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TRAFIC VÉSICULAIRE INTRA-CELLULAIRE. 2 I.Les mécanismes moléculaires du transport par membrane et le maintien de la diversité des compartiments II.Transport.

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1 TRAFIC VÉSICULAIRE INTRA-CELLULAIRE

2 2 I.Les mécanismes moléculaires du transport par membrane et le maintien de la diversité des compartiments II.Transport à partir du reticulum endoplasmique à travers le Golgi III.Transport du TGN vers les lysosomes IV.Transport depuis la membrane plasmique vers l'intérieur de la cellule : endocytose V.Transport du TGN vers l'extérieur de la cellule : exocytose

3 3 IV - ENDOCYTOSE

4 4 Schéma routage

5 5 Introduction : formation d'une vésicule d'endocytose Capture de macromolécules ou particules ou cellules Le matériel est englobé dans une petite portion de membrane plasmique qui s'invagine puis s'individualise en une vésicule d'endocytose

6 6 Les deux types d'endocytose Pinocytose (boire) –Liquides et solutés –Vésicules de pinocytose – 150 nm –Toutes les cellules Phagocytose (manger) –Microorganismes ou cellules mortes –Vésicule = phagosome –Phagosome > 250 nm –Cellules spécialisées = phagocytes

7 7 Phagocytose = mode de nourriture Protozoaires = nourriture –Phagocytose phagosome lysosome digestion cytosol = nourriture Êtres multicellulaires : digestion extra- cellulaire importation des produits

8 8 Plan 1.Les cellules phagocytaires 2.Les manteaux 3.Endocytose spécifique par récepteurs 4.Les deux compartiments endosomaux 5.Recyclage vers la membrane plasmique 6.Les corps multivésiculaires 7.Transcytose

9 9 Plan 1.Les cellules phagocytaires 2.Les manteaux 3.Endocytose spécifique par récepteurs 4.Les deux compartiments endosomaux 5.Recyclage vers la membrane plasmique 6.Les corps multivésiculaires 7.Transcytose

10 10 Les phagocytes professionnels Trois types de cellules phagocytaires 1.Macrophages 2.Neutrophiles (microphages) 3.Cellules dendritiques Proviennent des cellules souches hématopoiétiques Phagosomes taille variable eg une cellule entière... Le phagosome fusionne avec les lysosomes dégradation sinon corps résiduel Parfois retour direct à la membrane plasmique

11 11 Macrophage Défense contre les infections et les micro-organismes Élimination des cellules mortes par apoptose Très important en quantité : cellules sanguines éliminées chaque jour

12 12 Fig Phagocytose par un macrophage de 2 cellules sanguines

13 13 Phagocytose Nécessite des récepteurs qui doivent être activés pour déclencher le processus de phagocytose Les meilleurs déclencheurs sont les anticorps Les AC forment un manteau autour des micro-organismes avec la partie Fc tournée vers l'extérieur...

14 14 Fig 24-??

15 15 Fig Phagocytose par un neutrophile

16 16 Autres facteurs déclenchant la phagocytose Complément Oligo-saccharides à la surface de certains microorganismes Cellules mortes par apoptose

17 17 Apoptose Une cellule morte par apoptose perd la distribution asymétrique de ses phospholipides dans sa membrane plasmique PS (chargée négativement) qui est normalement cytosolique devient externe Déclenche la phagocytose

18 18 Particules inertes Verre Latex Fibres d'asbestose

19 19 Pinocytose Continue Dans toutes les cellules Macrophage –25 % de son volume par heure –3 % de sa membrane par minute –100 % en 30 minutes Fibroblaste < (1 % par minute) Amibe > Surface de la membrane diminue –exocytose cycle endo-exocytique

20 20 Cycle endo-exocytaire Débute dans des puits revêtus de clathrine … Phénomène très rapide : ½ vie 1 minute Captation du fluide extra cellulaire

21 21 Plan 1.Les cellules phagocytaires 2.Les manteaux 3.Endocytose spécifique par récepteurs 4.Les deux compartiments endosomaux 5.Recyclage vers la membrane plasmique 6.Les corps multivésiculaires 7.Transcytose

22 22 Fig Formation de vésicules à clathrine 0,1

23 23 Importance des vésicules à clathrine 2500 vésicules par minute dans un fibroblaste

24 24 Autres vésicules de pinocytose en dehors de la clathrine Membrane plasmique cavéoles Se forment à partir des radeaux lipidiques de la membrane plasmique riches en cholestérol, glycosphingolipides et protéines liées par GPI

25 25 Fig 12-57

26 26 Fig Cavéoles de la membrane plasmique d'un fibroblaste On ne voit pas de manteau

27 27 Cavéoline Principale protéine de structure des cavéoles Protéine transmembranaire à plusieurs passages

28 28 Les cavéoles Contrairement à vésicules à clathrine, COPI ou COPII –Ce n'est pas le manteau de protéine qui permet l'invagination de la membrane –C'est la composition lipidique de la membrane de la cavéole qui permet l'invagination de la membrane Déversent leur contenu –Endosome ou un équivalent –Membrane plasmique d'en face (transcytose) Utilisées par certains virus pour entrer dans la cellule

29 29 Les cavéoles Suppl. data En cours…

30 30 Plan 1.Les cellules phagocytaires 2.Les manteaux 3.Endocytose spécifique par récepteurs 4.Les deux compartiments endosomaux 5.Recyclage vers la membrane plasmique 6.Les corps multivésiculaires 7.Transcytose

31 31 Les 2 types dendocytose Non spécifique (sans récepteur) Spécifique (avec récepteur) Trans Golgi lysosome Membrane plasmique endosome Concentration X 100 Le plus bel exemple : capture du cholestérol

32 32 Cholestérol La capture du cholestérol se fait le plus souvent par endocytose à récepteur spécifique pour fabriquer de la membrane Si elle est bloquée accumulation dans le sang plaques d'athérome

33 33 Fig molécules 1500 molécules 500 molécules daltons Une particule de LDL (Low Density Lipoprotein) : mode de transport du cholestérol dans le sang 3 millions de daltons pour l'architecture générale pour assurer la liaison spécifique entre la particule et le récepteur à la surface de la cellule pour l'architecture générale pour assurer la liaison spécifique entre la particule et le récepteur à la surface de la cellule

34 34 Fig (A) Récepteurs à LDL normal –Besoin de cholestérol fabrication de récepteur transmembranaire et insertion dans la membrane plasmique –Diffusion du récepteur dans la membrane et association à un puits à clathrine en cours de formation –Internalisation dans des vésicules recouvertes –Perte de la clathrine –Libération du contenu dans les endosomes précoces –Séparation de LDL et de son récepteur (pH acide) –Endosome tardif lysosome –Cholestéryl ester cholestérol libre

35 35 Fig (B) Récepteurs à LDL mutés –Cholestérol sanguin élevé –Soit tout le récepteur manque –Soit le domaine de liaison extra cellulaire manque –Soit le domaine de liaison intra cellulaire manque : pas d'internalisation

36 36 Spécificité des récepteurs Plus de 25 récepteurs pour l'endocytose spécifique Pour LDL le récepteur entre dans un puits recouvert même si le ligand n'est pas lié (cas le plus fréquent)

37 37 Peptide signal d'endocytose Présents dans les protéines membranaires Se lient aux adaptines pour leur intégration dans les puits à clathrine Quatre acides aminés : –Y-X-X-Ψ- Y = tyr X = AA polaire Ψ = AA hydrophobe Rencontré dans de nombreux récepteurs

38 38 Cas particulier : LDL-r La queue du récepteur possède un signal unique : Asn – Pro – Val – Tyr

39 39 Diversité des vésicules recouvertes Il peut y avoir jusqu'à 1000 récepteurs différents dans une même vésicule recouverte Tout arrive dans le même compartiment !

40 40 Plan 1.Les cellules phagocytaires 2.Les manteaux 3.Endocytose spécifique par récepteurs 4.Les deux compartiments endosomaux 5.Recyclage vers la membrane plasmique 6.Les corps multivésiculaires 7.Transcytose

41 41 Les deux compartiments endosomaux Mis en évidence en microscopie électronique en utilisant un traceur (peroxydase) Milieu extra-cellulaire tubes limités par une membrane direction vers le Golgi –Endosome précoce Périphérique sous la membrane plasmique En moins d'une minute –Endosome tardif Périnucléaire près du Golgi En 5 à 15 minutes Plus acide que le précoce

42 42 Circulation dans les compartiments endosomaux Endosome précoce endosome tardif lysosome destruction Endosome précoce membrane plasmique

43 43 Plan 1.Les cellules phagocytaires 2.Les manteaux 3.Endocytose spécifique par récepteurs 4.Les deux compartiments endosomaux 5.Recyclage vers la membrane plasmique 6.Les corps multivésiculaires 7.Transcytose

44 44 Les deux sorts des ligands Analogie –Golgi endosome tardif –Membrane plasmique endosome précoce Deux voies –Dissociation ligand – récepteur (environnement acide des endosomes) destruction du ligand dans le lysosome –Pas de dissociation ligand - récepteur le ligand suit le sort de son récepteur

45 45 Les trois sorts des récepteurs 1.Retour à la membrane plasmique qui leur a donné naissance recyclage 2.Membrane plasmique mais dans un autre domaine transcytose 3.Lysosomes où ils sont détruits dégradation Si le ligand reste lié à son récepteur dans l'endosome, il suivra le même chemin que son récepteur

46 46 Fig Trois devenirs possibles des récepteurs transmembranaires qui ont été endocytés

47 47 Quatre exemples de trafic de récepteur 1.Récepteur à LDL : recyclage du récepteur vers la membrane plasmique 2.Récepteur à la transférine : recyclage du récepteur avec le ligand 3.Récepteurs aux opiacées 4.Récepteur à l'EGF

48 48 Fig Endocytose des LDL (médiée par récepteurs) 1 cycle toutes les 10 minutes Vésicules à clathrine

49 49 2. Récepteur à la transférine : recyclage du récepteur avec le ligand Transférine = protéine soluble qui transporte le fer dans le sang Transférine-récepteur arrive dans le compartiment endosomal pécoce par endocytose spécifique Libération du fer mais ligand-récepteur restent liés La transférine qui a perdu son fer s'appelle apotransférine Apotransférine-récepteur est recyclé vers la membrane plasmique Dissociation de apotransférine-récepteur dans l'espace extra cellulaire Nouveau cycle… tout se passe sans les lysosomes

50 50 Fig Tri des protéines membranaires par endocytose Récepteurs 30 minutes après endocytose récepteurs à la transférine (recyclage) récepteurs opioïdes (dégradation dans les lysosomes)

51 51 3. Récepteurs aux opiacées Liaison ligand récepteur Arrive dans le compartiment endosomal précoce Direction vers le compartiment endosomal tardif Dégradation dans les lysosomes

52 52 4. Récepteur à l'EGF (receptor down-regulation) Liaison de EGF à EGF-r Accumulation dans des puits à clathrine EGF + EGF-r sont dégradés dans les lysosomes Diminution des EGF-r à la surface de la cellule Diminution de la sensibilité de la cellule à EGF (receptor down-regulation)

53 53 Plan 1.Les cellules phagocytaires 2.Les manteaux 3.Endocytose spécifique par récepteurs 4.Les deux compartiments endosomaux 5.Recyclage vers la membrane plasmique 6.Les corps multivésiculaires 7.Transcytose

54 54 Passage de l'endosome précoce vers l'endosome tardif Migration le long des microtubules vers le centre de la cellule Pendant la migration, nombreuses invaginations et formation de vésicules à l'intérieur de l'endosome Le nom de corps multivésiculaire (ou endosome multivésiculaire)

55 55 Fig Corps multivésiculaire dans une cellule végétale

56 56 Devenir des corps multivésiculaires Il y a recyclage vers la membrane plasmique tout le long du trajet Soit fusionnent entre eux Soit fusionnent avec des endosomes tardifs préexistants Et reçoivent des vésicules du réseau trans golgien (hydrolases acides) Deviennent des lysosomes

57 57 Fig Voie endocytaire de la membrane plasmique aux lysosomes

58 58 Rôle de tri des corps multivésiculaires Certaines protéines membranaires (EGF- EGF-r eg) qui arrivent dans les corps multivésiculaires doivent être détruites D'autres protéines membranaires qui arrivent dans les corps multivésiculaires ne doivent pas être détruites et être recyclées

59 59 Fig Séquestration de protéines endocytées dans les membranes internes des corps multi- vésiculaires (permet la destruction totale : protéine + récepteur + membrane)

60 60 Rôle de la mono-ubiquitinylation A lieu quand le récepteur activé est encore dans la membrane plasmique Facilite la capture des récepteurs dans les vésicules d'endocytose Permet l'invagination de la membrane du corps multivésiculaire

61 61 Rôle de la lipide kinase Phosphoryle le phosphatidyl inositol

62 62 Plan 1.Les cellules phagocytaires 2.Les manteaux 3.Endocytose spécifique par récepteurs 4.Les deux compartiments endosomaux 5.Recyclage vers la membrane plasmique 6.Les corps multivésiculaires 7.Transcytose

63 63 Transcytose Exemple : transport des anticorps du lait de la mère à travers l'épithélium intestinal…

64 64 Mécanisme Endosome périphérique Endosome de recyclage

65 65 Fig Transcytose

66 66 Endosome de recyclage Permet de réguler la sortie des protéines Exemple : transporteur de glucose dans les adipocytes et les cellules musculaires

67 67 Fig Stockage de protéines de la membrane plasmique dans des endosomes de recyclage

68 68 Cellule épithéliale Deux domaines –Baso latéral –Apical Deux compartiments endosomaux précoces –Baso latéral –Apical Un seul compartiment tardif –Dégradation dans les lysosomes

69 69 Fig Les deux compartiments endosomaux précoces d'une cellule épithéliale


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