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• Rappel
• Transport de grosse molécules
• L’endocytose / l’exocytose/phagocytose/pinocytose
• Exemples
protéines de transport
membranaire (rappel)
Canaux, pores et transporteurs
• Aquaporines = transport de l’eau
• canal = Un canal ionique est une protéine membranaire qui permet le
passage à grande vitesse d'un ou plusieurs ions
• Uniport = transport d’ une seule substance
• Transports couplés : transport simultané de 2 analytes ou plus
– Symport: transport de 2 analytes dans la même direction
– Antiport: transport de 2 analytes en direction opposée
DYNAMIQUE MEMBRANAIRE
L’HOMÉOSTASIE, ET LE TRANSPORT CELLULAIRE
Cours de Cytologie
Canaux, pores et transporteurs
DYNAMIQUE MEMBRANAIRE
L’HOMÉOSTASIE, ET LE TRANSPORT CELLULAIRE
Cours de Cytologie
Les protéines de transport membranaire
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Cours de Cytologie
Transporteur vs. canal ou porine
• La différence entre un canal et un transporteur est dû au ligand qui entraîne un changement
conformationnel de la protéine de transport (récepteur) qui va ainsi transférer le ligand
• Le transporteurs va osciller entre 2 conformation stéréochimique (modèle ping pong)
• Le transporteur fonctionne un peu à la à la manière d’un TOURNIQUET le
ligand étant la « main » qui fait tourner le tourniquet
Birth of an Idea (2007) de Julian Voss-Andreae. ►Cette sculpture a été commandée par Roderick MacKinnon. Elle repose sur les coordonnées
atomiques de la molécule qui ont été déterminées par son groupe de recherche en 2001.
• alors que le canal serait plutôt l’analogue d’un TUNNEL
Comparaison du transport du glucose par diffusion passive ou par diffusion facilitée
3 caractéristiques
1. Plus grand débit que la diffusion passive
2. Saturabilité
3. Spécificité
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Une stratégie !
TRANSPORT CELLULAIREGrosse particules
Transport de grosses molécules
• Endocytose• Pinocytose: molécules
• Phagocytose: particules
• Exocytose
Via un transport vésiculaire
• Nécessite une dépense d’énergie (ATP)
• Deux principaux modes :
Endocytose / exocytose
Le mouvement de grosses molécules, trop grandes pour les autres transports.
Se déroulent à l’échelle cellulaire
(visible en microscopie)!
Caractères
– Incorporation ou exportation d’un volume = vésicule
– Nécessitent le système endomembranaire
– Toujours énergie dépendants
Intervenants
– Cytosquelette mouvements des cellules, des vésicules
– Protéines membranaires (amarrage, récepteurs)
– Composants cytosoliques (ATP, GTP, prot. G)
Classification
– Endocytose (internalisation)
– Exocytose (sécrétion)
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Protéines membranaires (amarrage, récepteurs)
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Composants cytosoliques (ATP, GTP, prot. G)
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Endocytose
A. le phagocytose: solides ou cellules entières (globules blanches qui digère les
bactéries)
B. le pinocytose: petites particules ou gouttelettes, (des élément nutritifs ou grosses
molécules en suspension)
les molécules entre dans la cellule par l’englobement d’une molécule par la membrane,
formant un vacuole.
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Transport vésiculaire
A. Macropinocytose B. Endocytose à
clathrine
Vésicule
simple
Cavioles Phagocytose
(dépend de la particule)
Dans les RAFT lipidiques
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Transport vésiculaire
Endocytose à
clathrine
Cavioles
Transport vésiculaire Endocytose à
clathrine
Protéine
adaptatrice AP-2
Complexe de
clathrine
Les deux rôles du manteau
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•Concentration de protéines membranaires dans un patch qui formera la vésicule
permet la sélection des molécules à transporter
•Moule la vésicule qui aura ainsi toujours à peu près la même taille
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Endocytose
•Capture de macromolécules ou particules ou cellules
•Le matériel est englobé dans une petite portion de membrane plasmique
qui s'invagine puis s'individualise en une vésicule d'endocytose
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Endocytose
Environnement
extracellulaire
Recepteur
Cargo
Invagination
Coat protein
Cargo se lie au récepteur.
Les récepteurs reconnus par des protéines d'enveloppe
qui se lient à l‘ membrane. La membrane plasmique
s'invagine sous l’effet des protéines d'enveloppe et la
vésicule prend forme.
La vésicule flotte dans le
cytosol
Les protéines
du manteau se
détachent
La vésicule fusionne avec
un organite interne tel qu'un
lysosome
Le cargo est largué
dans le cytosol
Cytosol
Lysosome
Receptor-mediated endocytosis.
Endocytose en resumé !
vésicule pinocytaire
Permet à de grosses particules, des structure micellaires (issues de la digestion des lipides)
ou des macromolécules d’enter dans la cellule.
Phagocytose (absorption d’une grosses particules comme les bactéries) et pinocytose
(absorption de liquide contenant des solutés comme pour de grosses protéines)
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L'endocytose dans les cellules cancéreuses (micrographie confocale).
Les taches rouges sont des sphères fluorescentes utilisées pour suivre le processus d'endocytose; quelques-unes ont
été prise par les cellules.
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Cas particulier d’endocytose : Pinocytose
endocytose d’une petite gouttelette du milieu extérieur : non spécifique
Les molécules de soluté se fixent à des récepteurs spécifiques (des protéines de la membrane). Ce mécanisme
permet à la cellule d’accumuler rapidement des substances extracellulaires peu concentrées.
• Endocytose par récepteurs interposés : très spécifique
- Macropinocytose
-Clathrine dépendante
- Caveole dépendante
- Clathr. & Caveole indépendante
Pinocytose/phagocytose
Pinocytose
« buvée cellulaire »
Pinocytose médiée par
un récepteur
Phagocytose
« ingestion cellulaire »
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Endocytose médiée par le récepteur entraîné par la vésicule à clathrine
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Recrutement des
protéines adaptatrices
Assemblage du
manteau
Formation du puits
recouvert
Constriction par la
dynamin
Détachement Largage du
manteau
Vésicule de
transport
Vésicule
recouverte
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PhagocytoseCas particulier d’endocytose :
Le contacte bactérie/membrane cellulaire stimule la
formation des pseudopode via une signalisation cellulaire
Liaison des pseudopodes conduit à la formation d’une
large vésicule intracellulaire : le phagosome
La fusion des lysosomes avec le phagosome forme un
phagolysosome dans lequel la bactérie est digérée
Phagocytose
– Concerne corps étrangers, bactéries, débris celllaires,…
– Met en jeu des récepteurs, des mouvements membranaires et le cytosquelette
– Phénomène continu:
Piégeage séquestration par repliement membranaire formation vacuoles (phagosome)
fusion avec le lysosome
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Exocytose
l’expulsion des déchets ou l’excrétion des molécules (hormones, enzymes
digestives, et l’insuline)
Les substances se trouvent dans l’appareil de Golgi avant qu’elles soient relâchées
vers la membrane plasmique.
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Du golgi vers l’extérieur
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Exocytose
Classification
" Exocytose constitutive permanente
" Exocytose provoquée (régulée)
Du golgi vers l’extérieur
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Exocytose
Une vésicule chargée de la
cargaison est formée en
tant que protéine de
manteau s'enroulant autour
.
La vésicule est
libérée de
l'appareil de
Golgi, portant
molécules cargo.
Le manteau
se désagrège.
La vésicule fusionne avec
la membrane plasmique et
libère le chargement à
l'extérieur.
Cytosol
Golgi
Cargo
Vésicule
Protéine
coat
membrane
Environnement
extracellulaire
Du golgi vers l’extérieur
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Exocytose
Exocytose constitutive
– Exportation protéines et constituants membranaires
Du golgi vers l’extérieur
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Exocytose
Exocytose provoquée
– Signal intra ou extra cellulaire > agit sur le [Ca2+] cytosolique
– Fusion avec la membrane sous contrôle
– Exemple : sécrétion hormones peptidiques
– Effet « kiss and run » sans fusion membranaire (synapse)
l’exocytose provoquée
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Au niveau de la synapse, les neurotransmetteurs vont être expulsés de la cellule
émettrice.
Ils étaient synthétisés bien avant, mais le signal
dirigeant leur export est l’arrivée dans la cellule
d’une émission électrique : le signal nerveux
Permet le passage de barrière épithéliales
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Transcytose
Exemples
Atténuation du signal par destruction du récepteur EGFR
Vers endosome primaire puis destruction dans le lysosome
Le LDL récepteur et l’hypercholestérolémie familiale
La 1ere maladie autosomale dominante (1/500)
Mutation du récepteur aux LDL (65% des cas)
Mutation du ligand, l’apoB100 (10% des cas)
Mutation de la protéine adaptatrice (<1% - récessif)
Clairance réduite du cholestérol plasmatique
Risque cardiovasculaire extrême
– Connaitre Les principes d’endocytose et d’exocytose.
– Savoir distinguer les 3 types d’endocytose (via récepteurs, phagocytose et pinocytose) et cequi les caractérise.
– Connaître un ou plusieurs exemple(s) de substances ingérés/rejetés pour chaque cas.
Point cours