BIOCELL 1 : Compartimentation cellulaire

Organites : intro (cellule eucaryote)

Les cellules eucaryotes (comme les procaryotes) sont entourées d’une membrane plasmique ou bicouche lipidique.

La plupart des cellules eucaryotes (contrairement aux procaryotes) contiennent également de nombreuses membranes internes, les organites.

Organites : intro (organites)

Un organites est une compartiment subcellulaire spécifique qui baigne dans le cytoplasme.

Certains organites sont délimités par une membrane unique (réticulum endoplasmique, appareil de Golgi, lysosome) alors que d’autres possèdent une double membrane (noyau, mitochondrie).

La composition de l’intérieur de chaque organite est unique et lui permet d’accomplir des fonctions spécifiques.

La/les membrane(s) lipidique(s) d’un organite contien(nen)t des protéines qui régulent sa/leur composition interne qui diffère généralement du cytosol et des autres organites. Les membranes ne sont pas perméables aux macromolécules et aux molécules polaires/chargées. Ces dernières utilisent des transporteurs protéiques spécifiques pour les traverser.

Le trafic entre les organites n’est pas libre mais vectoriel et les molécules sont transportées dans des vésicules.

Organites : intro (cytosol et cytoplasme)

Le cytosol correspond au milieu intracellulaire dans lequel baignent les organites.

Le cytosol et l’ensemble des organites forment le cytoplasme.

Organites : Cellule eucaryote, animale (schéma)

• Nombreux compartiments (réseau de membranes intracellulaires)

• Exécution simultanée de processus biochimique variés (indépendants)

• Réseau de protéines internes (cytosquelette) → structure

• Le tout baigne dans le cytosol (liquide gélatineux)

Organites membranaires (5 + schéma)

Possible de trouver la fonction de la cellule à partir de ses organites.

Noyau: Contient l'ADN, contrôle les activités cellulaires.

Reticulum endoplasmique (RER, REL): Réseau de tubules et sacs impliqués dans la synthèse et le transport.

- Le réticulum endoplasmique rugueux (RER) est couvert de ribosomes et synthétise des proteines

- Le réticulum endoplasmique lisse (REL) n’est pas couvert de ribosomes et se concentre sur la synthèse des lipides, le stockage du calcium et la détoxification.

Appareil de Golgi: Modifie, trie et assure l’adressage des protéines et des lipides.

Mitochondrie: Centrales énergétiques produisant l'ATP (énergie).

Vésicules : incluent les vésicules de transport, les lysosomes, les peroxysomes.

Organites : identification des organites

1. Fractionnement des organites par ultracentrifugation

C’est une technique d'isolement des organites en fonction de leur taille et densité reposant sur des centrifugations successives à des vitesses croissantes (ultracentrifugation différentielle). (À cause de la force, beaucoup d’organites éclataient. Albert Claude eu l’idée de rajouter du sucrose qui permet de maintenir les membranes intactes)

2. Imagerie cellulaire par microscopie éléctronique

L’utilisation d’un faisceau d’électron, au lieu de lumière, permet d’obtenir des images à plus haute résolution, en raison de la très faible longueur d’onde des électrons.

Prix Nobel de physiologie ou médecine en 1974

Albert Claude, Christian de Duve, George E. Palade

Organites: ex. organisation appareil de Golgi

L’organisation en compartiments successifs permet des modifications séquentielles ordonnées par des enzymes spécifiques pour chaque compartiment. (dans un même organite, il y a des compartiments avec des protéines spécifiques)

Organites : bicouche lipidique

Les constituants principales des phospholipides :

• Une tête polaire (hydrophile) et deux queues apolaires (hydrophobe)

• Forment spontanément une bicouche

• La zone interne apolaire empêche le passage des substances hydrophiles.

Fluidité :

• Les phospholipides peuvent se déplacer les uns par rapport aux autres au sein de la bicouche

• => mouvement dans la membrane et déplacement des protéines membranaires

1. Organites : protéines membranaires

Protéines transmembranaires:

• traversent la membrane

• possèdent un ou plusieurs domaine transmembranaire, constitué d’acides aminés apolaires (hydrophobes), retenu à l’intérieur de la bicouche lipidique

• les extrémités polaires de la protéine font saillie de part et d’autre de la membrane

Protéines membranaires extrinsèques

• attachées à la membrane par des molécules d’ancrage qui s’associent aux phospholipides

• les molécules d’ancrage sont des lipides modifiés attachés d’une part à la protéine (lipoprotéine) et insérés d’autre part dans la membrane

Trafic vésiculaire

Le trafic vésiculaire est un système de transport majeur entre les différents compartiments. Les molécules (principalement des protéines) sont transportées à l’intérieur de vésicules délimitées par une bicouche lipidique.

Ces vésicules bourgeonnent de leur compartiment d’origine pour fusionner avec leur compartiment cible. Ce transport n’est pas aléatoire, mais plutôt strictement régulé et directionnel. La cargaison de la vésicule est identifiée par des molécules de surface spécifiques et la vésicule est adressée de manière extrêmement précise vers le compartiment approprié.

La séquence signal joue un rôle clé dans l’adressage des protéines vers leur compartiment cible.

Trafic vésiculaire : Séquence d’adressage

Une séquence d’adressage est un motif spécifique qui permet de diriger une protéine vers le compartiment cellulaire approprié.

Trafic vésiculaire : la fusion membranaire

La fusion membranaire est le processus qui permet la livraison spécifique de cargaisons. La fusions des vésicules est à la base d’une grande variété de processus fondamentaux en physiologie.

Cela va de la distribution d’ensembles spécifiques de protéines dans des compartiments désignés du cytoplasme, comme les récepteurs membranaire impliqués dans la croissance et la division cellulaire, à la sécrétion d’hormones ou d’autres molécules de signalisation, et à la transmission synaptique.