Le Réticulum Endoplasmique - Cours PDF

MOOC « Ouvrez les portes du laboratoire : cellules et cellules souches » SEMAINE 3 Le reticulum endoplasmique Patricia LEMARCHAND Le réticulum endoplasmique, c’est un compartiment de la cellule avec une membrane qui est reliée au noyau, puisque sa membrane...

MOOC « Ouvrez les portes du laboratoire : cellules et cellules souches » SEMAINE 3 Le reticulum endoplasmique Patricia LEMARCHAND Le réticulum endoplasmique, c’est un compartiment de la cellule avec une membrane qui est reliée au noyau, puisque sa membrane est en continuité avec la membrane nucléaire, et qui va former des canalicules multiples écrasés un peu les uns par rapport aux autres. Le réticulum endoplasmique comprend deux parties, une partie dite rugueuse parce que quand on le regarde microscope on va voir sur sa paroi des petits amas protéiques qui sont en fait des ribosomes, et une partie dite lisse dans laquelle il n’y a pas ces ribosomes. Les réactions biochimiques ne sont pas les mêmes non plus dans la partie rugueuse et dans la partie lisse. Les protéines ont toutes leur synthèse qui débute dans le cytoplasme mais celles qui sont destinées par exemple au réticulum endoplasmique ou celles qui sont destinées à la membrane plasmique ont un début de synthèse dans le cytoplasme, mais au bout de quelques acides aminés en fait, dans leur séquence protéique il y a une suite d’acides aminés hydrophobes donc qui repousse les molécules d’eau. Or le cytoplasme est un milieu aqueux. Donc cette séquence d’acides aminés hydrophobe va être reconnue à la sortie du ribosome et prise en charge immédiatement par une protéine qui va la masquer à l’intérieur du cytoplasme de façon à éviter à avoir cette zone hydrophobe dans le cytoplasme. Et du coup cette protéine qui est à la fois reliée à la chaîne protéique et au ribosome, qui lui-même est relié à l’ARN messager qu’il est en train de lire, cette protéine peut se fixer sur le réticulum endoplasmique, et donc à ce moment-là le ribosome est bien sur la paroi du réticulum endoplasmique comme on le voit au microscope. Ceci va induire la formation d’une espèce de canal dans la paroi du réticulum endoplasmique, qui est une bicouche lipidique comme la membrane plasmique, et ceci va permettre à cette chaîne protéique débutante, et en particulier à ce morceau hydrophobe, de pénétrer à travers la membrane pour ensuite aller dans la lumière du réticulum endoplasmique. La synthèse de la chaîne protéique va continuer, mais du coup la chaîne protéique va sortir non plus dans le cytoplasme mais à l’intérieur du réticulum endoplasmique. La chaîne protéique va être repliée en trois dimensions de façon à donner à la protéine nouvelle sa conformation spatiale. Les protéines qui sont synthétisées dans le réticulum endoplasmique vont être enrichies en sucres qui sont ajoutés sur les acides aminés et ça n’est pas le cas des protéines qui sont totalement synthétisées dans le cytoplasme et qui ne comportent pas d’éléments sucrés. En même temps que la protéine est repliée et des sucres sont ajoutés sur cette séquence protéique, il y a aussi des enzymes qui sont là pour vérifier que tout ceci se passe correctement. On a un véritable contrôle qualité de la production des protéines, et si la protéine n’a pas été synthétisée correctement ou les sucres qui ont été ajoutés n’ont pas été au bon endroit ou cette protéine est mal repliée, il y a un 1  MOOC « Ouvrez les portes du laboratoire : cellules et cellules souches » système d’enzymes pour sortir cette protéine mal fichue du réticulum endoplasmique, et retourner dans cytoplasme où elle va être recyclée en acides aminés et en sucres de bases qui seront réutilisés pour une nouvelle synthèse. Dans la partie lisse du réticulum endoplasmique c’est là que sont assemblés les lipides ensemble pour former des membranes. Le réticulum endoplasmique lisse est le lieu principal de fabrication des membranes. Il y a deux autres fonctions importantes du réticulum endoplasmique, la première c’est que c’est un lieu de stockage de calcium, en concentration beaucoup plus élevée que le cytoplasme, et la deuxième c’est de porter à sa membrane des enzymes qui peuvent en présence de substances chimiques particulières modifier ces substances chimiques. Ainsi il y a certains médicaments qui, quand ils vont rentrer dans la cellule et vont être au contact de ces enzymes à la membrane du réticulum endoplasmique, vont être inactivés. Au contraire certains médicaments sont pris sous forme inactive et deviennent actifs après avoir été modifiés par ces enzymes de la membrane du réticulum endoplasmique. Parmi les protéines qui sont fabriquées dans le réticulum endoplasmique il y a les protéines qui ont des domaines qui passent à travers la membrane du réticulum endoplasmique et qui sont destinées ensuite à être des protéines de la membrane plasmique. Parmi ces protéines, il y en a une très particulière qui s’appelle la protéine CFTR pour « Cystic Fibrosis Transmembrane Regulator » parce qu’elle a été découverte par des Canadiens dans les années 90, c’est cette protéine qui est en jeu dans une maladie génétique fréquente et très grave qui est la mucoviscidose. La mucoviscidose est une maladie génétique assez fréquente puisqu’elle touche une naissance sur 2500. Le gène CFTR code pour une protéine qu’on appelle également CFTR, qui est une protéine de la membrane plasmique qui contient de multiples domaines à l’intérieur du cytoplasme, dans la membrane et à l’extérieur. Donc cette protéine a sa synthèse qui débute dans le cytoplasme comme n’importe quelle protéine, et ensuite cette synthèse est poursuivie dans réticulum endoplasmique. Comme elle possède un grand nombre de domaines à travers la membrane, il y a des problèmes de repliement très fréquents de cette protéine dans cette membrane. En situation normale, en absence de toute mucoviscidose, 70 % de la protéine CFTR est mal repliée et va être sortie du réticulum endoplasmique pour être recyclée. Dans la mutation la plus fréquente au cours de la mucoviscidose la protéine est mal repliée, dans une proportion encore plus importante et à ce moment- là à peu près 90 % de la protéine est ressortie du réticulum endoplasmique et une quantité quasi nulle de cette protéine finit par rejoindre la membrane plasmique. La protéine CFTR a de multiples rôles, c’est principalement un canal chlore c’est-à-dire qu’elle va ménager un petit trou dans la membrane plasmique pour faire passer des ions de chlore de part et d’autre de la membrane. Lorsque la protéine n’est pas présente à la membrane de la cellule, les échanges en chlore se font mal avec l’extérieur et la couche sucrée au-dessus des cellules en particulier dans l’appareil respiratoire, donc le glycocalyx n’est pas assez hydraté, il est trop sec, du coup les sécrétions sont visqueuses et elles favorisent la survenue d’infections à répétition. A l’heure actuelle il existe des traitements qui sont en cours de test pour essayer d’empêcher cette protéine même mal repliée de quitter le réticulum endoplasmique pour être recyclée dans le 2  MOOC « Ouvrez les portes du laboratoire : cellules et cellules souches » cytoplasme, mais pour que cette protéine mal repliée soit quand même acheminée à la membrane, parce qu’il a été montré que même mal repliée elle gardait quand même une certaine activité. 3