TRAFIC VÉSICULAIRE INTRA-CELLULAIRE

TRAFIC VÉSICULAIRE INTRA-CELLULAIRE

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

IV - ENDOCYTOSE

Schéma routage

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

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

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

Plan • Les cellules phagocytaires • Les manteaux • Endocytose spécifique par récepteurs • Les deux compartiments endosomaux • Recyclage vers la membrane plasmique • Les corps multivésiculaires • Transcytose

Les phagocytes professionnels • Trois types de cellules phagocytaires • Macrophages • Neutrophiles (microphages) • 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

Macrophage • Défense contre les infections et les micro-organismes • Élimination des cellules mortes par apoptose • Très important en quantité : 1011 cellules sanguines éliminées chaque jour

Fig 13-39 Phagocytose par un macrophage de 2 cellules sanguines

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...

Fig 24-??

Fig 13-40 Phagocytose par un neutrophile

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

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

Particules inertes • Verre • Latex • Fibres d'asbestose

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

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

Fig 13-41 Formation de vésicules à clathrine 0,1 

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

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

Fig 12-57

Fig 13-42 Cavéoles de la membrane plasmique d'un fibroblaste On ne voit pas de manteau

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

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

Les cavéoles Suppl. data • En cours…

Les 2 types d’endocytose • Non spécifique (sans récepteur) • Spécifique (avec récepteur) • Trans Golgi  lysosome Membrane plasmique  endosome • Concentration X 100 • Le plus bel exemple : capture du cholestérol

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

Fig 13-43 Une particule de LDL (Low Density Lipoprotein) : mode de transport du cholestérol dans le sang 500 molécules 800 molécules 1500 molécules 500 000 daltons 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 

Fig 13-44 (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

Fig 13-44 (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

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)

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

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

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

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

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

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 • Pasdedissociation ligand - récepteur le ligand suit le sort de son récepteur

Les trois sorts des récepteurs • Retour à la membrane plasmique qui leur a donné naissance  recyclage • Membrane plasmique mais dans un autre domaine  transcytose • 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

Fig 13-45 Trois devenirs possibles des récepteurs transmembranaires qui ont été endocytés

Quatre exemples de trafic de récepteur • Récepteur à LDL : recyclage du récepteur vers la membrane plasmique • Récepteur à la transférine : recyclage du récepteur avec le ligand • Récepteurs aux opiacées • Récepteur à l'EGF

Fig 13-46 1 . Endocytose des LDL (médiée par récepteurs) Vésicules à clathrine  1 cycle toutes les 10 minutes

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

Fig 13-47 2.Tri des protéines membranaires par endocytoseRécepteurs 30 minutes après endocytose • récepteurs à la transférine (recyclage) • récepteurs opioïdes (dégradation dans les lysosomes)

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