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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 réticulum endoplasmique à travers le Golgi III.Transport du TGN vers les lysosomes IV.Transport de la membrane plasmique vers l'intérieur de la cellule : endocytose V.Transport du TGN vers l'extérieur de la cellule : exocytose

3 TRAFIC VÉSICULAIRE INTRA CELLULAIRE III - Transport du Golgi vers les lysosomes

4 4 Routage p739

5 5 A la sortie du réseau trans du Golgi •Lysosomes  mécanisme connu •Membrane plasmique  mécanisme inconnu •Sécrétion  mécanisme mal connu •

6 6 Lysosomes •Sacs d'enzymes uniques –hydrolases acides –pH luminal  5 –40 types : protéases, nucléases, glycosidases, lipases, phospholipases, phosphatases, sulfatases •Membrane unique –laisse passer les produits d'hydrolyse dans le cytosol –pompe à H + –protéines membranaires hautement glycosylées (protection des protéases de la lumière)

7 7 Fig •Lysosomes –Si les enzymes s'échappent dans le cytosol, ils ne seront pas actifs puisque pH cytosol  7,2 –Entrées •Protéines de membrane du lysosome •Enzymes lysosomiales –Sorties •Produits de digestion vers le cytosol

8 8 Fig ème éd Ly Lysosomes Endosomes Sonde dont la fluorescence dépend du pH •pH des lysosomes

9 9 Christian de Duve at the Rockefeller University behind a centrifuge equipped with the Beaufay device Prix Nobel en 1974 partagé avec Albert Claude et George Palade Découverte des lysosomes

10 10 Définition des lysosomes •Définition biochimique •Morphologie très diverse –forme –taille … •Mise en évidence biochimique •Présents chez tous les eucaryotes

11 11 Fig •Visualisation histochimique des lysosomes : phosphatase acide

12 12 Lysosomes des plantes •Grosses vacuoles jusqu'à 90% du volume de la cellule •Organite de stockage •Contrôleur de la pression pour empêcher la plante de se flétrir •Adaptation à manque d'eau, variation de pH, …

13 13 Contenu des vacuoles •Caoutchouc •Opium •Ail •Nourriture dans les graines •Pigments d'anthocyanine des fleurs … •Piège pour les insectes qui pollinisent •Poison contre les prédateurs

14 14 Fig •Vacuole des cellules végétales •Tonoplaste = membrane de la vacuole •Vacuole des cellules végétales •Tonoplaste = membrane de la vacuole

15 15 Fig •Augmentation de volume de la cellule sans augmentation du volume du cytosol

16 16 Voies de dégradation dans les lysosomes •Enzymes digestives : RE  Golgi  lysosomes •Substances à digérer : 3 sources –Endocytose : endosomes précoces / tardifs –Autophagie : autophagosome  lysosome ou endosome tardif –Phagocytose : phagosome des cellules spécialisées (macrophage et neutrophiles)

17 17 Les 2 types de trafic dans les lysosomes •Dégradation dans la lumière –Endocytose –Autophagie –Phagocytose –(Transport direct dans le lysosome à travers sa membrane) •Constituants du lysosome –Membrane –Enzymes (hydrolases acides)

18 18 Fig •Trois voies de dégradation dans les lysosomes

19 19 Tri des protéines lysosomiales dans le TGN •Protéines lysosomiales –Hydrolases –Protéines membranaires •RE  Golgi  vésicules de transport  endosomes tardifs  lysosomes

20 20 Comment se fait la reconnaissance de ces protéines ? •Réponse connue pour les hydrolases •Signal de reconnaissance : mannose 6- phosphate (M6P) •Signal ajouté aux hydrolases •Dans le réseau cis du Golgi •M6P-r dans le TGN  vésiculation grâce à clathrine et adaptine

21 21 fig •Structure du mannose 6 P sur une enzyme lysosomiale

22 22 La navette du M6P-r •Le pH –Se lie au M6P à pH 6,5 – 6,7 dans le réseau trans du Golgi –Quitte le M6P à pH 6 dans l'endosome tardif •Quand le pH des endosomes baisse au cours de leur maturation, l'hydrolase peut accomplir son action •Le M6P – r retourne dans des vésicules pour revenir au réseau trans du Golgi pour être réutilisé

23 23 Fig (1 de 2) •Transport des nouvelles hydrolases aux lysosomes

24 24 Fig (2 de 2) •Transport des nouvelles hydrolases aux lysosomes

25 25 Fig (1 de 2) •Transport des nouvelles hydrolases aux lysosomes

26 26 La navette du M6P-r •Présence de signal dans la queue cytosolique du M6P-r pour assurer la navette •Ressemble à la navette du KDEL-r

27 27 Erreurs •Certaines hydrolases même marquées avec M6P vont à la surface où elles sont récupérées par le M6P-r qui fait un détour par la membrane plasmique •Elles reviennent par endocytose spécifique

28 28 Pourquoi M6P n'est-il ajouté que sur les hydrolases à destination lysosomiale ? •Reconnaissance de l'hydrolase par l'enzyme golgienne qui ajoute le M6P •Or toutes les glycoprotéines qui quittent le RE ont les mêmes chaines N-liées  •Le signal est ailleurs  •C'est un signal patch

29 29 Fig ème éd Mannose 6-phosphate •Synthèse du marqueur M6P sur une hydrolase lysosomiale –1ère étape : spécifiquement activé par un signal patch présent sur l'hydrolase lysosomiale –2ème étape : non spécifique •Se fait dans le cis Golgi  protège ces mannoses des mannosidases du médian Golgi

30 30 Fig (1 de 2) •Reconnaissance d'une hydrolase lysosomiale Deux sites •Catalytique •reconnaissance

31 31 Fig (2 de 2) Reconnaissance d'une hydrolase lysosomiale

32 32 Pathologie lysosomiale •Maladies de surcharge lysosomiales •Maladies génétiques portant sur les hydrolases  •Accumulation des substrats non digérés •Désordres neurologiques graves •Maladie de Hurler –Manque le gène de destruction des glycosaminoglycannes

33 33 Le plus grave : maladie à inclusions (récessif) (1 de 2) •Presque toutes les enzymes hydrolytiques manquent  accumulation et inclusion •Les enzymes sont sécrétées dans le sang au lieu d'aller dans les lysososmes •Mauvais tri dans le Golgi •N-acétylglucosamine transférase défectueuse ou manquante •Pas de phosphorylation dans le cis Golgi  mauvaise ségrégation dans le réseau trans du Golgi  sécrétion en surface

34 34 Le plus grave : maladie à inclusions (récessif) (2 de 2) •L'hépatocyte possède ses enzymes lysosomiales  •Autre voie pour diriger les hydrolases vers les lysosomes : laquelle ?? •Les protéines membranaires des lysosomes sont triées par une autre voie que le M6P

35 35 Exocytose des lysosomes •= sécrétion lysosomiale = défécation cellulaire •Élimination de débris indigestibles •Le lysosome fusionne avec la membrane plasmique •Reste marginal

36 36 Cas particulier : le mélanocyte •Stocke les pigments dans ses lysosomes •Ces lysosomes s'appellent mélanosomes •Fusionnent avec la membrane plasmique et libèrent leur pigment dans l'espace extra- cellulaire par exocytose •Ce pigment est repris par les kératinocytes  pigmentation de la peau •Si pas d'exocytose des mélanosomes  albinisme (hypopigmentation)

37 37 Résumé


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