Transcript TRAFIC VÉSICULAIRE INTRA-CELLULAIRE

TRAFIC VÉSICULAIRE
INTRA-CELLULAIRE
TRAFIC VÉSICULAIRE INTRA-CELLULAIRE
I.
II.
III.
IV.
V.
Les mécanismes moléculaires du transport par
membrane et le maintien de la diversité des
compartiments
Transport à partir du reticulum endoplasmique à
travers le Golgi
Transport du TGN vers les lysosomes
Transport depuis la membrane plasmique vers
l'intérieur de la cellule : endocytose
Transport du TGN vers l'extérieur de la cellule :
exocytose
2
IV - ENDOCYTOSE
3
Schéma routage
4
Introduction : formation d'une
vésicule d'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
5
Les deux types d'endocytose
• Pinocytose (boire)
– Liquides et solutés
– Vésicules de pinocytose
–  150 nm
– Toutes les cellules
• Phagocytose (manger)
– Microorganismes ou cellules mortes
– Vésicule = phagosome
– Phagosome > 250 nm
– Cellules spécialisées = phagocytes
6
Phagocytose = mode de
nourriture
• Protozoaires = nourriture
– Phagocytose  phagosome  lysosome
 digestion  cytosol = nourriture
• Êtres multicellulaires : digestion extracellulaire  importation des produits
7
Plan
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Les cellules phagocytaires
Les manteaux
Endocytose spécifique par récepteurs
Les deux compartiments endosomaux
Recyclage vers la membrane plasmique
Les corps multivésiculaires
Transcytose
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Plan
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Les cellules phagocytaires
Les manteaux
Endocytose spécifique par récepteurs
Les deux compartiments endosomaux
Recyclage vers la membrane plasmique
Les corps multivésiculaires
Transcytose
9
Les phagocytes professionnels
•
Trois types de cellules phagocytaires
1. Macrophages
2. Neutrophiles (microphages)
3. Cellules dendritiques
•
•
•
•
Proviennent des cellules souches
hématopoiétiques
Phagosomes  taille variable eg une cellule
entière ...
Le phagosome fusionne avec les lysosomes 
dégradation sinon  corps résiduel
Parfois retour direct à la membrane plasmique
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Macrophage
• Défense contre les infections et les
micro-organismes
• Élimination des cellules mortes par
apoptose
• Très important en quantité : 1011
cellules sanguines éliminées chaque
jour
11
Fig 13-39
Phagocytose par un macrophage de 2 cellules sanguines
12
Phagocytose
• Nécessite des récepteurs qui doivent
être activés pour déclencher le
processus de phagocytose
• Les meilleurs déclencheurs sont les
anticorps
• Les AC forment un manteau autour des
micro-organismes avec la partie Fc
tournée vers l'extérieur...
13
Fig 24-??
14
Fig 13-40
Phagocytose par un neutrophile
15
Autres facteurs déclenchant la
phagocytose
• Complément
• Oligo-saccharides à la surface de
certains microorganismes
• Cellules mortes par apoptose
16
Apoptose
• Une cellule morte par apoptose perd la
distribution asymétrique de ses
phospholipides dans sa membrane
plasmique 
• PS (chargée négativement) qui est
normalement cytosolique devient
externe 
• Déclenche la phagocytose
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Particules inertes
• Verre
• Latex
• Fibres d'asbestose
18
Pinocytose
• Continue
• Dans toutes les cellules
• Macrophage
– 25 % de son volume par heure
– 3 % de sa membrane par minute
– 100 % en 30 minutes
• Fibroblaste < (1 % par minute)
• Amibe >
• Surface de la membrane diminue 
– exocytose  cycle endo-exocytique
19
Cycle endo-exocytaire
• Débute dans des puits revêtus de clathrine …
• Phénomène très rapide : ½ vie  1 minute
• Captation du fluide extra cellulaire
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Plan
1.
2.
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Les cellules phagocytaires
Les manteaux
Endocytose spécifique par récepteurs
Les deux compartiments endosomaux
Recyclage vers la membrane plasmique
Les corps multivésiculaires
Transcytose
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Fig 13-41
0,1 
Formation de vésicules à clathrine
22
Importance des vésicules à clathrine
• 2500 vésicules par minute dans un
fibroblaste
23
Autres vésicules de pinocytose
en dehors de la clathrine
• Membrane plasmique  cavéoles
• Se forment à partir des radeaux lipidiques de
la membrane plasmique riches en
cholestérol, glycosphingolipides et protéines
liées par GPI
24
Fig 12-57
25
On ne voit pas de manteau
Fig 13-42
Cavéoles de la membrane plasmique d'un
fibroblaste
26
Cavéoline
• Principale protéine de structure des
cavéoles
• Protéine transmembranaire à plusieurs
passages
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Les cavéoles
• Contrairement à vésicules à clathrine, COPI ou COPII
– Ce n'est pas le manteau de protéine qui permet
l'invagination de la membrane
– C'est la composition lipidique de la membrane de la cavéole
qui permet l'invagination de la membrane
• Déversent leur contenu
– Endosome ou un équivalent
– Membrane plasmique d'en face (transcytose)
• Utilisées par certains virus pour entrer dans la cellule
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Les cavéoles Suppl. data
• En cours…
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Plan
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Les cellules phagocytaires
Les manteaux
Endocytose spécifique par récepteurs
Les deux compartiments endosomaux
Recyclage vers la membrane plasmique
Les corps multivésiculaires
Transcytose
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Les 2 types d’endocytose
• Non spécifique (sans récepteur)
• Spécifique (avec récepteur)
• Trans Golgi  lysosome 
Membrane plasmique  endosome
• Concentration X 100
• Le plus bel exemple : capture du cholestérol
31
Cholestérol
• La capture du cholestérol se fait le plus
souvent par endocytose à récepteur
spécifique pour fabriquer de la membrane
• Si elle est bloquée  accumulation dans le
sang  plaques d'athérome
32
3 millions de daltons
500 molécules
Fig 13-43
800 molécules
1500 molécules

•pour l'architecture générale
•pour assurer la liaison spécifique entre la particule et le
récepteur à la surface de la cellule
500 000 daltons
33
Une particule de LDL (Low Density Lipoprotein) : mode de transport du cholestérol dans le sang
Récepteurs à LDL normal
– Besoin de cholestérol  fabrication de récepteur
transmembranaire et insertion dans la membrane plasmique
– Diffusion du récepteur dans la membrane et association à un
puits à clathrine en cours de formation
– Internalisation dans des vésicules recouvertes
– Perte de la clathrine
– Libération du contenu dans les endosomes précoces
– Séparation de LDL et de son récepteur (pH acide) 
– Endosome tardif  lysosome 
– Cholestéryl ester  cholestérol libre
Fig 13-44
(A)
34
Récepteurs à LDL mutés
– Cholestérol sanguin élevé  
– Soit tout le récepteur manque
– Soit le domaine de liaison extra cellulaire
manque
– Soit le domaine de liaison intra cellulaire
Figd'internalisation
13-44
manque :  pas
(B)
35
Spécificité des récepteurs
• Plus de 25 récepteurs pour
l'endocytose spécifique
• Pour LDL le récepteur entre dans
un puits recouvert même si le
ligand n'est pas lié (cas le plus
fréquent)
36
Peptide signal d'endocytose
• Présents dans les protéines membranaires
• Se lient aux adaptines pour leur
intégration dans les puits à clathrine
• Quatre acides aminés :
– Y-X-X-Ψ• Y = tyr
• X = AA polaire
• Ψ = AA hydrophobe
• Rencontré dans de nombreux récepteurs
37
Cas particulier : LDL-r
• La queue du récepteur possède un
signal unique : Asn – Pro – Val – Tyr
38
Diversité des vésicules
recouvertes
• Il peut y avoir jusqu'à 1000
récepteurs différents dans une même
vésicule recouverte 
• Tout arrive dans le même
compartiment !
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Plan
1.
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4.
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7.
Les cellules phagocytaires
Les manteaux
Endocytose spécifique par récepteurs
Les deux compartiments endosomaux
Recyclage vers la membrane plasmique
Les corps multivésiculaires
Transcytose
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Les deux compartiments
endosomaux
• Mis en évidence en microscopie électronique en
utilisant un traceur (peroxydase)
• Milieu extra-cellulaire  tubes limités par une
membrane  direction vers le Golgi
– Endosome précoce
• Périphérique sous la membrane plasmique
• En moins d'une minute
– Endosome tardif
• Périnucléaire près du Golgi
• En 5 à 15 minutes
• Plus acide que le précoce
41
Circulation dans les
compartiments endosomaux
• Endosome précoce  endosome tardif
 lysosome  destruction
• Endosome précoce  membrane
plasmique
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Plan
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Les cellules phagocytaires
Les manteaux
Endocytose spécifique par récepteurs
Les deux compartiments endosomaux
Recyclage vers la membrane plasmique
Les corps multivésiculaires
Transcytose
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Les deux sorts des ligands
• Analogie
– Golgi  endosome tardif
– Membrane plasmique  endosome précoce
• Deux voies
– Dissociation ligand – récepteur (environnement
acide des endosomes)  destruction du ligand
dans le lysosome
– Pas de dissociation ligand - récepteur  le ligand
suit le sort de son récepteur
44
Les trois sorts des récepteurs
1. Retour à la membrane plasmique qui leur a
donné naissance  recyclage
2. Membrane plasmique mais dans un autre
domaine  transcytose
3. Lysosomes où ils sont détruits  dégradation
Si le ligand reste lié à son récepteur dans
l'endosome, il suivra le même chemin que son
récepteur
45
Fig 13-45
Trois devenirs possibles des récepteurs
transmembranaires qui ont été endocytés
46
Quatre exemples de
trafic de récepteur
1. Récepteur à LDL : recyclage du
récepteur vers la membrane plasmique
2. Récepteur à la transférine : recyclage
du récepteur avec le ligand
3. Récepteurs aux opiacées
4. Récepteur à l'EGF
47
Vésicules à clathrine
Fig 13-46
 1 cycle toutes les 10 minutes
1 . Endocytose des LDL (médiée par récepteurs)48
2 . Récepteur à la transférine :
recyclage du récepteur
avec le ligand
• Transférine = protéine soluble qui transporte le fer
dans le sang
• Transférine-récepteur arrive dans le compartiment
endosomal pécoce par endocytose spécifique
• Libération du fer mais ligand-récepteur restent liés
• La transférine qui a perdu son fer s'appelle
apotransférine
• Apotransférine-récepteur est recyclé vers la membrane
plasmique
• Dissociation de apotransférine-récepteur dans l'espace
extra cellulaire
• Nouveau cycle… tout se passe sans les lysosomes
49
2.Tri des protéines
membranaires par
endocytose
Récepteurs 30
minutes après
endocytose
• récepteurs à la
transférine
(recyclage)
• récepteurs
opioïdes
(dégradation dans
les lysosomes)
Fig 13-47
50
3 . Récepteurs aux opiacées
• Liaison ligand récepteur
• Arrive dans le compartiment
endosomal précoce
• Direction vers le compartiment
endosomal tardif
• Dégradation dans les lysosomes
51
4 . Récepteur à l'EGF
(receptor down-regulation)
• Liaison de EGF à EGF-r
• Accumulation dans des puits à clathrine
• EGF + EGF-r sont dégradés dans les
lysosomes 
• Diminution des EGF-r à la surface de la
cellule 
• Diminution de la sensibilité de la cellule
à EGF (receptor down-regulation)
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Plan
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Les cellules phagocytaires
Les manteaux
Endocytose spécifique par récepteurs
Les deux compartiments endosomaux
Recyclage vers la membrane plasmique
Les corps multivésiculaires
Transcytose
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Passage de l'endosome précoce
vers l'endosome tardif
• Migration le long des microtubules vers
le centre de la cellule
• Pendant la migration, nombreuses
invaginations et formation de vésicules
à l'intérieur de l'endosome 
• Le nom de corps multivésiculaire (ou
endosome multivésiculaire)
54
Corps
multivésiculaire
dans une cellule
végétale
Fig 13-48
55
Devenir des corps multivésiculaires
Il y a recyclage vers la membrane
plasmique tout le long du trajet
• Soit fusionnent entre eux
• Soit fusionnent avec des endosomes
tardifs préexistants
• Et reçoivent des vésicules du réseau
trans golgien (hydrolases acides)
Deviennent des lysosomes
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Voie endocytaire de la
membrane
plasmique aux
lysosomes
Fig 13-49
57
Rôle de tri des corps
multivésiculaires
• Certaines protéines membranaires (EGFEGF-r eg) qui arrivent dans les corps
multivésiculaires doivent être détruites
• D'autres protéines membranaires qui
arrivent dans les corps multivésiculaires
ne doivent pas être détruites et être
recyclées
58
Séquestration
de protéines
endocytées
dans les
membranes
internes des
corps multivésiculaires
Fig 13-50
(permet la destruction
totale : protéine +
récepteur +
membrane)
59
Rôle de la mono-ubiquitinylation
• A lieu quand le récepteur activé est
encore dans la membrane plasmique
• Facilite la capture des récepteurs dans
les vésicules d'endocytose
• Permet l'invagination de la membrane
du corps multivésiculaire
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Rôle de la lipide kinase
• Phosphoryle le phosphatidyl
inositol
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Plan
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Les cellules phagocytaires
Les manteaux
Endocytose spécifique par récepteurs
Les deux compartiments endosomaux
Recyclage vers la membrane plasmique
Les corps multivésiculaires
Transcytose
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Transcytose
• Exemple : transport des anticorps du lait
de la mère à travers l'épithélium
intestinal…
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Mécanisme
• Endosome périphérique
• Endosome de recyclage
64
Transcytose
Fig 13-51
65
Endosome de recyclage
• Permet de réguler la sortie des
protéines
• Exemple : transporteur de glucose
dans les adipocytes et les cellules
musculaires
66
Fig 13-52
Stockage de protéines de la membrane
plasmique dans des endosomes de
recyclage
67
Cellule épithéliale
• Deux domaines
– Baso latéral
– Apical
• Deux compartiments endosomaux
précoces
– Baso latéral
– Apical
• Un seul compartiment tardif
– Dégradation dans les lysosomes
68
Les deux
compartiments
endosomaux
précoces d'une
cellule
épithéliale
Fig 13-53
69