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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



Cours de Cytologie

Les protéines de transport membranaire



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

http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Julian_Voss-Andreae&action=edit&redlink=1

http://fr.wikipedia.org/wiki/Roderick_MacKinnon

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



Cours de Cytologie

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)



Cours de Cytologie

Protéines membranaires (amarrage, récepteurs)



Cours de Cytologie

Composants cytosoliques (ATP, GTP, prot. G)



Cours de Cytologie

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.



Cours de Cytologie

Transport vésiculaire

A. Macropinocytose B. Endocytose à

clathrine

Vésicule

simple

Cavioles Phagocytose

(dépend de la particule)

Dans les RAFT lipidiques



Cours de Cytologie

Transport vésiculaire

Endocytose à

clathrine

Cavioles

Transport vésiculaire Endocytose à

clathrine

Protéine

adaptatrice AP-2

Complexe de

clathrine

Les deux rôles du manteau



Cours de Cytologie

•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

L’HOMÉOSTASIE, ET LE TRANSPORT CELLULAIRE Cours de Cytologie

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


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)



Cours de Cytologie

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.



Cours de Cytologie

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 »



Cours de Cytologie



Cours de Cytologie

Endocytose médiée par le récepteur entraîné par la vésicule à clathrine



Cours de Cytologie

Recrutement des

protéines adaptatrices

Assemblage du

manteau

Formation du puits

recouvert

Constriction par la

dynamin

Détachement Largage du

manteau

Vésicule de

transport

Vésicule

recouverte


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



Cours de Cytologie

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.



Cours de Cytologie

Du golgi vers l’extérieur


Exocytose

Classification

" Exocytose constitutive permanente

" Exocytose provoquée (régulée)



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



Exocytose

Exocytose constitutive

– Exportation protéines et constituants membranaires



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



Cours de Cytologie

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


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

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