types de vésicules recouvertesType de vésicule Protéines Origine DestinationRecouverte du manteau

•Recouverte clathrine + AG Lysosomes

de clathrine adaptine1 (via endosomes)

•Recouverte clathrine+ membrane endosomesde clathrine adaptine 2

•Recouverte protéines RE AGde COP COP Citerne golgi Citerne golgi

Trafic très organisé

Voie biosynthèse –sécrétion :centrifuge (RE AG surface cellu)

avec une déviation menant aux lysosomes

Voie d’endocytose : centripèteMb plasmique endosomes et des lysosomes

Compartiments sont tous en communication constante les

uns avec les autres

au moins en partie par l’intermédiaire des vésicules de transport VT

bourgeonnent continuellement d’une mb pour fusionner avec une autre.

Bourgeonnement d’une vésicule COPII à partir du RE.A.Activation par GEF Sec 12 ;B. Sar1 –GTP recrute le chargement , lesB. facteurs d’arrimage , et de fusion vésiculaires ainsi que l’ élément de revêtement pour constituer complexe de fusion ciblée..C.sec31/13 associe complexe au réseaux de revêtement. D. bourgeonnement E. libération du revêtement.

Machinerie générale de ciblage et d’amarrage par les complexes SNARE .A. Facteurs d’ancrage et les protéines SNARE (complexe). B et C interaction entre une vésicule et sa mb cible ,formation de paires trans –SNARED. Hydrolyse de Rab GTP entraine fusion . E . Fusion

Un modèle courant d’arrimage d’une vésicule de transport.

*SNARE: protéines de marquage spécifiques/ v:vésiculaire, t :complémentaire

Illustration des mécanismes moléculaires de fusion.La fusion des granules sécrétoires avec mb Capacitance ( mesure superficie mb) en raison de +des mb par intégration progressive de granules.

Apparition poreinstable petit

Diamètre

S’ouvre et se ferme plurs fois

avant de se dilater de façon

irréversible

RETCULUM ENDOPLAIQUE

CYTOSOL

GOLGI

Transport depuis le RE à travers AG

RETICULUM ENDOPLASMIQUE

TransitionRE AG

Polarité structurale et fonctionnelle.

Compartimentation fonctionnelle de l’AG

Cis Golgi reçoit les vésicules du RE, trier contenu: recyclage RE/empillement

Siège de la plupart activités métaboliquesProtéines remaniées/lipides/polysaccharides

Trans –Golgi: dérnières étapes de la maturation de tri et de répartition

Protéine sécrétoire

Récepteurdes protéines résidentes du RE

Protéine résidente du RE

Mécanisme utilisé pour retenir certaines protéines résidentes dans RE

Réf 1: ALBERTS (B) ,

[ Role du cytosquelette dans transport du RE vers le Golgi]

Des moteurs moléculaires aident le mouvement des vésicules et des tubules

contenant des chargememts

Migrent le long des microtubules La dépolymerisation des microtubules

par agents comme nocodazole

Dispersion rapide des compartiments de golgi à travers la cellu

La mise en oeuvre de microtubules et de protéines motrices pour

accélérer la migration des conteneurs

a permis de résoudre des problèmes majeurs de trafic intracellulaire

(Le site de biosynthèse de chargement dans RE peut étre très éloigné de sa

destination finale (de ≈ microns à plusieurs m dans axones)

microtubule

Voie aller

Voie retour

[Organisation du réseau TGN]

[Itinéraires de trafic à partir du TGN]

[Biogenèse des lysosomes]

[Transport constitutif du TGN vers mb plasmique]

Réf 14 : Pollard (T-D)

Reconstructions tridimensionnelles de l’AG.Organisation tubulovésiculaire du TGN , sa fonction de trise traduit par de nombreux bourgeons qui présentent des revêtements distincts .A. Vue simplifiée d’un empilement de citernes du Golgi et du TGN sur le versant trans.B. Vue comportant plusieurs vésicules sur face cis et trans .

[Organisation du réseau TGN]

[Itinéraires de trafic à partir du TGN]

[Biogenèse des lysosomes]

[Transport constitutif du TGN vers mb plasmique]

Divergence des chargements de biosynthèse /exocytose au niveau du TGN.A à F .Le chargement destiné à la sécrétion ou à des sites intracellu ≠ est trié et conditionné dans des VT ≠

[Organisation du réseau TGN]

[Itinéraires de trafic à partir du TGN]

[Biogenèse des lysosomes]

[Transport constitutif du TGN vers mb plasmique]

Voie de tri empruntées par les récepteurs du mannose 6 phosphate .

Récepteurs vehiculent hydrolases lysosomales

du TGN empruntant les endosomes

Lysosomes avant de retourner au TGN

RETCULUM ENDOPLAIQUE

GOLGI

CYTOSOL

LYSOSOME

Transport depuis le réseau trans-golgien

Vers les lysosomesENDOSOME

Un lysosome. Les hydrolases acides sont enzymes hydrolytiques actives dans conditions d’acidité . La lumière du lysosome maintenue à un PH acide par une H+ ATPase de la mb qui pompe H+ vers la lumière du lysosome.

Très grande hétérogénéité de lysosomes:Taille/ organisation/ nature du contenu

Très riches en enzymes hydrolytiques

Si mb altérée

Destruction de tous les constituants cellulaires

(organite suicide)

3 voies de dégradation dans les lysosomes . Chaque voie conduit à la digestion intracellu de matériaux provenant de sources ≠.

Compartiments résultant de ces

3 voies morphologie ≠:

Phogosome Endosome

Autophagosome

[Organisation du réseau TGN]

[Itinéraires de trafic à partir du TGN]

[Biogenèse des lysosomes]

[Transport constitutif du TGN vers mb plasmique]

L’exocytose des protéines se fait selon 2 voies:

Permanente (voie constitutive):commune à toutes les cellules euc.

Contrôlée : réservée aux cell sécrétrices spécialisées qui répondent à un stimuli précis

[Transport constitutif du TGN vers mb plasmique]

RETCULUM ENDOPLAIQUE

GOLGI

SURFACE CELLULAIRE

CYTOSOL

VESICULES SECRETION

Transport depuis le réseau trans-golgien

Vers surface cellu: exocytose

Les voies contrôlée et constitutive de l’exocytose

Dans les cellules eucaryotes , il y a un flot continu de V qui bourgeonnent du réseau trans-golgi et fusionnent avec mb plasmique.

Cette voie constitutive fournit à mb plasmique lipides et protéines nouvellement fabriqués.

La voie d’exocytose contrôlée ne fonctionne que dans cellules spécialisées dans sécrétion ;

Ex: glu dans sang ,signale aux cellu pancréas de secréter hormone insuline.

Exocytose d’une vésicule de sécrétion.Micrographie électronique ,libération de l’insuline à partir d’une vésicule de sécrétion d’une cellule βdu pancréas.

Les voiesd’endocytose

VESICULES DE SECRETION

RETICULUM ENDOPLASMIQUE

GOLGI

La cellule euc fait l’objet d’un énorme trafic mb par

l’exocytose permanente

compensée par endocytose pour maintenir

constante surface mb plasmique

Capture de grande particule: phagocytose Capture substances fluide/ solutés petite taille :pinocytose

Cellules euc utilisent endocytose pour capturer des molécules extracellulaires

venant de mb plasmique en les englobant dans vésicules ou vacuoles

Pour se nourrir, se défendreMais: toxines , virus, bactéries

pathogènes , protozoaires peuvent détourner ce mécanisme

pour pénétrer dans cellule.

Micrographies et schémas illustrant 5 modèles d’entrée dans la cellule différents par leur structure et leur mécanisme . La taille et la structure de chaque vésicule d’endocytose sont variables.

La cellule peut englober du liquide du milieu extracellulairepar macropinocytose , la cellule émet un prolongement mb extracellu

L’endocytose dépendante de la clathrine: utilisée par toutes les cellu euc pour assimiler des nutriments essentiels comme fer, cholestérol et pour éliminer du milieu extracellu des mol potentiellement toxiques ;(hormones nécessaire de façon transitoire). Fait intervenir des récepteurs de mb plasmique qui concentrent les ligands.

Sites spécialisés

= Puits

Cycle d’endocytose médié par récepteur dans des vésicules à clathrine

Un type de vésicules proposé comme mécanisme d’entrée du liquide extracellulaire, (comme ceux à clathrine et vésicules de macropinocytose ).Mais ce type de vésicule est mal connu.

Vésicules ou invaginations de petite taille, dans presque toutes les cellu animales . Leur revêtement spécifique est un auto assemblage d’une protéine mb interne la cavéoline qui a affinité élevée pour cholestérol.les calvéoles sont riches en cholostérol et en glycosphingolipides ,constituent un sous ensemble de radeaux de mb .

Réservée aux cellules mobiles comme amibes, ou chez organismes supérieurs , macrophages et polynucléaires neutrophiles. Médié par un récepteur, des particules grande taille comme levures ou bactéries encerclés par mb de cellu phagocytaire . Rôle important: mécanismes de défense de l’ hôte contre l’invasion par les pathogènes.

Mécanisme moléculaire de la phagocytose d’une bactérie par un macrophage

Phagocytose:4 étapes

1-La fixation (reconnaissance)

2-L’enveloppement

3- La fusion avec l’enveloppe

4- La dégradation

Phagocytose d’une bactérie en voie de division par un leucocyte.Le leucocyte a des projections étendues de sa surface ,qui enveloppent progressivementla bactérie.

Micrographie électronique à balayage d’un macrophage de souris en train de phagocyter 2 globules rouges chimiquement altérés.

Flèches rougesextrémités des Pseudopodes macrophages

[Endosomes et voie d’endocytose]

Les vésicules de pinocytose , issues des voies dépendantes ou

indépendantes de la clathrine,

fusionnent avec les éléments du compartiment endosomal pour

livrer leur chargement.

Les endosomes constituent les principaux compartiments de tri de voie d’endocytose

structure pléiomorphe composée d’un ensemble : vésicules, vacuoles, tubules et corps multi vésiculaires

On distingue 4 classes en fonction de :- cinétique de capture des marqueurs d’endocytose-Localisation dans cellu-Morphologie-Profil de marqueurs biochimiques (fig)

A. Recyclage direct(cytoplasme périphérique)

Mat

urat

ion

endo

som

ique

Trafic des constituants mb dans la voie d’endocytose.Les mb et les chargements internalises sont véhicules vers les structures tubulovésiculaires des endosomes précoces

Virus et toxines disposent de plusieurs voies de pénétration dans la cellule

[ conclusion]Le trafic intracellulaire met en évidenceLa dynamique des structures cellulaires (masquée par nos méthodes d’analyse

habituelle)

Cette dynamique est la condition de l’existence, du

fonctionnement et du maintien à long terme des structures cellulaires mb

doncindispensable à la physiologie cellulaire.

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