Cytologie - Système Endomembranaire - PDF

Département de Pharmacie Faculté de Médecine Université de Batna 2 Chapitre II. Cytologie 4. Système endomembranaire Dr. ZATOUT Asma Année universitaire : 2024-2025  Définition est un ensemble de structures mem...

Département de Pharmacie Faculté de Médecine Université de Batna 2 Chapitre II. Cytologie 4. Système endomembranaire Dr. ZATOUT Asma Année universitaire : 2024-2025  Définition est un ensemble de structures membranaires intracellulaires impliquées dans la synthèse, le transport, la modification, et le tri des molécules. Caractéristique des cellules eucaryotes. les organites du système endomembranaire comprennent : L’enveloppe nucléaire, le réticulum endoplasmique Rugueux et Lisse ; Appareil de Golgi, Lysosomes et Endosomes. et la membrane plasmique. Vésicules, canalicules et vacuoles qui transitent entre les compartiments précédents  Définition Le système endomembranaire est quantitativement important dans la cellule eucaryote, en raison de son rôle central dans l'organisation, la compartimentation, et la régulation des processus cellulaires. Les mitochondries et les péroxysomes ne font pas partie du système endomembranaire Fig. Vue d’ensemble du système endomembranaire I. Le réticulum endoplasmique  Définition un ensemble de canalicules et de vésicules qui constituent un réseau très développé. Ex : Dans les hépatocytes, il occupe 13 % du volume et ses membranes représentent 50 % de la surface des membranes totales. La composition de la membrane d’enveloppe du RE est très proche de celle de la membrane plasmique, sauf qu’elle contient peu de cholestérol. RE est en continuité avec l’enveloppe nucléaire. Porte ou non, sur sa face cytoplasmique, des ribosomes ce qui permet de distinguer le RE granuleux (rugueux) du RE lisse. Réticulums endoplasmiques rugueux et lisse Structure et types de RE Il est constitué d’un ensemble de membranes délimitant des cavités closes (citernes) de formes très diverses. Ces cavités communiquent souvent entre elles et forment un réseau canaliculaire. Les cavités sont de formes de lames aplaties, des vésicules globulaires plus ou moins volumineuses ou encore des tubes contournés.  Structure et types de RE On distingue deux types de RE : RE granuleux ou rugueux Portent sur leur face cytosolique des ribosomes associés en polysomes qui lui donnent un aspect grenu. RE lisse (agranuleux) dont les membranes ne portent pas de ribosomes.  Structure et types de RE Deux faces du Membrane du RE: une face en contact avec le cytoplasme: face cytosolique l’autre en contact avec le contenu de la cavité: face luminale. La membrane du REG présente une asymétrie marquée. En effet : Face cytosolique :Tapissée de ribosomes (d'où le nom "granuleux"). Face luminale : Spécialisée dans les modifications post-traductionnelles La membrane du REL présente une asymétrie marquée. En effet : La face cytosolique contient des protéines spécifiques : le cytochrome b5, la cytochrome P450 réductase et une ATPase Ca²⁺-dépendante. La face luminale, renferme des enzymes comme la glucose-6-phosphatase, des glycosyltransférases...  Composition chimique des membranes du RE ❑ les lipides moins abondants que dans la membrane plasmique, ils représentent 30%. Les plus abondants sont les phospholipides, elles renferment aussi des glycolipides. Le % du cholestérol est faible. ❑ les protéines représentent 70% des constituants membranaires. Ce sont généralement des enzymes responsables de leurs fonctions spécifiques : synthèse protéique, métabolisme des lipides et les phénomènes de détoxification. ❑ les sucres sont présents en quantité négligeable. I.1. Réticulum Endoplasmique Granuleux (REG) I.1. Réticulum Endoplasmique Granuleux (REG) I.1. 1. Définition est une structure intracellulaire interconnectées qui forment des sacs ou des tubules. Joue un rôle essentiel dans la synthèse des protéines. Il est appelé "granuleux" en raison de la présence de ribosomes attachés à sa face cytosolique, d'où le nom de réticulum endoplasmique granuleux.  I.1.2. Rôles de REG 1. Synthèse, translocation et maturation des protéines 1.1. Initiation de la synthèse La traduction des protéines commence sur les ribosomes libres dans le cytosol. Lorsque la protéine synthétisée possède un signal d'adressage, appelée peptide signal, elle est dirigée vers le REG.  I.1.2. Rôles de REG 1. Synthèse, translocation et maturation des protéines 1.2. Translocation Le peptide signal situé en N-terminal de la protéine est reconnu par la particule de reconnaissance du signal (SRP). Cette SRP bloque temporairement la traduction et guide le complexe ribosome-protéine vers le translocon, un canal membranaire sur la membrane du REG.  I.1.2. Rôles de REG 1. Synthèse, translocation et maturation des protéines 3. Insertion et maturation La protéine en cours de synthèse traverse le translocon et entre dans la lumière du REG où elle subit plusieurs modifications post-traductionnelles pour devenir fonctionnelles, comme la glycosylation (ajout de groupes sucrés) et le repliement aidé par des protéines chaperonnes.  I.1.2. Rôles de REG 2. Glycosylation et élagage des protéines Glycosylation Le REG ajoute des chaînes de sucres spécifiques aux protéines (N-glycosylation), la liaison N-glycosidique se fait entre l'azote de l'asparagine (AA) et la chaîne oligosaccharidique. Élagage : Les chaînes sucrées sont ensuite modifiées (élimination ou ajustement des sucres ajoutés) pour préparer les protéines à leur destination finale.  I.1.2. Rôles de REG 2. Glycosylation et élagage des protéines Le REG emballe ensuite ces glycoprotéines dans des vésicules de transition qui se dirigent vers l'appareil de Golgi. Les ribosomes ne sont pas fixés en permanence sur le REG. Ils s’attachent à la membrane du RE (qui devient temporairement granulaire) au début de la synthèse d’une protéine (traduction) et se détache du REG à la fin.  I.1.2. Rôles de REG 3. Contrôle qualité des protéines Le REG vérifie si les protéines synthétisées sont correctement repliées par les protéines chaperonnes présentes dans le REG. Si une protéine est mal repliée ou endommagée, elle est retenue dans le REG et envoyée vers le système de dégradation.  I.1.2. Rôles de REG 4. Transport et adressage des protéines Les protéines matures sont emballées dans des vésicules de transport (vésicules de transition) et destinées vers l’appareil de Golgi. Ces vésicules assurent le déplacement des protéines vers des destinations spécifiques : Membrane plasmique : Protéines destinées à être sécrétées ou intégrées dans la membrane Vésicules sécrétoires (exocytose): Protéines prêtes à être libérées dans l'environnement extracellulaire. Lysosomes : Protéines enzymatiques destinées à la digestion intracellulaire. I.2. Réticulum Endoplasmique Lisse (REL) I.2. Réticulum Endoplasmique Lisse (REL) I.2.1. Définition est un réseau de tubules et de sacs membraneux interconnectés, Impliqué dans des fonctions métaboliques spécifiques, notamment: le métabolisme lipidique, la détoxification de composés chimiques et le stockage de calcium.  I.2.2. Localisation et abondance du REL Présent dans toutes les cellules eucaryotes, il est particulièrement développé dans : Les hépatocytes (foie) pour la détoxification et la synthèse lipidique. Les cellules musculaires pour le stockage de calcium. Les glandes endocrines pour la production d'hormones stéroïdiennes.  I.2.3. Rôles du REL 1. Synthèse des lipides Les membranes du REL renferment les enzymes nécessaires à la synthèse des divers lipides (phospholipides, cholestérol et ses dérivés). Parmi les stéroïdes produits: Les hormones sexuelles (Œstrogènes et progestérones) et les hormones stéroïdes sécrétées par les glandes surrénales.  I.2.3. Rôles du REL 2. Détoxification Les enzymes du REL, comme les cytochromes P450, participent au métabolisme des substances toxiques et des médicaments, notamment dans les hépatocytes. Ce processus inclut l'hydroxylation pour rendre les substances hydrophobes (souvent toxiques) plus solubles dans l'eau, ce qui facilite leur élimination par l'organisme. Chez l’homme et les autres vertébrés, la détoxification se déroule surtout dans le foie mais aussi dans l’intestin, les reins, les poumons et la peau.  I.2.3. Rôles du REL 3. Stockage et régulation du calcium Rôle du REL dans la contraction du muscle strié (réticulum sarcoplasmique). La membrane du REL contient une Ca++ ATPase qui pompe les ions calcium du cytoplasme et les accumule dans la lumière du REL. Quand un influx nerveux stimule une cellule musculaire, le calcium traverse la membrane du réticulum endoplasmique, pénètre dans le cytosol et déclenche la contraction musculaire.  Remarque 1. La quantité relative du REG par rapport au REL varie en fonction du type cellulaire et de l’état métabolique de la cellule. Ex : REG prédominant dans une cellule pancréatique exocrine et le REL prédominant dans une cellule hépatique 2. La quasi-totalité des chaînes glucidiques sont assemblées au niveau de l’appareil de Golgi qui possède un équipement glycosyltransférases très diversifié, cependant ,au niveau du REG s’opère une incorporation très limitée d’oses.