PACES Amiens 2010/2011 – UE2 – Biologie cellulaire – Transport avec mouvement
CHAPITRE 3 : Transport avec mouvement de membrane
Endocytose : vers l’intérieur de la cellule. Phénomène par lequel la cellule transfère une fraction de volume extracellulaire qui l’entoure à l’intérieur d’un compartiment intracellulaire.
Exocytose : vers l’extérieur . Pour l’exportation des matériaux synthétisés par la cellule et contenus dans les compartiments intracellulaires. Apport des constituants de la membrane plasmique, et des glycoprotéines périphériques de la face externe de la membrane. Transport vésiculaire : Transport d’un compartiment à un autre ou d’une partie d’un compartiment à une autre. Il y a invagination de la membrane du compartiment, la vésicule se referme sur les molécules à transporter, se détache et circule en suivant le cytosquelette c ytosquelette jusqu’au jusqu’au compartiment cible où où les membranes fusionnent, libérant les molécules. Les points communs à l’endocytose et à l’exocytose l ’exocytose : - Intervention du système endomembranaire endomembranaire - Utilisation du cytosquelette - Consommation d’énergie - Phénomène continu à la surface des cellules (mais peut être déclenché par un signal) I / / L’endocytose
Les molécules du milieu extérieur pénètrent dans un endosome précoce. Le contenu est un peu modifié. Il subit encore d’autres modifications, la molécule passe alors dans des endosomes de plus en plus tardifs. Ces endosomes peuvent fusionner avec des lysosomes. Certaines molécules peuvent passer dans l’appareil de Golgi voire dans le réticulum
endoplasmique.
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3 types d’endocytose : Pinocytose (invaginations de la membrane pour les très petites molécules) Endocytose par l’intermédiaire des récepteurs récepteurs (ex : transport du cholestérol) Phagocytose (très grosses molécules. Consomme beaucoup d’ATP. Ex :
bactéries, particules solides, débris dans de grosses vacuoles) Ces endocytoses sont présentes selon le type cellulaire. Types plus ou moins spécialisés. Pinocytose
Phagocytose
Petite quantité Petite particules
Grande quantité Grosse particules
Peu d’énergie
Beaucoup d’énergie
A/ La pinocytose
Il existe quatre types de pinocytose, selon la taille des molécules cibles : 50 à 80 nm : vésicule recouverte de cavéolines 90 à 100 nm : vésicule lisse 100 à 200 nm : vésicule entourée de clathrines supérieur à 1µm : macropinocytose (une langue de membrane se forme et se referme sur les molécules à absorber). 1/ Les vésicules non recouvertes (lisses) Des récepteurs détectent la molécule. Invagination de la membrane, la molécule se retrouve prisonnière, la membrane se referme au niveau du col par un étranglement. On les trouve entre la membrane, les endosomes précoces et tardifs et les lysosomes. 2/ Les vésicules à clathrines Ex : transport du cholestérol. Le cholestérol se fixe sur des molécules de transport : LDL (Low Density Lipoprotein = mauvais cholestérol VLDL (Very)) ou HDL (High Density Lipoprotein). Le cholestérol se fixe s ur “un sac de transport” dans lequel se trouve des apolipoprotéines (A1 sur les HDL, B sur les LDL). Certaines cellules possèdent des récepteurs à LDL ou HDL.
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Caractéristiques du transport : Hautement spécifique (ne reconnaît que LDL ou HDL, en fait reconnaît -
l’apolipoprotéine liée). hérissées . Les clathrines se placent en dessous Vésicules à manteau : vésicules hérissées.
de la vésicule, puis autour. -
Internalisation de la membrane.
Face interne : clathrines contenant des récepteurs adaptine-dépendants. L’adaptine permet à la clathrine de se fixer à la vésicule.
Le ligand (apolipoprotéine) se fixe sur le récepteur. Régionalisation des récepteurs (mais pas de rafts) par mouvement dans la membrane. Les adaptines s’adaptent sur la partie intra
cytoplasmique des récepteurs, puis les clathrines se fixent sur les adaptines, ce qui crée une force qui tire les récepteurs vers l’intérieur.
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Les dynamines permettent la fermeture de la vésicule, vésicule, qui pénètre à l’intérieur de la cellule. Les clathrines et les adaptin es se détachent et se refixent sur d’autres récepteurs pour former
de nouvelles vésicules. La vésicule forme alors un endosome précoce. précoce. Il chemine à l’intérieur de la cellule et fusionne avec d’autres endosomes, voire des lysosomes. Le pH diminue de 7,4 (pH
sanguin) à 5 suite à ces fusions. Les récepteurs se placent dans une partie de l’endosome, puis sortent de celui-ci par exocytose. exocytose. Le pH diminue encore : le cholestérol est dégradé sous forme d’acides gras. (Les protéines sont dégradées sous forme d’acides aminés) Ce processus consomme de l’énergie.
Hypercholestérolémie familiale : récepteur au cholestérol ou apo-l ipoprotéines muté(e). Les récepteurs ou les apo-lipoprotéines ne sont plus reconnus par les adaptines ou les récepteurs. (1 hétérozygote sur 1500).
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3/ Les vésicules à cavéolines Cavéoles par invagination des rafts, donc uniquement au niveau des rafts/DIGs. Les vésicules sont recouvertes de cavéolines : il se f orme des cavéoles d’aspect lisse. Les vésicules se transforment en cavéosomes et se dirigent vers l’appareil de Golgi.
Le transport vésiculaire entre les différentes parties du Golgi permet aussi un recyclage des protéines. Parfois une molécule doit traverser une cellule : transcytose. On utilise le même système que pour une e ndocytose normale, selon la taille de la molécule. C’est par exemple le cas de certaines molécules immunitaires au niveau de l’ intestin ou du placenta (échange entre le sang maternel et le sang fœtal). (Ex : immunoglobulines) Recyclage Recyclage des récepteurs en les
refaisant passés à travers la cellule. Page 5 sur 8
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B/ La phagocytose
La bactérie est entourée progressivement des deux côtés par la membrane. -
Défense du soi. (macrophages, granulocytes neutrophiles, et Cellules du système immunitaire (macrophages,
éosinophiles). -
(phagolysosome : acide). Vacuole spécialisée (phagolysosome
Invagination de la membrane, de plus un bras de la membrane entoure la bactérie et la fait pénétrer à l’intérieur.
Étapes de de la phagocytose : Les anticorps recouvrent la bactérie après reconnaissance de celle-ci par les premières cellules (NK, lymphocytes T). Migration des macrophages par chimiotactisme. Diapédèse : le macrophage sort du vaisseau sanguin en passant entre les cellules endothéliales qui s’écartent.
-
Contact macrophage/bactéries par pseudopodes : allongement/rétraction de certains éléments de la membrane et/ou du cytosquelette. Adhérence. Les particules à phagocyter se fixent à la membrane par l’intermédiaire de récepteurs spécifiques aux anticorps. Ex : CAM.
-
Les pseudopodes entourent la bactérie ce qui limite un phagosome, qui se transforme en phagolysosome. Acidification du contenu de la vacuole, dégradation du contenu. La bactérie est lysée par fusion f usion avec un lysosome et on récupère les lipides, les sucres et les protéines pr otéines qu’elle contient à l’aide d’enzymes.
Un macrophage peut phagocyter un autre macrophage, mort. Autophagie : En condition de stress important, la cellule peut consommer certains de ces composants pour récupérer de l’énergie. Une mitochondrie se sépare du réticulum endoplasmique par création d’une vacuole : autophagosome. Le contenu est dégradé par fusion avec un l ysosome.
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II / / L’exocytose
2 types : - Constitutive : s’effectue continuellement - Provoquer : suite à un message Toutes les exocytoses partent de l’appareil de Golgi. C’est le feuillet interne de la vésicule
qui fusionne avec le feuillet externe de la membrane. A/ Exocytose constitutive
-
Le matériel destiné à l’exportation est emballé dans une vésicule au niveau du Golgi . La vésicule golgienne est recouverte sur la face cytosolique par des coatomères. Le matériel exporté est soluble. (constituants de la matrice extracellulaire ou
constituants néo-synthétisés de la membrane plasmique pl asmique : glycoprotéines périphériques de la face extracellulaire par exemple) -
La vésicule se forme par bourgeonnement puis est transportée jusqu’à la membrane avec laquelle elle fusionne, sans contrôle.
-
La séquence séquence peptidique détermine si les protéines seront excrétées ou non. non. B/ Exocytose provoquer
Déclenchée par des signaux : de la cellule elle-même elle-même (potentiel d’action) ou d’origine extracellulaire (récepteur) L’activation de plusieurs messagers intracellulaires entraîne l’augmentation du taux de Ca2+
intracellulaire : - Ca2+ provenant du milieu extracellulaire et pénétrant pénétrant par des canaux calcium (signal électrique). - Ca2+ provenant de sites de stockage stockage internes (selon le type cellulaire, réticulum endoplasmique, Golgi, enveloppe nucléaire ; signal chimique). Le Ca2+ intervient dans la désorganisation désorganisation locale du cytosquelette.
Les grains de sécrétion se forment par bourgeonnement, ils sont immatures. Page 7 sur 8
PACES Amiens 2010/2011 - UE2 – Biologie cellulaire – Transport avec mouvement Puis ils sont recouverts par les clathrines ; ils deviennent matures. Ces clathrines seront
recyclées. Dans une cellule polarisée : les transports peuvent se faire directement ou indirectement : les molécules apicales et basolatérales sont transportées ensemble sur la face basolatérale. Il y a alors endocytose des molécules apicales, et elles sont transportées vers la face apicale : transport en deux temps. Quand l’exocytose est provoquée, la vésicule stocke les composants, qui seront libérés si un
signal est reçu.
Conclusion : exo et endocytose : - intervention du cytosquelette - déformation de la membrane plasmique - fusion de la membrane des vésicules et de la membrane plasmique - intervention de l’ATP et du GTP.
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