La membrane est une structure étanche aux molécules hydrophiles (aqueuses) et perméable aux petites molécules hydrophobes The physical properties of phospholipids account for membrane assembly and many of its properties.

Transduction de signal : Des ligands (interféron, facteurs de croissance, hormones, etc…) extracellulaires peuvent se lier à des récepteurs membranaires qui transmettent directement ou indirectement des signaux vers l’intérieur de la cellule Mais il faut aussi faire entrer certaines molécules dans la cellule !!! Oxygène, CO2, ions (Na, K, Ca), acides aminés, sucres

Transport passif Transport actif OXYGEN CO2 GLUCOSE Acides aminés Ions (Ca, Na)

Mais comment faire entrer en quantité des fluides dans une cellule ? PINOCYTOSE Ces petites invaginations de membrane ont lieu de façon continue dans les cellules et permettent une captation régulière du fluide extracellulaire

Pour d’autres molécules, il existe des voies d’entrée qui impliquent des récepteurs de membrane spécifiques : ENDOCYTOSE

Endocytose : comment créer une vésicule intracellulaire se séparant de la membrane ?

Les vésicules d’endocytose ont une structure dite « recouverte » CLATHRINE

Les vésicules d’endocytose sont recouvertes de clathrine

Une fois le ligand associé à son récepteur, une adaptine fait le lien entre récepteur et clathrine Ligand Récepteur Adaptine Clathrine

La clathrine a pour fonction de courber la membrane

L’endocytose est bloquée dans ces cellules défectueuses pour la dynamine DYNAMINE

Espace extracellulaire Elimination de la clathrine RECYCLAGE ENDOSOME PRECOCE pH 5.0 ENDOSOME TARDIF pH 5.0 Cytoplasme LYSOSOME

Fe Fe Fe Exemple du transport du fer : le fer n’est jamais libre dans les fluides extracellulaires, il est transporté par une protéine, la transferrine Apo-transferrine Ferro-transferrine 3+ 3+ Fe Fe 3+ Fe

Le fer, associé à la ferro-transferrine, se lie à un récepteur membranaire, le récepteur de la transferrine Le complexe Fer/ transferrine/ récepteur est alors capté par la cellule par endocytose

L’acidification du pH permet la libération du Fer de la ferro-transferrine Le récepteur et le transporteur sont alors recyclés vers la surface cellulaire

L’entrée de cholestérol se fait de la même façon

L’endocytose permet aussi de recycler des récepteurs ayant lié un ligand (arrêt de la transduction de signal) adapteur

PHAGOCYTOSE Certaines cellules immunitaires (macrophages) peuvent capter des fragments cellulaires (corps apoptotiques) ou des bactéries : PHAGOCYTOSE

La vésicule de phagocytose va fusionner avec le lysosome (phagosome)

Le lysosome contient de nombreuses enzymes qui auront pour fonction de dégrader les bactéries et les corps apoptotiques

EXOCYTOSE : la cellule peut aussi expulser des molécules solubles (hormones, enzymes, molécules immunitaires, etc…)

Les mastocytes contiennent des vésicules d’histamine

Des vésicules d’acétylcholine permettent la transmission de l’influx nerveux entre neurones

Quel est le trafic intracellulaire des protéines excrétées ?

Les gènes sont transcrits en ARN messagers dans le noyau. Les ARNm sont ensuite transférés dans le cytoplasme Pore nucléaire

Les protéines excrétées seront traduites à la surface du réticulum endoplasmique Cytoplasme Réticulum endoplasmique rugueux

Dans le réticulum: Premières étapes de glycosylation des protéines Incorporation des lipides dans la membrane Dans le Golgi : Etapes de glycosylations secondaires Séparation des protéines selon leur devenir

L’exocytose peut être constitutive ou régulée Specialized secretory cells only

Exocytose Comment faire fusionner la membrane vésiculaire et la membrane plasmique ? Exocytose

Les SNARE forment des ressorts qui permettent la fusion entre membranes v-SNARE t-SNARE

Vésicule SNAREs Membrane plasmique

Il existe de nombreuses protéines SNARE qui vont diriger la fusion de vésicules entre elles ou avec la membrane. Différentes protéines Rab connectent les v- et t-SNARE entre elles. La libération de phosphate par Rab déclenche le rapprochement des SNARE par torsion

Il existe plus de 35 SNAREs La nature des SNARE varie selon le compartiment cellulaire

Les différentes protéines SNARE et Rab permettent de diriger les vésicules vers des compartiments spécifiques