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TRAFIC VÉSICULAIRE INTRA-CELLULAIRE

TRAFIC VÉSICULAIRE INTRA-CELLULAIRE. TRAFIC VÉSICULAIRE INTRA-CELLULAIRE. Les mécanismes moléculaires du transport par membrane et le maintien de la diversité des compartiments Transport à partir du réticulum endoplasmique à travers le Golgi Transport du TGN vers les lysosomes

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TRAFIC VÉSICULAIRE INTRA-CELLULAIRE

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Presentation Transcript

  1. TRAFIC VÉSICULAIRE INTRA-CELLULAIRE

  2. TRAFIC VÉSICULAIRE INTRA-CELLULAIRE • Les mécanismes moléculaires du transport par membrane et le maintien de la diversité des compartiments • Transport à partir du réticulum endoplasmique à travers leGolgi • Transport du TGN vers leslysosomes • Transport de la membrane plasmique vers l'intérieur de la cellule : endocytose • Transport du TGN vers l'extérieur de la cellule : exocytose

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

  4. Routage p739

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

  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. Fig 13-31 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. Ly Fig 13-18 3ème éd pH des lysosomes Endosomes Lysosomes Endosomes Endosomes Sonde dont la fluorescence dépend du pH

  9. Découverte des lysosomes 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

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

  11. Fig 13-32 Visualisation histochimique des lysosomes : phosphatase acide

  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. 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. 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)

  15. 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)

  16. Fig 13-35 Trois voies de dégradation dans les lysosomes

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

  18. 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

  19. fig 13-36 • Structure du mannose 6 P sur une enzyme lysosomiale

  20. 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

  21. Fig 13-37 (1 de 2) Transport des nouvelles hydrolases aux lysosomes

  22. Fig 13-37 (2 de 2) Transport des nouvelles hydrolases aux lysosomes

  23. Fig 13-37 (1 de 2) Transport des nouvelles hydrolases aux lysosomes

  24. 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

  25. 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

  26. 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

  27. Fig 13-24 3ème éd 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 Mannose 6-phosphate

  28. Fig 13-38 (1 de 2) Reconnaissance d'une hydrolase lysosomiale • Deux sites • Catalytique • reconnaissance

  29. Fig 13-38 (2 de 2) Reconnaissance d'une hydrolase lysosomiale

  30. 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

  31. 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

  32. 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

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

  34. 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)

  35. Résumé

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