Résumé Biocell L2awakhirr!! (1) PDF - Cours de Biologie Cellulaire

La microscopie optique MO : Utilisation de plusieurs types de microscopes : → Le microscope standard observation de Ȼ fixées et colorées avec des grossissements 1000x jusqu’à 2000x, il a un pouvoir séparateur de 0,1µm. → Le microscope en contraste de phase observation de Ȼ non colorées et vivante...

La microscopie optique MO : Utilisation de plusieurs types de microscopes : → Le microscope standard observation de Ȼ fixées et colorées avec des grossissements 1000x jusqu’à 2000x, il a un pouvoir séparateur de 0,1µm. → Le microscope en contraste de phase observation de Ȼ non colorées et vivantes (les Ȼ survivent rarement à la coloration), on y obtient des images contrastées à cause de la différence de densité de parties de la cellule. (Coupe de 5µm) → Le microscope à fluorescence permet de détecter la fluorescence en utilisant une lumière UV → Le microscope polarisant Technique de préparation pour microscope optique : 1. Fixation (éthanol, acide picrique : fixer les Ȼ en les tuants + conservant leur structure) 2. Déshydratation 3. Inclusion en utilisant la paraffine 4. Microtomie (coupe de 1µm à 10µm d’épaisseur) 5. Etalement sur une lame de verre 6. Coloration 7. Observation La microscopie électronique ME : Utilise un rayonnement électronique au lieu des photons, elle est de 2nm. → Le ME à transmission utilise des électrons qui traversent l’échantillon dont l’épaisseur >> l’hémi couche interne est plus mobile que l’externe Rq : La fluidité de la bicouche lipidique permet aux protéines de diffuser rapidement et d’interagir entre elles, et aux constituants de la MP de rejoindre leur place quand ils s’insèrent dans la bicouche après avoir été synthétisée dans les compartiments cellulaires. Transport membranaire de petites molécules : (artificielle composée de lipides uniquement) Perméable Imperméable - Molécules hydrophobes (O2, N2, benzène) - Grosses molécules polaires non chargées : - Petites molécules (H2O, CO2, éthanol, glycérol) glucose, saccharose - + Molécule est petite, - forme liaison avec H2O, - Molécules chargées en raison de leur + diffuse à travers la bicouche lipidique hydratation : AA, ions → La MP a une perméabilité contrôlée en raison de la présence des protéines, ce qui explique la différence des concentrations de plusieurs ions et de petites molécules entre le cytosol et le milieu extracellulaire. Le transport passif sans transporteur ou diffusion simple → C’est le cas de diffusion de : O2, CO2, NO, éthanol, urée → Le franchissement de la MP se fait à travers la bicouche lipidique dans le sens gradient de concentration (du plus concentré vers le moins concentré) sans consommation d’énergie → La vitesse du transport augmente : + la molécule petite, + elle est liposoluble (diffusion rapide) Le transport passif par transporteur → Canal ionique : constitué par une protéine ou par plusieurs (sous-unités) formant un pore hydrophile, ce canal est spécifique à un ion donné, peut être ouvert ou fermé selon deux modalités : par changement de configuration de la protéine rétrécissant ou élargissant le canal ou par l’intermédiaire d’une structure bloquante. On peut y distinguer : Les canaux ioniques potentiel-dépendants (Na+, K+, Ca2+, Cl-) : leur ouverture ou fermeture est contrôlée par la modification du potentiel de la MP. Les canaux ioniques ligand-dépendants (le ligand peut être extracellulaire ou intracellulaire) : leur ouverture dépend de la fixation d’un ligand qui est une molécule « informationnelle » qui se fixe sur son propre récepteur. → Les aquaporines : protéines intégrées formant un canal aqueux, elles sont impliquées dans le transport d’eau et de petites molécules non chargées (exemple : cellule rénale) → Le transport facilité : intervention de protéines de transport : perméases permettent de transporter le glucose par le ping-pong (exemple : GLUT 1) NB : la concentration du glucose et toujours inférieure à l’intérieure des globules rouges par rapport à l’extérieure. C’est le contraire pour les autres cellules en particulier les entérocytes. Le transport actif Se fait contre le gradient de concentration (contre une barrière énergétique), utilise généralement l’ATP (ATP + EAU → ADP + P + énergie) → Transport actif par ATPase : cas des pompes ioniques, (Na+ / K+ - ATPase) leur transfert se fait continuellement par une ATPase membranaire à la fois transporteur et enzyme. Pour chaque molécule d’ATP, 3 Na+ sont pompés vers l’extérieur, 2 K+ vers l’intérieur. Cette pompe peut être bloquée par l’ouabaïne qui entre en compétition pour le site K+. NB : ATPase : enzyme qui hydrolyse l’ATP tout en transportant les molécules d’un côté à l’autre → Les Co-transports : un transport actif est couplé à un transport passif. Les symports permettent le transport de deux molécules différents dans le même sens (exemple : symport Na+/Glucose au niveau de l’entérocyte). Les antiports / échangeur : les deux transports s’effectuent en sens inverse (exemple : échangeur Na+/H+ ou Cl-/HCO3-). Les uniports transportent une seule molécule ou ion. Transport membranaire des macromolécules : Endocytose et Exocytose : - Au sens large, endocytose = pinocytose + phagocytose - Au sens restreint, endocytose = ingestion liquide / phagocytose = ingestion particule Endocytose par vésicule non-recouverte de type pinocytose  Endocytose non spécifique sans récepteur   On obtient une vésicule lisse (la MP se déprime, se creuse puis se pince)  Cette vésicule peut soit livrer son contenu à la Ȼ (endocytose), soit la traverser pour libérer son contenu par exocytose. (transcytose = endo + exocytose observée chez les Ȼ endothéliales qui tapissent la paroi des capillaires). Endocytose par des récepteurs avec formation de vésicule recouverte de clathrine  Mode de transport hautement spécifique se caractérise par la concentration des récepteurs auxquels se sont liés les ligands, le puits recouvert (PR) se crée, se déprime et se pince pour former une vésicule recouverte (VR)  La bêta-adaptine s’associe à la clathrine (se présente sous forme de triskélions avec 3 ch. Longues et 3 ch. Courtes) pour lui permettre de s’associer à la MP et constituer le PR puis la VR  Intervention des récepteurs (glycoprotéines transmembranaires) reconnus par les adaptines. Et aussi la Dynamine qui intervient pour détacher et fermer la VR. Le HSP permet la perte du revêtement de la VR. NB : L’endocytose par VR de clathrine permet à la fois la sélection et la concentration du ligand. Une VR contient environ 1000 complexes récepteur – ligand (Voir exemple cholestérol page : 23) La phagocytose :  La phagocytose est l’endocytose d’éléments solides  Cellules spécialisées dans la phagocytose : le polynucléaire neutrophile (phagocyte des bactéries) et le macrophage (phagocyte des particules mais aussi des débris cellulaires ou des cellules entières comme les GR mortes)  Etapes de la phagocytose :  Phase d’adhérence : liaison de la particule à la surface cellulaire grâce aux molécules d’adhérence (CAM, SAM), favorisée par l’opsonisation (les anticorps entourent l’antigène et l’immobilisent)  Phase de rhéologie : la surface de la MP se réorganise pour entourer la bactérie grâce aux Pseudopodes, création du Phagosome  Phase de digestion : destruction de la bactérie à cause de la fusion de Phagosome avec un endosome tardif pour constituer un Phagolysome L’exocytose :  Processus par lequel la cellule sécrète dans un milieu extracellulaire des molécules contenues dans des vésicules de transport Spécificité et reconnaissance :  C’est par son revêtement de surface qu’une cellule est en relation avec son environnement, en particulier avec les autres cellules.  Ceci implique 3 évènements : → Une reconnaissance cellulaire → Une adhérence entre cellules appartenant au même tissu → Une association grâce à la formation de jonctions intercellulaires Les différenciations : La MP n’est pas toujours rectiligne, elle présente des spécialisations qui résultent de la modification de la MP avec le plus souvent participation du cytoplasme sous-jacent et parfois de la matrice extracellulaire. La plupart se rencontrent au niveau des cellules épithéliales Un épithélium : un ensemble de cellules juxtaposées attachées les unes aux autres par des jonctions. Ces cellules reposent sur une membrane basale qui les sépare d’un tissu conjonctif. NB : membrane basale + tissu conjonctif = matrice extracellulaire Elles concernent soit : La MP apicale / La MP latérale (latérobasale) / La MP basale (basolatérale) Différenciations de la MP apicale  Les microvillosités simples : expansion irrégulière en doigt dont l’axe comprend un faisceau de microfilaments d’actine (FA), se trouvent au niveau des cellules épithéliales et des globules blancs, ce sont des structures dynamiques qui apparaissent et disparaissent : elles augmentent la surface d’échange  Le plateau strié : (exemple : l’entérocyte : cellule absorbante de l’intestin) microvillosités nombreuses et régulières. L’axe de la microvillosité contient des microfilaments d’actine longitudinaux. Il augmente la surface d’absorption apicale de 30 à 40 fois  La bordure en brosse : semblable au plateau strié, mais avec des microvillosités plus longues, plus larges et plus ou moins régulières. Elle est présente au niveau des cellules des tubes contournés proximaux du rein. Augmentation de la surface d’absorption  Les stéréociles : longs filaments non mobiles agglutinés à la façon d’un pinceau, présents sur la surface des cellules du canal de l’épididyme (tube par lequel passent les spermatozoïdes pour devenir féconds). Leur axe semble dépourvu de microfilaments  Le cil stéréoscopique : présent au niveau des cellules ciliées de l’oreille interne. Microvillosités disposées en U ou en M, leur axe est occupé par un faisceau de microfilaments d’actine  Cils vibratiles : se localisent au niveau du centriole et dérivés NB : La cytochalasine B, en détruisant les FA, provoque l’affaissement des microvillosités Adhérence cellulaire et molécules d’adhérence : L’adhérence joue un rôle important dans le maintien des tissus et notamment les épithéliums Il existe deux types de molécules d’adhérence : Ca2+ dépendantes et Ca2+ indépendantes La plupart des molécules d’adhérence appartiennent à 4 superfamilles  Les CAM Ca2+ indépendantes : immunoglobulines Ig (anticorps)   Les CAM Ca2+ dépendantes : cadhérines  Les CAM Ca2+ dépendantes : sélectines  Les SAM Ca2+ dépendantes : intégrines NB : CAM : Molécules d’adhérence entre cellule / SAM : Molécules d’adhérence entre cellule et substrat Types d’interaction entre CAMs :  Entre CAMs :  Identiques : homophilique  Différentes : hétérophilique  Entre cellules :  De même type : homotypiques  De type différent : hétérotypiques  Par l’intermédiaire d’une molécule extracellulaire Principales molécules d’adhérence :  Superfamille des immunoglobulines (Igs) :  Les N-CAMs (N=nerve) : représentent le prototype de cette superfamille, présentes dans le tissu nerveux, existe en 3 formes chez l’adulte : les 2 premières sont des molécules transmembranaires avec l’extrémité COOH cytosolique, la 3ème est une protéine périphérique extracellulaire liée à la MP par un GPI. Elles peuvent faire tous les types t’interactions : Homophilique (avec les CAM Ig de même famille), hétérophilique (neurone - matrice extracellulaire), homotypique (neurone- neurone) et hétérotypique (neurone – cellule gliale). Elles peuvent être impliquées dans la répulsion avec les autres cellules  Les I-CAMs (I=Intercellulaire) : exprimées par les cellules endothéliales (qui forment les parois des capillaires). Ils font une interaction Hétérotypique -Hétérophilique avec les intégrines des cellules sanguines pendant la Diapédèse (incrustation du leucocyte entre les cellules endothéliales pour passer dans les tissus) L’endothélium : la couche la plus proche de la lumière des vaisseaux sanguins, en contact avec le sang  Les Cadhérines : glycoprotéines transmembranaires, la partie intracellulaire correspond à des acides aminés dont la fonction principale est la liaison avec le cytosquelette, la partie extracellulaire constituée de 4 à 5 domaines dont des domaines de liaisons au Ca2+, et la partie moyenne hydrophobe permet l’intégration à la MP. Elles sont concentrées dans les jonctions. Elles sont en relation avec les filaments d’actine par l’intermédiaire de protéines périphériques (majorité des Ȼ cancéreuses perdent des cadhérines, adhérence ↘, mobilité ↗, →métastases)  Les Sélectines (LEC-CAM ‘lectine’) : glycoprotéines intégrées qui reconnaissent spécifiquement des motifs glucidiques. Elles interviennent dans des adhérences brèves et très spécifiques (exemple : la diapédèse)  Les intégrines : on distingue trois familles : → Famille des récepteurs de la fibronectine : entre les cellules épithéliales et MEC (la matrice) → Famille des récepteurs plaquettaires : au niveau des plaquettes → Famille des récepteurs leucocytaires : au niveau des leucocytes Contact focal : ensemble d’intégrines reliées à des filaments d’actine par des protéines associées, son rôle est : permettre à la cellule d’adhérer au substrat et se déplacer (au cours de son déplacement, la cellule détruit et construit alternativement les contacts focaux) Différenciations de la MP latérale  La juxtaposition simple de deux cellules : Les MP adjacentes adhèrent entre elles uniquement au moyen de protéines CAM  Les interdigitations ou engrènements : 2 cellules peuvent être séparées par des interdigitations entre lesquelles se trouvent des microfilaments d’actine, ces interdigitations ont pour effet le maintien d’une adhérence cellulaire relativement plus solide que la simple juxtaposition (exemple : l’épithélium de la vessie)  Les jonctions intercellulaires : → La jonction serrée JC (zonula occludens) : entoure le pôle apical de la cellule. Se trouvent au niveau des épithéliums polarisés (exemple : intestin). Au niveau de JS, il y a disparition de l’espace intercellulaire par fusion des feuillets externes des MP des 2 Ȼ voisines et il y a présence des cadhérines qui sont reliés à des FA par des protéines périphériques. Fonctions de JS : permet l’attache des Ȼ adjacentes, assure l’imperméabilité aux macromolécules et empêche la diffusion de protéines membranaires apicales (transporteurs) vers la membrane latéro-basale → La jonction diffuse JD : ou jonction intermédiaire (zonula adherens) : fait suite à JS, ceinturant le pôle apical. Elle se trouve au niveau des épithéliums polarisés sous la JS. Au niveau de JD, présence des cadhérines qui sont reliés à des FA par l’intermédiaire de plaques denses cytosoliques. Elle contribue à l’attachement mécanique des Ȼ adjacentes et le maintien de la rigidité et donc la forme de la partie apicale grâce à l’anneau d’actine et intervient dans la déformation des épithéliums au cours du développement, aboutissant à des structures tubulaires → Le desmosome : (macula adherens) : se trouve dans les Ȼ épithéliales mais aussi myocardiques, ne fait pas le tour de la cellule ≠ à la JS et JD. Espace intercellulaire élargit. Au niveau des desmosomes, présence des cadhérines particulières qui sont reliées à des FI de kératine par l’intermédiaire de plaques de desmosomes. Entre deux cellules, il y a des milliers de desmosomes. Fonction : attache intercellulaire (c’est la plus résistante). Pathologie : pemphigus dû à la destruction des desmosomes NB : ces trois jonctions constituent le complexe de jonctions, au MO elles apparaissent sous l’aspect d’un petit trait : la bandelette obturante ou barre terminale → La jonction communicante : ou de type GAP : présente dans les cellules épithéliales et non-épithéliales. Ce sont des protéines transmembranaires de la famille des connexines, 6 connexines s’associent en un hexamère pour former un connexon. Deux connexons appartenant aux deux cellules en contact s’alignent pour former un canal intercommunicant. Fonctions : couplage métabolique (passage de différentes molécules / molécule informative) et couplage électrique (passage d’ions) Différenciations de la MP basale  Les invaginations : se trouvent dans les cellules du tube proximal du rein, logent des mitochondries très allongées « les bâtonnets de Heidenheim » et ont pour rôle l’augmentation de la surface de transfert de substances à travers la MP basale  L’hémidesmosome : contient des intégrines et a pour rôle l’attachement de l’épithélium à la matrice extracellulaire (MEC) Le cytosquelette est un réseau de filaments protéiques structurant le cytoplasme des cellules eucaryotes. Il est responsable de la forme, de la mobilité cellulaire et des événements intracellulaires Le cytosquelette est dynamique, en perpétuelle réorganisation, par assemblage et désassemblage (polymérisation et dépolymérisation) de ses éléments constitutifs. Il est constitué principalement par :  Les microtubules MT  Les microfilaments d’actine FA  Les filaments intermédiaires FI Les microtubules : Structure  Les microtubules sont des tubes creux de longueur variable, 25 nm de diamètre extérieur et 15 nm de diamètre intérieur  Chaque MT est constitué de 13 protofilaments. Composition chimique, structure moléculaire, dynamique  La protéine de base de MT est la tubuline qui est un hétérodimère dissymétrique  La présence de GTP + Mg2+ entraîne la polymérisation (nucléation), son remplacement par GDP entraîne la dépolymérisation  Les MT présente deux extrémités : celle se trouvant près du noyau (proximale) est négative, l’autre extrémité, qui est périphérique (distale), est positive  La dépolymérisation et la polymérisation se font par perte de dimères au niveau de l’extrémité (-) et gain de dimères au niveau de l’extrémité (+) La Colchicine : caryotype Inhibiteurs de la polymérisation : La vinblastine : traitement cancer Le taxol : chimiothérapie Protéines associées aux MT : MAPs Il existe deux sortes de microtubules : instables (labiles) et stables (neurotubules, MT du centriol, cils vibratils). Leur stabilité est due à des protéines associées Les MAPs stabilisatrices : participent à la structure des MT  Les protéines HMW (High molecular weight) : stabilisent les MT de cellules nerveuses  La protéine Tau : localisée dans les axones, accélère la polymérisation et stabilise les MT Les protéines motrices : protéines ATPases (hydrolysent ATP)  Les dynéines : transportent des vésicules de la périphérie vers le centre cellulaire ‘endocytose’  Les kinésines : transportent des vésicules du centre vers la périphérie de la cellule ‘exocytose’ Fonctions des MT  Mouvement des chromosomes lors de la méiose et la mitose et formation du fuseau mitotique  Transport intracellulaire des vacuoles et de vésicules  Polarité cellulaire (extrémités + et -)  Forme cellulaire (exemple : les plaquettes sanguines)   Transport d’ARNm vers leur site d’utilisation  Distribution du contenu cytoplasmique Les filaments d’actine : Structure  Ce sont des protéines représentant 5% des cellules eucaryotes et 20% des cellules musculaires, c’est des filaments de longueur variable et de 5 à 6 nm de diamètre Aspects biochimique et moléculaire ; dynamique  Les sous-unités qui sont des actines G (globulaire) constituent l’actine F (fibreuse)  En présence d’ATP, de Mg2+ et de K+, il y a polymérisation des actines G donc formation d’une chaîne d’actine F, deux chaînes F s’enroulent en hélice pour constituer un filament d’actine  Le filament d’actine a une extrémité (-) et une autre (+) De polymérisation : Les cytochalasines (A à F, B le + utilisé) Inhibiteurs : De dépolymérisation : La phalloïdine Protéines associées à l’actine ABP (actin binding protein)  Actine : forme les FA  Filamine : stabilisation en réseau (gel)  Fimbrine : faisceaux serrés  Gelsoline : fragmentation  Myosine I : mvt des vésicules  Myosine II : glissement  Spectrine : attachement à la MP  Tropomyosine : consolidation  …… Fonctions des filaments d’actine Ces fonctions résultent des différentes combinaisons des FA → Les faisceaux contractiles : Ce sont des FA parallèles qui interagissent avec la myosine II, ces faisceaux constituent des anneaux contractiles associés aux JS et JD lors de la cytodiérèse, présent au niveau des contacts focaux → Les faisceaux serrés : filaments parallèles associés à la fimbrine et la villline, maintiennent la forme des microvillosités, ils sont responsables de l’apparition des pseudopodes. Ils ne sont pas contractiles donc le mouvement de ces formations s’explique par la polymérisation et dépolymérisation des FA → Le réseau d’actine : en interaction avec la filamine, les FA forment un réseau qui donne au cytosol une consistance de Gel → Fluidification du cortex cellulaire : la gelsoline fragmente les FA donnant une fluidité au cytosol permettant la traversée des vésicules lors de l’endocytose et l’exocytose → Des bactéries utilisent les FA : pour passer directement d’une cellule à l’autre pour pouvoir échapper aux mécanismes de défense Les filaments intermédiaires : Structure et classification  Groupe hétérogène de filaments qui consolident les cellules au sein d’un tissu  Ils sont présents dans le cytoplasme et le nucléoplasme des cellules eucaryotes Type de filament Composant protéique Localisation I Kératines acides Cellules épithéliales III Desmine Cellules musculaires V Lamines A, B, C Noyaux de toutes les cellules  Filaments de 8 à 10 nm de diamètre / intermédiaires par rapport à leur diamètre Composition chimique et moléculaire  Les FI sont des polymères de protéines fibreuses  L’unité de base est un monomère comprenant un domaine central hydrophobe enroulé en hélice α et deux extrémités non enroulées en hélice  Les monomères s’associent parallèlement en dimères  Les dimères s’associent antiparallèlement et avec un léger décalage en tétramères  Plusieurs tétramères se mettent bout à bout pour constituer un protofilament  8 protofilaments se groupent pour constituer un cylindre, le filament intermédiaire Propriétés  Les FI ne sont pas polarisés (pas de côté + ou -)  Les FI sont très résistant Fonctions  Dans l’épiderme, les filaments de kératine assurent la résistance mécanique et son imperméabilité à l’eau  Les neurofilaments interviennent dans la modification du diamètre des neurones (l’augmentation anormale de ce dernier aboutit à la mort du neurone) Dans la majorité des cellules animales, il existe à proximité du noyau une zone appelée centre cellulaire ou centrosome. Au sein de cette zone, on constate la présence d’une paire de centrioles ou diplosome Les cils et les flagelles sont des dérivés du centriole Centriole : Structure morphologique  Le centriole est de forme cylindrique, sa périphérie est faite de 9 triplets de microtubules : A (le plus proche du centre), B et C (le plus loin).  A est complet contrairement à B et C, ils ont en commun trois sous-unités  Le jeune centriole dispose au niveau de son extrémité distale d’une structure en roue de charrette formée de rayons qui convergent vers un anneau central. Dès sa maturité cette structure disparaît  Dans la cellule se trouvent toujours deux centrioles (diplosome) perpendiculaire l’un à l’autre  Le diplosome est entouré par un matériel ou matrice péri centriolaire, le tout constitue le centrosome ou MTOC (Microtubule organisation center) Composition chimique  Les microtubules se composent de tubulines α et β  Le matériel péri centriolaire contient une centaine de protéines dont certaines sont structurales et d’autres en transit. Citons : - Les cyclines : interviennent dans la duplication - La tubuline : intervient dans l’initiation à la polymérisation Formation Les nouveaux centrioles naissent par duplication des centrioles préexistants. Cette duplication se déroule selon les séquences suivantes :  Apparition au voisinage de chaque centriole préexistant d’une structure protéique en forme de roue de charrette, qui servira d’échafaudage pour la construction du nouveau centriole  9 MT complets A se placent autour de la structure  Les MT incomplets B et C se joignent aux MT A pour former les triplets  La croissance en longueur du centriole néoformé se fait à partir de l’extrémité distale qui contient la roue de charrette vers l’extrémité proximale qui en est dépourvue Fonctions  Rôle dans la formation du fuseau de division cellulaire et l’ascension des chromosomes vers les pôles  Rôle dans la formation des corpuscules basaux des cellules cillées :  Dans la cellule encore peu différenciée, les centrioles migrent vers la région apicale tout en se séparant  Apparition autour de chacun d’eux de formation amorphe, les satellites au sein desquels se forment plusieurs centrioles  Ces derniers migrent ensuite sous la MP apicale où chacun d’eux, portant le nom de corpuscule basale, donnera naissance à un cil vibratile - Organisation des microtubules cytoplasmiques : la plupart des MT semblent s’allonger à partir du MTOC ce qui veut dire le MTOC intervient dans la nucléation des MT NB : On peut constater que le MTOC contrôle l’organisation du cytosquelette et contrôle aussi les trafics intercellulaires (flux membranaires) Les cils vibratiles : (différenciations de la MP) - Un cil est une expansion mobile de la MP apicale de certaines cellules, contenant un axonème et des protéines associées L’axonème est la partie axiale et motrice d’un cil ou d’un flagelle d’une cellule eucaryote se composant de 9 doublets périphériques de microtubules et d’une paire centrale - Les cellules ciliées sont de répartitions diverses : voies aérophores, voies génitales mâles et femelles Structure  Les cils se présentent sous l’aspect de filaments fins qui émergent du pôle apical de la cellule ciliée  L’extrémité proximale est implantée sur une ligne faite d’une suite de points qui court tout le long du pôle apical, la ligne des corpuscules basaux  Ces derniers sont parfois en continuité avec une structure fibrillaire convergeant vers le noyau, la racine ciliaire  Il y a continuité entre le cil et le corpuscule basal (CB). Ce dernier a la même structure que le centriole  Le cil dans sa partie moyenne, sur une coupe transversale :  Limité par une expansion de la MP  Dans son centre se trouve une paire de microtubules  9 doublets de MT, chacun comprend un MT A (complet, proche du centre) et MT B (incomplet)  Le microtubule A porte deux bras de dynéines  A est relié à B grâce au Pont de Nexine  Un bras radiaire part du A vers le centre  Le cil dans sa partie basale, sur une coupe longitudinale :  Continuité entre, respectivement, les MT A et MT B du cil et ceux du CB, mais interruption du MT C  Présence d’une plaque basale qui contient des germes (tubulines) de polymérisation de la paire centrale de MT  Les doublets sont reliés à la MP grâce à des protéines regroupées de façon particulière constituant une sorte d’anneau. Cette partie est appelée zone de transition, située entre le CB et la tige (c’est-à- dire le reste du cil) Le mouvement ciliaire  Mouvement pendulaire pendant lequel le cil se courbe (la zone de transition est souple alors que la tige est rigide) pour permettre le retour  L’aller est actif alors que le retour est passif  Mouvement isochrone : battent en même temps  Mouvement métachrone : chaque cil a une position en avance sur le précédent d’où formation de vagues NB : le cil et le flagelle diffèrent par : la taille, le mouvement et le nombre Fonctions Les cils brassent et font circuler des liquides pouvant entraîner des particules à la surface des épithéliums ciliés : voies respiratoires, voies génitales. Le mouvement se fait toujours vers l’extérieur du corps  Dans les voies respiratoires, les sécrétions, qui contiennent en outre des poussières et des germes sont déplacées vers la cavité buccale, ce qui contribue au nettoyage de ces voies  Dans les voies génitales, les cils contribuent au déplacement de l’ovule, des spermatozoïdes et de l’œuf fécondé - La mitochondrie est un organite d’origine bactérienne qui possède son propre génome (ADN mitochondrial) (n’appartient pas au système endomembranaire) - C’est l’organite dans lequel s’effectue la synthèse de la majeure partie de l’ATP. Elle participe également à la synthèse des phospholipides membranaires, d’hormones stéroïdes ou encore les mouvements du Ca2+ en relation avec le RE - Elles sont dispersées au nv de l’hépatocyte, concentrées au pôle basal des cellules du tube proximal et au pôle basal et apical de l’entérocyte Structure :  La mitochondrie est arrondie ou ovalaire (spiralée au niveau de la pièce intermédiaire du spermatozoïde)  La mitochondrie est entourée par deux membranes séparées par un espace intermembranaire (EI : peu dense) : Une MI qui délimite la matrice mitochondriale (MM) et envoie du côté de la matrice des expansions (crêtes mitochondriales). Une ME tri lamellaire  En pratiquant la coloration négative au MO, on constate que la MI et les crêtes portent des ATPosomes. Chacune correspond à une sphère ou F1 (se dirigeant vers la matrice) se prolongeant par F0 qui comprend un pied et une base hydrophobe  Les crêtes mitochondriales : des replis de la membrane interne dont elles conservent la structure. On distingue : Les crêtes lamellaires : les plus courantes, parallèles ou perpendiculaires ou obliques par rapport au grand axe Les crêtes tubulaires : spécifiques des cellules secrétant des hormones stéroïdes Les crêtes prismatiques : de section triangulaire  La matrice mitochondriale : espace granulaire avec : - Des granulations fondamentales - Des granules denses - Des ribosomes mitochondriaux ou mitoribosomes - De l’ADN mitochondrial Composition chimique et architecture moléculaire : ME MI EI 20 à 25% 40% Phopholipides Lipides Phospholipides (cardiolipide 10%) responsable de Pas de cholestérol l’imperméabilité aux ions et H+ Protons H+ Pas de cholestérol → Très fluide Cytochrome C 60% 75 à 80% Porines constitués de 3 feuillets bêta ATP synthase Protéines permettent le transport passif Transporteurs Transporteurs Complexes de chaine respiratoire Les complexes protéiques de la chaîne respiratoire :  Complexe Caractéristiques Il catalyse le transfert d’une paire d’e- du NADH matriciel à C I : NADH - l’ubiquinone (UQ) ou coenzyme Q (CoQ : petite molécule déshydrogénase liposoluble) Site de pompage de protons H+ de la matrice vers EI Transfert d’e- de faible énergie du succinate au FAD puis à UQ C II : succinate - FAD C II FADH2 déshydrogénase Succinate ────────> Fumarate Catalyse le transport des e- de l’UQ réduit (UQH) au cytochrome C, C III : formé de situé sur la face de la MI du côté de l’EI cytochrome b + c1 Site de pompage de H+ Représente l’étape ultime du transport d’e- dans la chaîne C IV : cytochrome d’oxydation. Il reçoit les e- du cytochrome c et les cède à l’oxygène oxydase dissout dans la matrice Site de pompage de H+ vers EI Les cytochromes ne peuvent transporter qu’un électron à la fois alors que le NADH en donne 2 La matrice mitochondriale contient :  Des enzymes :  Complexe qui transforme le pyruvate en acétyl - CoA  Enzymes impliquées dans la β - oxydation  Enzymes impliquées dans le cycle de Krebs  Des métabolites : soit produits au niveau de la mitochondrie, soit importées  De l’ADN, des ribosomes, de l’ARNm, de l’ARNt et des enzymes impliquées dans l’expression des gènes mitochondriales, des ions Ca2+, H+… Fonctions de la mitochondrie : Rôle énergétique, respiratoire Respiration cellulaire : L’énergie produite dans la matrice sous forme d’ATP se fait par un mécanisme appelé phosphorylation oxydative, au cours duquel, l’oxygène dissout est utilisé alors que du CO2 est libéré Les glucides et les lipides sont dans le cytosol sous forme de glycogène et de triglycérides. Pour pouvoir servir de combustible : →Le glucose (glycogène réduit) →Les acides gras (hydrolyse du triglycéride puis du glycérol) Le produit final de la dégradation du glucose et des AG est un groupement acétyl CH3-CO- 1) Formation de l’acétyl-CoAS : Lors de la glycolyse : 1 glucose → 2 pyruvates (avec formation de 2 ATP), les pyruvates pénètrent dans la matrice grâce aux symports pyruvate/H+ et sont convertis en Acétyl-CoA (avec élimination de 1 CO2) A partir d’un AGS : les AG pénètrent dans la Matrice, subissent l’hélice de Lynen et seront réduits de 2 C : libération d’Acétyl-CoA, et ainsi de suite Le glycérol provenant de l’hydrolyse des lipides donne le glucose puis le pyruvate dans le foie 2) Oxydation de l’Acétyle-CoAS : Cycle de Krebs : Toutes les réactions du cycle de Krebs se passent au niveau de la matrice sauf celle catalysée par la succinate- déshydrogénase au niveau du Complexe II (liée au FAD) qui est lié à la MI Pendant un seul cycle de Krebs :   Elimination de 2 CO2  3 paires d’e- et de H+ transférées à 3 NAD+ → 3 (NADH + H+)  1 paire d’e- et de H+ transférée à 1 FAD → 1 FADH2  Production d’1 GTP 3) Transport des électrons du NADH et du FADH2 vers l’oxygène : Les électrons du NADH sont cédés au complexe I qui les cède au complexe III grâce à l’ubiquinone, puis les cède au Complexe IV à travers le cytochrome C Les électrons du FADH2 sont transportés du Complexe II au Complexe III grâce à l’ubiquinone, puis les cède au Complexe IV à travers le cytochrome C NB : C’est l’énergie perdue par les électrons lors de leur passage à travers les complexes qui permet le pompage des protons H+, ce qui crée un gradient de H+, et implique leur retour vers la matrice à travers l’ATP synthase L’oxygène, qui est accepteur final, se réduit en O2-, et se lie aux protons : ½ O2 + 2H+ + 2e- → H2O 4) Bilan énergétique global à partir d’un glucose : La glycolyse anaérobie du cytosol produit 2 ATP et 2 NADH. Les électrons du NADH sont transférés à la chaîne respiratoire par les navettes Si les 2 NADH de la glycolyse pénètrent dans la mitochondrie, on aura un bilan de 38 ATP, sinon ils donnent leurs électrons à 2 FAD (4 ATP au lieu de 6) qui rentrent dans la mitochondrie et on aura un bilan de 36 ATP NADH, H+ → 3 ATP FADH2 → 2 ATP Importation des protéines d’origine cytosolique La mitochondrie ne code que 10% de ses protéines, le reste est importé du cytosol, Ceci nécessite l’implication de plusieurs éléments : - Un signal d’adressage : (peptide / séquence signal) fortement basique (charges positives), dit à la protéine où elle doit aller après sa synthèse dans le cytosol - Protéines chaperonnes : accompagnent les protéines synthétisées à leurs places Une fois la protéine à sa place, le signal est coupé et les chaperons détachés Synthèse d’hormones stéroïdes La mitochondrie participe à la synthèse des hormones stéroïdes en coopération avec le REL Autres fonctions  Co –transports  Contrôle du calcium cytosolique en coopération avec le REL  Synthèse des précurseurs de certains AA Biogénèse des mitochondries  La mitochondrie est d’origine maternelle  Les mitochondries se renouvèlent en se divisant  Les mitochondries sont détruites par autophagie Morphologie :  Un cytoplasme basophile est un cytoplasme qui contient une quantité plus ou moins importante de molécules acides capables de fixer des colorants basiques  Ce sont les ARNr ou cytoplasmique qui confère la basophilie au cytoplasme  Ribosome = ARNr + protéines, de forme légèrement elliptique, les ribosomes peuvent être :  soit isolés soit forment de petits groupes : les polysomes (Ribosome + ARNm)  soit libres soit attachés à des membranes du RER  Les ribosomes sont constitués de deux sous-unités : une grande et une petite Composition chimique : Ribosome eucaryote 80S : Grande sous-unité 60S : Petite sous-unité 40S :  ARNr 28S  ARNr 18S  ARNr 5,8S  33 Polypeptides  ARNr 5S  49 Polypeptides Biogénèse des ribosomes :  Les ARNr sont synthétisés dans le noyau, au niveau du nucléole, dans des régions chromosomiques particulières, les organisateurs nucléolaires, à l‘exception du 5S qui est extranucléolaire  Les protéines ribosomales sont d’origine cytosolique  L’association ARNr-protéines à lieu dans le noyau Fonctions : Les différents acteurs de la synthèse protéique La synthèse des protéines se déroule selon un processus nommé la traduction. Ceci nécessite : Des ribosomes / Un ARNm / Des ARNt / Des AA / Des enzymes et différentes molécules appelées facteurs / De l’énergie provenant de l’hydrolyse du GTP, mais aussi de l’ATP pour la formation de l’aminocyl-ARNt Petit atelier contenant des ARNr et des protéines catalytiques Il a cependant besoin de protéines annexes : facteurs d’initiation, d’élongation et de terminaison Ribosome Il possède deux sites de liaison pour les ARNt : le site P (Peptidyl-ARNt) et le site A (Aminoacyl-ARNt). Il existe en fait un 3ème site, le site E (Exit), de sortie de l’ARNt débarrassé de son AA A partir de l’ADN, l’information et copiée sous forme de codons (transcription) qui ARNm dirige la synthèse d’une molécule protéique L’ARN prémessager subit différentes transformations dans le noyau (maturation), avant de devenir ARNm et d’être exporté dans le cytosol pour la traduction Il y a autant d’ARNt que de codons (64) ARNt L’ARNt est formé de 3 boucles, lui conférant une image en forme de trèfle La deuxième boucle contient l’anticodon qui arrive à reconnaître ARNm lié au ribosome Déroulement de la traduction Les deux sous-unités sont séparées Le méthionyl-ARN, qui est l’initiateur, se place au site P de la sous-unité 40S, en présence de Initiation facteurs d’initiation IF. Il apporte le premier acide aminé L’ARNm se lie ensuite à la petite sous-unité qui se déplace jusqu’à ce que le codon AUG se place vis-à-vis de son anticodon UAC, puis les IF se dissocient Liaison des deux sous-unités Le 2ème AA se place dans le site A avec l’intervention des facteurs d’élongation Détachement du 1er AA de son ARNt et ajout de la liaison peptidique entre les deux AA Elongation Le 1er ARNt est expulsé, puis le ribosome se déplace d’un codon en faisant passer le 2ème AA du site A au site P Un 3ème AA est apporté par son ARNt et se placera sur le site A… Un facteur de terminaison se place dans le site A vis-à-vis du codon STOP Terminaison La peptidyl transférase ajoute une molécule d’eau pour former l’extrémité COOH du peptide Le peptide (protéine) achevé est libéré et l’ensemble du complexe se dissocie NB : chez les procaryotes, c’est le formyl-méthionyl-ARNt qui est l’initiateur Amplification : un ARNm est traduit simultanément par plusieurs ribosomes (polysome)  Le RE rugueux ou granuleux est présent au niveau de toutes les cellules eucaryotes à l’exception des spermatozoïdes.  Il est particulièrement développé au niveau des cellules qui produisent une grande quantité de protéines  La basophilie traduit à la fois la présence de ribosomes libres et des ribosomes liés au RER  C’est un réseau endomembranaire dont la surface est parsemée de ribosomes  Des ribosomes, souvent groupés en polysomes, sont attachés sur la face cytosolique des membranes par leur grande sous-unité  La face en rapport avec la cavité est la face luminale (cavité ou citerne)  Les protéines sont synthétisées par les ribosomes puis entre dans la cavité  Le RER peut être sous différents aspects : - Citernes dilatées : pour stocker des hormones par exemple - Vésicules - Citernes isolées-citernes intercommunicantes (en réalité le RER forme un réseau intercommunicant) Rapport avec les autres compartiments : → Continuité du RER avec l’enveloppe nucléaire → Continuité avec le REL → Rapports avec l’AG par l’intermédiaire de vésicules Composition chimique : Composition membranaire  Lipides 30% :  Phopholipides : plus courts que ceux de la MP, souvent poly-insaturés, d’où une moindre épaisseur et une plus grande fluidité  Cholestérol : peu abondant, d’où plus grande fluidité  Dolichol : Acide gras  Protéines 70% : récepteurs / canaux : le translocon / enzymes de la N-glycolysation Contenu des cavités / citernes  Protéines solubles néosynthétisées  Protéines chaperonne type BIP  Protéine disulfure isomérase DPI Rq : Les protéines destinés à la sécrétion sont souvent des mol intermédiaires ‘pré et pro’ qui seront modifier au cours de leur transcrit dans l’AG, ex : l’insuline synthétisé sous forme « Pré Pro Insuline » Fonctions : Synthèse et transport de protéines Les protéines destinées au RE, aux endosomes, aux lysosomes, à l’AG, à la MP, et celles destinées à l’exportation sont synthétisées par les ribosomes liés au RER Les protéines destinées au cytosol, au noyau, aux mitochondries, ainsi qu’aux peroxysomes sont synthétisées par les ribosomes libres Par autoradiographie utilisant des isotopes radioactifs, on a montré que les protéines synthétisées par les ribosomes du RER passent dans l’AG puis dans les vésicules de sécrétions puis exocytose (maturation + distribution) La translocation des protéines au niveau du RER Le début de la traduction débute toujours dans le cytosol quel que soit la protéine Dans le cas des protéines destinées au RER, le polypeptide en élongation possède au nv de son N-terminal, un peptide signal hydrophobe Le peptide signal est reconnu par une particule cytosolique la SRP à laquelle il se lie La SRP ‘signal recognition particle’ possède trois domaines : un qui se lie au peptide signal, un autre au ribosome et un dernier qui se lie à un récepteur de la membrane du RER Une fois la SRP se lie au peptide signal et au site A du ribosome, la traduction s’interrompt. Ensuite le complexe formé s’attache au RER par l’intermédiaire d’un récepteur du ribosome associé à un translocon Ouverture du canal qui était obstrué par une protéine chaperonne, la BIP ‘binding protein’. Elle est également indispensable au repliement de la protéine néosynthétisée. La traduction reprend une fois le canal ouvert, et la SRP est recyclée. N-glycosylation des protéines solubles ou transmembranaires La majorité des protéines qui transitent par le RER sont N-glycosylées sur un résidu asparagine (Asn : AA). Les oligosaccharides qui seront liés à l’Asn possèdent tous une région centrale ou cœur Pour que l’Asn puisse être reconnue par la N-glycosylotransférase (l’enzyme qui accroche l’oligosaccharide sur la protéine), elle doit faire partie de la séquence Asn-X-Ser ou Asn-X-Thr (X = AA quelconque) La glycosylation est co-traductionnelle Le Dolichol joue un rôle d’intermédiaire. Déroulement : sur la face cytosolique, des résidus sont apportés successivement au dolichol-phosphate réalisant une fixation de 7 résidus de sucre, ensuite il y a basculement du dolichol (probablement par l’intermédiaire d’une flippase) de telle sorte que la chaîne oligosaccharidique se retrouve du côté luminal Repliement des protéines dans la lumière du RER  L’ATP et le Ca2+ sont nécessaires au repliement  La DPI ‘disulfide protein isomerase’ répare les ponts disulfures incorrects   La BIP joue deux rôles : ouverture et fermeture du translocon et elle est indispensable au repliement de la protéine néosynthétisée (acquérir sa forme définitive)  La calnexine corrige les protéines porteuses d’oligosaccharides mal formées par déglycosylation puis reglycosylation (répare les sucres) Le REL au même titre que le RER avec lequel il est parfois en continuité, est présent dans toutes les cellules eucaryotes (ne contient pas de ribosomes) Le REL présente une membrane tri lamellaire entourant des cavités à contenu clair, couramment sous forme de canalicules Composition chimique :  Lipides : surtout des phospholipides et peu de cholestérol  Protéines : enzymes et transporteurs :  Cytochrome P450 : protéine intégrée dont le site actif est sur la face cytosolique, intervient dans la détoxification de substrats  Enzymes : impliquées dans la synthèse des stéroïdes  Pompe à calcium ou Ca2+-ATPase  Glucose-6-phosphate Fonctions :  Détoxification : Hydroxylation et conjugaison permettent l’élimination des substances toxiques. L’hépatocyte est l’une des principales cellules impliquées dans la détoxification  Métabolisme du glycogène : Le REL est capable de transformer le glycogène en glucose et vis-versa  Stockage du calcium : principalement dans le muscle (sarcoplasme)  Synthèse des hormones stéroïdes : en coopération avec la mitochondrie L’AG est constitué par plusieurs dictyosomes (éléments en forme de croissant) L’AG peut être supranucléaire (apical) ou infranucléaire (basal) ou périnuclaire L’AG est une structure polarisée, composé de : Saccules aplatis : membrane entourant les cavités, présente une face convexe dite face de formation ou cis, et une face concave dite face de maturation ou trans Vésicules :  Vésicules de transition situées sur la face cis  Vésicules de transfert disposées latéralement  Vésicules situées au niveau de la face trans Vacuoles : sur la face trans, se forment probablement par fusion de vésicules Le dictyosome peut être subdivisé en 4 régions fonctionnellement différentes : Golgi-cis dirigé vers RER Golgi-médian Golgi-trans dirigé vers la MP TGN ou RTG Les MT jouent un rôle stabilisateur dans l’AG Composition chimique :  Le Golgi-cis comprend plus de protéines que de lipides  Le Golgi-trans : la quantité de cholestérol, de glycolipides, la nature des protéines rappellent celles de la MP  Contenu des cavités : des protéines dans certaines en transit  Enzymes : chaque région à ces propres enzymes Fonctions / Maturation : Modification des oligosaccharides N-liés Les 1ères étapes des N-glycosylations ainsi que les 1ères modifs ont lieu dans le RER. Elles se poursuivent dans l’AG où certains sucres sont élagués alors que d’autres sont ajoutés. On parle de maturation Sulfatation de GAG et de protéines Le sulfate SO42- traverse la membrane du Golgi trans à l’aide d’un transporteur PAPS La sulfatation peut être une maturation Phosphorylation du mannose Au niveau du Golgi cis, un ou plusieurs mannoses des glycoprotéines (enzymes) destinées aux lysosomes sont phosphorylés sur le carbone 6 Le M-6-P représente un signal de tri vers le lysosome NB : les glycoprotéines qui sont des enzymes sont aussi appelés les hydrolases Désacylation et réacylation de lipides membranaires Par des enzymes golgiennes afin de remplacer des acides gras courts et insaturés par des acides gras plus longs et plus saturés, expliquant le fait que les membranes du Golgi trans (ainsi que la MP) soient plus épaisses que celles du Golgi cis Ségrégation et adressage des protéines Les protéines synthétisées par les ribosomes de RER vont être soit retenues dans le RER, soit véhiculées vers l’AG où elles font l’objet de modifications. De là, elles peuvent avoir plusieurs destinées : endosomes, lysosomes, MP, excrétion (exportation). Cela nécessite la présence de :  Signaux de rétention : les protéines qui doivent être dirigées vers l’AG et au-delà doivent être bien figurées et bien repliées (sinon elles sont retenues dans le RER afin d’être corrigées ou détruites), de plus, elles ne doivent pas porter les signaux de rétention KDEL (pour les protéines solubles/luminales) et KKXX (pour les protéines transmembranaires)  Signaux d’adressage aux lysosomes : les hydrolases lysosomales sont transportées du RER vars le saccule cis de l’AG à partir duquel elles progressent, tout en subissant une maturation (notamment par M-6-P) vers le Golgi trans L’AG est traversé par les flux membranaires Flux vectoriels centrifuges ou antérogrades Sécrétion constitutive MP RER AG Vésicule de sécrétion Sécrétion contrôlée MP Endosome ou lysosome  Flux rétrogrades RER Golgi cis Golgi trans La bréfeldine A bloque plusieurs flux membranaires Endosome : compartiment endomembranaire hétérogène fait de cavités tubulo-vésiculaires alimenté par des vésicules provenant du Golgi trans / TGN. Il est lui-même à l’origine de vésicules destinées aux lysosomes d’une part et à la MP d’autre part Les endosomes précoces : ont une distribution périphérique. Ils reçoivent les vésicules d’endocytose. Après fusion, le contenu de la vésicule est versé dans l’endosome dont le pH = 6,5 environ, suffisant pour dissocier le ligand de son récepteur (dans le cas d’endocytose par l’intermédiaire de récepteur) Les endosomes tardifs sont distribués près du noyau. Le contenu des endosomes précoces est transporté vers l’endosome tardif par des vésicules. Son pH = 5,5 environ est compris entre celui de l’endosome précoce et celui du lysosome qui est de 5 Organites cytoplasmique qui contiennent des hydrolases acides enzymes actives à un pH = 5 environ. Ce sont les principaux sites de digestion intracellulaire Morphologie :  Formations arrondies ou ovalaires, parfois à limite irrégulière  Ils sont denses et homogènes (il n’y a que les enzymes hydrolases) ou hétérogènes (les enzymes hydrolases entrain de dégrader), selon l’état fonctionnel et le type cellulaire Composition chimique : La membrane lysosomale constituée de :  Lipides : phospholipides principalement, cholestérol et sphingolipides (plus que le RER et le Golgi)  Protéines : une trentaine de glycoprotéines dont les sucres forment une couche périphérique interne, véritable protection contre le pH acide des hydrolases Les différents lysosomes et leur mode de formation : Les différents composants du lysosome sont apportés par des vésicules qui bourgeonnent au niveau du TGN, les vésicules prélysosomales, recouvertes de clathrine. Celles-ci vont ensuite fusionner avec des vésicules ou des vacuoles de diverses origines pour donner :  Fusion avec des vésicules d’endocytose → endolysosome  Fusion avec des vésicules de phagocytose → phagolysosome  Fusion avec des vésicules d’autophagie → autolysosome Autophagie : il s’agit pour la cellule de se débarrasser d’éléments usés, abîmés ou inutiles (en cas de baisse d’activités), ces éléments sont alors isolés du reste du cytosol par un compartiment membranaire provenant du REL aboutissant ainsi à la formation d’une vacuole autophagique (autophagosome), celle- ci va fusionner avec un endosome tardif pour donner un autolysosome. Certaines protéines ubiquitinylées pénètrent dans le lysosome ce qui provoque leur dégradation par pénétration directe dans le lysosome. Ubiquitination : marquage des protéines qui doivent être dégradées. Fonctions des lysosomes :  Autophagie : digestion de substances ou de particules endommagées appartenant à la cellule elle- même  Hétérophagie : digestion de substances importées par la cellule par la voie d’endocytose / phagocytose  Endocytose : phénomène permanent, représente la voie principale d’importation des éléments  Phagocytose : par des cellules spécialisées dans la défense de l’organisme  Destruction de protéines réabsorbées : par certaines cellules à partir du plasma  Devenir des produits de dégradation : La dégradation des substrats par le lysosome aboutit d’une part à la libération dans le cytosol de molécules simples et d’autres part à l’accumulation dans le lysosome de produits non dégradés ou non dégradables, déchets ou résidus (en général de nature lipidique). Ces derniers constituent les corps résiduels dont le contenu est variable Les figures myéliniques : résultent de la dégradation des phospholipoprotéines des membranes des différents organites. Ce sont des résidus des autolysosomes Les lipufuscines : pigments bruns résultant de la non dégradation des lipides en particulier, souvent expulsés mais parfois s’accumulent dans le cytoplasme des cellules sénescentes ou altérées  Sécrétion des enzymes dans le milieu extracellulaire Le spermatozoïde : Plusieurs hydrolases se trouvent dans l’acrosome (grand lysosome du spermatozoïde). La rupture des acrosomes juste avant la fécondation libère les hydrolases ce qui permet le franchissement des spermatozoïdes de la zone pellucide de l’ovocyte La résorption osseuse : L’ostéoclaste, cellule de la famille du macrophage, est la cellule spécialisée dans la résorption, qui en déversant le contenu de ses lysosomes dans le milieu extracellulaire aboutit au renouvellement osseux Le lysosome par ses actions intervient dans :  La nutrition cellulaire  Le renouvellement de molécules membranaires, cytosoliques aussi bien que des organites  Les phénomènes de défense  La sécrétion d’enzymes (spermatozoïde, ostéoclaste) Organite cytoplasmique présent dans toutes les cellules eucaryotes, il intervient dans le métabolisme des lipides, l’hydroxylation des molécules, la respiration cellulaire, la production et la dégradation du peroxyde d’Oxygène H2O2 (d’où son nom) NB : le peroxysome n’appartient pas au système endomembranaire Sa membrane est constituée du cytochrome P450 dont le site catalytique est sur la face cytosolique. Sa matrice contient deux sortes d’enzymes :  Des oxydases : utilisent 02 pour le transformer en H2O2. Ainsi on peut citer : Enzyme de β-oxydation des acides gras à chaîne longue (≥22C) avec production d’H2O2 et acides gras à chaîne courte (≤12C) et d’acétyl-CoA qui seront transférés à la mitochondrie  La catalase : utilise H2O2 pour oxyder les substrats comme l’acide formique ou des alcools Le peroxysome intervient dans des réactions de détoxifications grâce à la présence d’un cytochrome P450 spécifique dont le site actif est cytosolique Principales fonctions du peroxysome :  Grâce aux oxydases, il transforme les acides gras à longue chaîne en acides gras à courte chaîne en produisant l’acétyl-CoA qui seront envoyés aux mitochondries. Il produit aussi le H2O2 qui sera utilisé par la catalase qui va permettre l’oxydation de substrat comme l’alcool au niveau du foie  Grâce au cytochrome P450, il intervient dans la détoxification des substrats  Les peroxysomes se multiplient principalement en se divisant. Le cytosol, aussi appelé hyaloplasme, représente la moitié du cytoplasme et contient une très grande variété de molécules solubles ainsi que des particules de suspension Le cytosol se présente sous un état de gel ou un état de sol de façon réversible selon les liaisons entre les macromolécules A côté des éléments du cytosquelette, des ribosomes et leurs sous-unités, le cytosol contient des inclusions et particules Principales fonctions du cytosol :  Synthèse protéiques : le début des synthèses est toujours cytosolique. Pour les protéines non destinées au RER, elles subissent des modifications au sein même du cytosol, pendant et après la traduction  Stockages des précurseurs des molécules énergétiques : glycogène et lipides  Métabolisme du glucose, glycolyse anaérobie et production d’énergie  Protéolyse cytosolique : la dégradation des protéines fait intervenir des protéases qui sont actives à pH acide (endosomes, lysosomes) ou neutre, et dans ce dernier cas il s’agit de protéolyse cytosolique Les protéasomes se trouvent dans le cytosol, ce sont des protéases fonctionnant à pH neutre organisées en complexes, non limités par une membrane Ils assurent la dégradation de la grande majorité des protéines dont le cytosol doit s’en débarrasser Le protéasome 26S est formé d’une partie catalytique 20S et deux extrémités régulatrices 19S (couvercles) Le protéasome 20S est formé de 3 chambres, la chambre centre est la plus grande et représente le site d’hydrolyse du substrat. Le couvercle est responsable de la reconnaissance des chaînes d’ubiquitines. La base possède entre autre une activité chaperonne Une protéine chaperon est une protéine dont la fonction est d'assister d'autres protéines dans leur maturation, en leur assurant un repliement tridimensionnel adéquat NB : L’ubiquitine marque les protéines qui doivent être dégradées, on dit que la protéine est ubiquitinilée Il semble que l’hydrolyse de l’ATP soit nécessaire à l’injection des substrats dans la chambre catalytique (centrale). L’hydrolyse du substrat se fait à pH neutre Manière dont les protéasomes reconnaissent leur cible Les protéines destinées à la correction / destruction doivent exposer des signaux distinctifs  Protéines dénaturées : une séquence d’AA qui est oxydée ou anormale  Protéines mal repliées : une séquence d’AA normalement non accessible (non exposée) quand la protéine à une conformation normale Ces signaux sont reconnus par une petite molécule chaperonne, l’ubiquitine qui se lie de façon covalent c’est un résidu lysine de la protéine cible. Cela est suivi, par effet coopératif, de l’addition de plusieurs ubiquitines C’est finalement la chaîne constituée par les molécules d’ubiquitines qui constitue le signal reconnu par le protéasome Une fois prise en charge par le protéasome :  La protéine mal repliée peut-être corrigée et restituée au cytosol  La protéine sera détruite si la correction s’avère impossible  La protéine dénaturée sera dégradée Le noyau est un compartiment caractéristique des cellules eucaryotes chez lesquelles il renferme l’essentiel de l’ADN (le génome) Morphologie :  Le noyau a différentes formes : arrondi ou ovoïde, elliptique et irrégulier  Il occupe un peu mois du ¼ de la surface cellulaire  Il peut avoir plusieurs situations : centrale, à la base, à la périphérie  La plupart des cellules sont uninucléés (muscles -> multinuclée) NB : le globule rouge humain est dépourvu de noyau, certaines hépatocytes ou cellules de l’épithélium de la vessie sont binucléés, les ostéoclastes sont multinucléées. Quand le nombre de noyau est élevé, on parle de syncytium  Pour colorer le noyau on utilise l’hématoxyline-éosine : le noyau se colore en bleu violacé et apparaît entouré d’une enveloppe qui sépare le nucléoplasme du cytoplasme  Le noyau a un aspect hétérogène : de amas fortement colorables, les mottes chromatiniennes, séparées les unes des autres par des régions plus pâles, les espaces interchromatiniens ou nucléoplasme  Le noyau contient une (parfois deux) formation grossièrement arrondie biréfringente, le nucléole  Coloration spéciale au bleu de toluidine (BT) et utilisation de nucléases  les mottes chromatiniennes contiennent principalement de l’ADN alors que l’ARN est localisé pour l’essentiel dans le nucléole ainsi qu’au niveau de l’enveloppe nucléaire Composition chimique : Dans un noyau : 25% d’ADN, 5% d’ARN et 75% de protéines avec une petite quantité d’ATP, de nucléotides, de Ca2+, Mg2+… NB : les protéines du noyau sont synthétisées par les ribosomes libres L’enveloppe nucleaire : Les membranes interne et externe  Les membranes interne (MI) et externe (ME), tri lamellaires, délimitent la citerne périnucléaire. L’enveloppe et percée de pores nucléaires  La ME porte des ribosomes, en continuité avec le RER  La MI est tapissée par la lamina nucléaire, de structure fibrillaire La lamina nucléaire  Lame d’aspect granulo-fibrillaire, présente une structure en treillis carré, comme le montrent des images obtenues après cryodécapage. Ces structures fibrillaires sont constituées de FI composés des lamines A, B et C La citerne périnucléaire est percée de pores  A la périphérie du pore, on observe des granules disposés en un octogone. Parfois on note la présence d’un granule central. Le tout porte le nom de complexe du pore Composition et organisation moléculaire du complexe du pore Les nucléoporines : protéines qui entrent dans la constitution des pores  L’anneau cytoplasmique : constitué de 8 sous-unités, se trouve sur la face cytosolique où s’insèrent des filaments cytoplasmiques  L’anneau nucléoplasmique : constitué de 8 sous-unités, sur chacune d’elles s’insère un filament nucléoplasmique qui se termine au niveau de l’anneau distal, de nature inconnue, le tout formant une espèce de cage, le panier fibreux NB : anneau cytoplasmique et anneau nucléoplasmique se rejoignent pour former 8 colonnes  Complexe rayonné (bras radiaires) : lie les anneaux au transporteur central, placé entre les deux anneaux  Les canaux périphériques (canaux latéraux) : situés entres les filaments rayonnés (bras radiaires) Fonctions des pores  Transports passifs : Ions, AA, mono- ou disaccharides, protéines de PM < 44kDa. Ces transports se font dans les deux sens, par les canaux latéraux et le canal central  Transports actifs : Grandes molécules de PM  44kDa à travers le canal central Le transport des protéines, des nucléoprotéines et des ARN à travers le pore dans un sens ou dans l’autre sont des phénomènes très contrôlés. Ils doivent posséder des NLS (pour entrer) et des NES (pour sortir) L’importation des protéines à NLS :  Les protéines nucléaires ou caryophiles possèdent toutes un NLS (suite d’acides aminés définie) à n’importe quel point de la protéine  Cette protéine est reconnue dans le cytoplasme par l’importine α qui s’associe à l’importine β (Ran – GDP). Le tout interagit avec les nucléoporines et traverse le pore  Une fois dans le nucléoplasme, le complexe se dissocie sous l’effet d’échange du GDP en GTP sous l’action de GEF. La protéine est ainsi libérée dans le nucléoplasme   L’importine α et Ran-GTP peuvent ensuite quitter le noyau pour le cytosol NB : si l’on greffe un NLS à une protéine à localisation normalement cytosolique, celle-ci sera transportée dans le noyau L’exportation des protéines à NES : toute protéine voulant quitter le noyau pour le cytoplasme doit avoir un NES La matrice nucléaire : Elle est représentée par la lamina, les nucléoles ainsi que par un réseau fibreux occupant l’ensemble du nucléoplasme Les lamines  Elles sont soit libres soit fixées sur la face nucléaire de la MI et dans ce cas entrant dans la constitution de la lamina  Les lamines de la lamina sont fixées à la MI par des protéines intégrées  Rôles de la lamina : Fixation de l’enveloppe nucléaire Contribution au maintien de la forme du noyau Interaction enveloppe – chromatine La lamina contient des protéines qui se lient à la chromatine. Celle-ci correspond aux chromosomes interphasiques qui sont liés à la lamina au niveau de leurs extrémités télomériques Dissolution de l’enveloppe au cours de la division cellulaire à la suite de la phosphorylation des lamines Autres constituants de la matrice Présence dans la matrice :  De lamines en dehors de la lamine  De l’actine et des protéines associées  Protéines : NuMa (défaut au nv NuMa -> empêche la cytodiérèse) Chromatine : L’ADN nucléaire constitué d’environ trois milliards de paires de base (pdb) est l’un des constituants de la chromatine. Les nécessités de la vie cellulaire font qu’à tout instant l’information exigée soit accessible parmi cette quantité prodigieuse de pdb, afin d’être lue correctement. Pour cela les molécules d’ADN doivent être :  Disposées et ordonnées de façon précise  Protégées et éventuellement réparées  Transmises éventuellement dans les cellules filles Toutes ces exigences sont satisfaites grâce aux propriétés de l’ADN d’une part et aux protéines qui lui sont associées d’autre part L’ensemble ADN + protéines = chromatine Au cours de l’interphase, la chromatine correspond à un certain nombre de chromosomes qui sont cependant indistincts les uns des autres. Ceux-ci s’individualisent au cours de la division cellulaire. Ils contiennent chacun une molécule d’ADN linéaire L’ensemble de l’information génétique d’un organisme constitue le génome Ultrastructure de la chromatine Pendant l’interphase, sur des noyaux intacts, la chromatine est sous deux formes :  Chromatine condensée ou hétérochromatine : Inactive  Chromatine diffuse ou eurochromatine : Active Traitement de la chromatine et observation :  En cas de dispersion importante de la chromatine, on obtient des formations en collier de perles, la fibre nucléosomique. Cette dernière est constituée par la succession de particules de 10 nm, les nucléosomes (perles), reliés entre eux par des liens internucléosomiques (contiennent de l’ADN facilement dégradé par la DNase)  La décondensation et la dispersion de la chromatine, fait apparaître des fibres chromatiniennes de 30 nm non organisées. En présence de l’histone H1, la chromatine se présente sous l’aspect de fibres chromatiniennes de 30 nm ayant chacune l’aspect de 3 colliers de perles disposés parallèlement mais dont les perles sont très serrées (non séparées par des liens) Composition chimique La chromatine est constituée d’ADN, de protéines et d’ARN dans certaines régions de la chromatine diffuse Deux groupes de protéines :  Les protéines histones : Protéines basiques riches en Arg et Lys, 5 types : H1, H2A, H2B, H3 et H4. Ils entrent dans la constitution des nucléosomes et de la fibre chromatinienne  Les protéines non-histones : interviennent dans la réplication, la transcription, la réparation (ADN polymérases, ARN polymérases, différents facteurs…) Organisation moléculaire de la chromatine  Un nucléosome est une particule en forme d’un disque ou cylindre autour duquel la double hélice de l’ADN est enroulée environ deux fois (1 tour et ¾)  L’étude biochimique du nucléosome montre qu’il s’agit d’un octamère d’histone formé de deux copies de H2A, H2B, H3 et H4  Le segment d’ADN entre 2 nucléosomes serait en rapport avec H1 pour la formation de la fibre chromatinienne  La fibre chromatinienne serait en fait le résultat d’un enroulement hélicoïdal de la fibre nucléosomique de 6 nucléosomes / tour, selon le modèle en solénoïde. Cette compaction d’ordre supérieur nécessite des molécules d’histones H1 qui fonctionnent comme des agrafes entre nucléosomes  La fibre chromatinienne est la forme inactive de la chromatine. Elle représente le mode d’organisation aussi bien de la chromatine condensée que de la chromatine diffuse  Quand la chromatine est activée, la partie de la fibre chromatinienne concernée se déroule à la suite de la dissociation de H1 La condensation de la chromatine en chromosomes : les divers degrés de spiralisation  22 paires d’autosomes et une paire de gonosomes sont observées pendant la mitose. Ceci est le résultat d’une forte condensation de la chromatine qui les compose. A l’inverse, la chromatine interphasique résulte de la décondensation des chromosomes  Dans chaque chromosome, il y a un double brin unique d’ADN compacté (condensé) à plusieurs niveaux : La double hélice L’enroulement en une super hélice de l’ADN autour des nucléosomes et sa continuation au niveau des liens internuclésomiques, ce qui correspond à la fibre nucléosomique de 10 nm Le compactage par empilement des nucléosomes après pontage par l’histone H1 et enroulement en super- super- hélice correspondant à la fibre chromatinienne de 30 nm Le chromosome est le résultat de la condensation de la fibre chromatinienne de 30 nm en boucles de différents ordres Rapport entre décondensation de la chromatine et activité transcriptionnelle Les deux catégories de gènes  On estime le nombre de gènes des cellules eucaryotes des vertébrés supérieurs à 30.000 gènes. Ces gènes ne représenteraient que 10% de l’ADN nucléaire. Cela veut dire que les 90 % restants ne seraient pas codants (c’est l’ADN silencieux)  Les cellules appartenant au même organisme possèdent le même génome et par conséquent les mêmes gènes. Cependant ces gènes vont s’exprimer ou non en fonction du type cellulaire. Ainsi on distingue deux catégories de gènes :  Gènes domestiques : Exprimés dans toutes les cellules car ils contrôlent les fonctions qui leur sont communes, par exemple les gènes codant les enzymes de la glycolyse  Gènes spécifiques : Gènes exprimés dans un type cellulaire donné et pas dans l’autre. Par exemple les gènes codant la synthèse de l’hémoglobine dans les cellules précurseurs des GR ou ceux codant les cytokératines dans les cellules épithéliales Signification de la chromatine diffuse 90% et de la chromatine condensée 10%  La chromatine diffuse existe en deux formes : 1. L’euchromatine active : peu condensée représente 10 % (variable selon le type cellulaire) de l’euchromatine 2. L’euchromatine inactive : plus condensée représente 90 % de l’euchromatine  Il existe trois types de chromatine condensée : 1. L’hétérochromatine constitutive : toujours condensée, jamais transcrite, se trouve de part et d’autre des centromères et dans le bras long du chromosome Y 2. L’hétérochromatine facultative : condensée dans certaines cellules ou dans certains stades du développement 3. La chromatine sexuelle ou corpuscule de Barr : existe chez la femme et correspond à l’un des X inactivé/muet. un chromosome X est suffisant à la vie normale, l’autre alors est condensé et inactif. Il est tantôt d’origine maternelle, tantôt d’origine paternelle. Corpuscule de Barr = nombre de X – 1. L’inactivation de l’X, appelée aussi lyonisation est l’inactivation précoce. L’organisme féminin est par conséquent constitué d’une mosaïque de cellules exprimant les unes les gènes du chromosome Xm, les autres les gènes de chromosome Xp Répartition des chromosomes interphasiques dans le noyau : Le marquage des séquences d’ADN des centromères et des télomères montre que les centromères se trouvent à côté du nucléole alors que les télomères se trouvent du côté de l’enveloppe nucléaire (la lamina) Nucléole : Site intranucléaire de synthèse des ribosomes, au sein duquel les gènes des ARNr (à l’exception de l’ARNr 5S) sont transcrits en ARNr précurseur. Ce dernier y subit une maturation et association avec les protéines ribosomales pour constituer les sous-unités ribosomales. Il contient des constrictions secondaires des chromosomes acrocentriques Le nucléole est variable en taille et en nombre (1 à plusieurs noyaux) entouré par la chromatine périnucléolaire ou chromatine associée. NB : ↗ nucléoles ↗ ADNr ↗ ribosomes ↗ synthèse protéines L’aspect du nucléole est variable selon le type cellulaire, cependant on considère un nucléole typique est constitué de quatre composants :  Un composant granulaire (CG) : contient des particules préribosomales, site de stockage des futurs ribosomes (nouvellement synthétisés)  Un centre fibrillaire clair (CF) : contiendrait les espaceurs intergéniques non transcrits. Il contient en outre des protéines impliquées dans la transcription ainsi qu’une protéine, la nucléoline  Un composant fibrillaire dense (CFD) : sites de transcription des ARNr nucléolaires situés à la limite entre CF et CFD. Il contient une protéine, la fibrillarine associée à des snRNP (small nucleolar RNP) qui intervient dans le clivage des transcrits d’ARNr. (ADNr = Organisateur Nucléolaire)  Une chromatine associée dans les cellules somatiques Synthèse des ARNr  L’ADN ribosomal contient un gène amplifié chez les eucaryotes. Le nucléole contient des régions particulières de certains chromosomes, les organisateurs nucléolaires. Chez l’homme, ces organisateurs se trouvent sur les bras courts des chromosomes acrocentriques (13, 14, 15, 21 et 22), ils correspondent aux constrictions secondaires. Pendant l’interphase, le nucléole contient des boucles appartenant aux cinq paires de chromosomes acrocentriques. Chaque boucle contient un groupe de gènes (ADNr) répétés 20 fois par chromosome (200 copies / génome diploïde) (chaque chromosome acrocentrique contient 20 ADNr -> total 200 gènes). Ces gènes sont séparés par des séquences non transcrites, les espaceurs intergéniques. Plusieurs complexes de transcription sont actifs en même temps donnant une image d’arbre de Noël  Les ARNr 28S, 5,8S et 18S proviennent d’un précurseur commun, l’ARN 45S (l’ADNr est transcrit d’abord en ARN 45S). Ce dernier subit un certain nombre de coupures pour donner les ARNr sus-cités. La transcription de l’ARN 45S est catalysée par l’ARN polymérase I (notons que la transcription des ARNm est sous l’action de l’ARN polymérase II et celle de l’ARN 5S par la polymérase III). La maturation de l’ARNr a lieu dans une particule préribosomale par perte des espaceurs intragéniques sous l’action de nucléases (différente du clivage des introns) Assemblage du ribosome  Les protéines ribosomales sont synthétisées dans le cytosol. Elles sont porteuses d’un NLS (permet à la protéine de pénétrer le noyau par les pores) d’une part et d’un RRM (une séquence de reconnaissance de l’ARN) d’autre part   L’association des protéines avec l’ARNr 45S commence avant la fin de la transcription de ce dernier. L’assemblage se fait dans une grande particule préribosomale (Composant granulaire) où a lieu la maturation de l’ARN 45S  Par la suite le préribosome se scinde en grande sous-unité et en petite sous-unité. Ces dernières quittent le noyau séparément La vie des cellules suppose des interactions et des communications entre les différents membres qui la composent afin que l’ensemble puisse fonctionner de façon coordonnée Syst nerveux Modalités et niveaux de communication : communication Syst endocrinien Différentes modalités  Par contact direct : Soit par jonctions communicantes de type gap Soit par les molécules d’adhérence (Ȼ juxtaposées)  Par molécules de signalisation ou molécules-signaux ou molécules informationnelles : Ce sont des produits chimiques élaborés et sécrétés par des cellules et qui vont agir à une longue distance sur une cellule- cible en se liant à un récepteur Niveau de communication par molécules informationnelles Autocrine : communication avec elle-même ; secrète des ligands qui vont se fixer sur ses récepteurs (ex : déclenchent de la glycolyse) Paracrine : communication avec les Ȼ voisines ; secrète des ligands qui vont se fixer sur les récepteurs des Ȼ voisines (ex : signal pour se détacher afin qu’elle se divise) Endocrine : sécrétion d’une hormone (ligand) à distance dans le sang pour une Ȼ-cible. Par le système nerveux, au niveau des synapses, par les neuromédiateurs NB : les ligands ne sont pas toujours des molécules informationnelles Les molécules informationnelles et leurs récepteurs : Les molécules informationnelles  C’est une substance chimique produite par une cellule, circulant dans le milieu extracellulaire pour transmettre un signal à une autre cellule (parfois à la cellule qui l’a produite) via un récepteur spécifique. Cette substance est aussi qualifiée de ligand  Nature chimique : 1. Molécules liposolubles : le ligand peut traverser la MP des Ȼ, elles se lient à des récepteurs cytosoliques et nucléaires (exemple : hormones stéroïdes et thyroïdiennes) 2. Molécules hydrosolubles : incapables de traverser la couche bilipidique, elles sont reconnues par des récepteurs de la MP des cellules – cibles. Parmi ces molécules, il y a : ◎ les médiateurs locaux : (exemple les facteurs de croissance) qui stimulent la multiplication cellulaire ◎ les neurotransmetteurs (exemple : acétylcholine) secrétés dans les synapses ◎ les hormones (exemple : adrénaline, insuline) secrétés par les Ȼ endocrines 3. Radicaux libres gazeux : diffusent librement au travers de la MP, agissent directement sur des protéines cytosoliques (exemple : monoxyde gazeux NO) Les récepteurs Un récepteur est une protéine ayant pour ligand une molécule informationnelle provenant du milieu extracellulaire Notions générales sur les interactions ligand-récepteur : - Spécificité : la reconnaissance spécifique du récepteur et de son ligand (mais également de ses agonistes et ses antagonistes) grâce à leurs formes tridimensionnelles complémentaires - Affinité : Entre ligand et récepteur, faible pour les ligands très concentrés, forte pour les hormones - Nombres de récepteurs : Variable selon les types cellulaires. De façon générale, ce nombre varie entre 10.000 et 100.000 récepteurs par cellule, pour les différents signaux que la cellule reçoit. - Réversibilité : Après interaction, la molécule - signal peut être détruite, immobilisée ou recyclée - Conséquence de la liaison ligand – récepteur : La formation du complexe ligand – récepteur membranaire sera suivie soit de l’internalisation (endocytose du complexe) c’est le cas de l’insuline, soit de l’activation (pas d’endocytose) il y a création d’un second messager qui va déclencher une réaction cytosolique. Pour les molécules – signaux liposolubles qui franchissent librement la MP, elles seront reconnues par des récepteurs cytosoliques ou nucléaires La liaison hormone-récepteur a lieu dans le cytosol pour certaines molécules, dans le noyau pour d’autres. Le complexe se lie ensuite à des séquences spécifiques de l’ADN pour activer la transcription de certains gènes Récepteurs de surface cellulaire des molécules informationnelles hydrosolubles : Présente 3 domaines : extracellulaire, transmembranaire et cytosolique : - Récepteurs couplés aux protéines G ‘RCPG’ : 7 fois transmembranaires, possèdent 3 boucles extracellulaires et 3 boucles intracellulaires (cas d’adrénaline couplé d’une protéine G) - Récepteurs – canaux : sont principalement impliqués dans la transmission du signal synaptique (ex : acétyl choline dans les terminaisons nerveuses) - Récepteurs catalytiques : agissent directement comme des enzymes, c’est le cas du récepteur de l’insuline NB : les transporteurs membranaires sont des récepteurs dont les ligands ne sont pas des molécules informationnelles comme le LDL Les RCPG et la transduction du signal : - La protéine G ancrée sur la face cytosolique de la MP par des AG - L’effecteur : Protéine qui traduit le signal reçu par le récepteur en un effet intracellulaire, peut être un canal ou une pompe (permet l’entrée dans le cytosol d’un second messager) ou une enzyme (catalyse la production cytosolique d’un second messager) - Transduction du signal : La voie de l’adénylate cyclase – AMPc : activation de la glycogénolyse par l’adrénaline (foie, muscle) :  L’adrénaline se lie à son récepteur de surface cellulaire, le récepteur β - adrénergique couplé à une protéine G. Cette liaison est suivie d’un largage du GDP, son remplacement par le GTP, la dissociation du trimère en γ - β et en α – GTP. Cette dernière transmet le signal à l’adénylate cyclase β qui produit dans le cytosol de l’AMPc à partir de l’ATP. L’AMPc, second messager, active des protéines kinases A (PKA), dites AMPc dépendantes. La PKA est formée de 4 sous-unités : 2 sous-unités catalytiques (C) et 2 sous-unités régulatrices (R). Sous cette forme, l’enzyme est inactive. L’AMPc se liant aux sous-unités R, dissocie l’ensemble et libère les sous-unités C qui deviennent actives. La PKA phosphoryle une autre enzyme pour l’activer, la phosphorylase kinase qui à son tour va activer une autre enzyme, la glycogène phosphorylase (cascade de réactions) aboutissant enfin à la production d’ATP. Le système endomembranaire se compose des différentes membranes internes qui sont en suspension dans le cytoplasme d'une cellule eucaryote. Ces membranes divisent la cellule en compartiments fonctionnels et structurels appelés organites AG : maturation des protéines et leur distribution RER : synthèse des protéines destinées au système endomembranaire, à l’exocytose et à lui-même END : endosome LYS : lysosome VS : vésicules libérées + Vacuoles Cellule eucaryote