reticulum endoplasmique

• Système endomembranaire (S.E.)


  Système complexe fait de plusieurs cavités et de vésicules ou canalicules intracellulaire limitées par une membrane. Ces compartiments intracellulaires communiquent entre eux et avec la membrane plasmique de manière transitoire, par l'intermédiaire de vésicules ou de canalicules. Présent uniquement dans les cellules eucaryotes.

  
• Le S.E est quantativement important: Ex: dans les hépatocytes, il occupe 17% du volume et ses membranes représentent 58% de la surface des membranes.

  
• Membrane d'enveloppe


  Équivalent de la membrane plasmique
• Lumière des cavités


  Équivalent du milieu extracellulaire
• Flux membranaire vectoriel permanent

  Matériel transporté du RE au Golgi, puis du Golgi soit vers la membrane plasmique, soit vers les endosomes (et les lysosomes)
• Flux membranaire dont les endosomes sont le carrefour


  Les endosomes reçoivent les vésicules d'endocytose à partir de la membrane plasmique et peuvent délivrer le matériel (les membranes d'enveloppe et leur contenu) à la membrane plasmique, aux lysosomes ou à l'appareil de Golgi

  
• Flux membrannaire rétrograde


  Flux de sens opposé au flux vectoriel et permanent. Les deux points de départ sont la membrane plasmique (qui produit des cavéoles) et les endosomes (qui donnent des vésicules). Le point d'arrivée est le RE, qui reçoit le matériel provenant de l'appareil de Golgi et des endosomes

  
• Étapes du transport entre les compartiments du S.E


  Définition du transport

  2. Consommation d'énergie

  3. Intervention du cytosquelette et de molécules cytosoliques

  4. Recouvrement des vésicules par de la clathrine ou des coatomères
• Réticulum endoplasmique (RE)


  Réseau étendu et complexe d'un assemblage de cavités ou citernes et tubules délimités par une cytomembrane, présent dans les cellules eucaryotes

  
• Types de réticulum endoplasmique

  • Réticulum endoplasmique rugueux (REG) ou granuleux (ergastoplasme)

  Réticulum endoplasmique lisse (REL) ou réticulum agranulaire
• Ribosomes


  Organites de petite taille, soit libres dans le cytoplasme, soit liés à la face externe des membranes du RE et de l'enveloppe nucléaire. Ils assurent la synthèse des protéines.
• Les ribosomes eucaryotes ont un coefficient de sédimentation de 80S, tandis que les ribosomes procaryotes ont un coefficient de 70S.
• Sites récepteurs du ribosome

  Site de liaison de l'ARNm, site A (liaison de l'amino-acyl ARNt), site P (liaison du peptidyl ARNt), site E (sortie de l'ARNt), site GTPasique (source d'énergie), site de sortie de la protéine néosynthétisée
• Le RE est en continuité avec l'enveloppe nucléaire


  Le RE est une différenciation de l'enveloppe nucléaire
• Répartition cellulaire du RE

  • REG en abondance dans les cellules qui synthétisent les protéines

  REL en abondance dans les cellules qui synthétisent les lipides et les hormones stéroïdes, ainsi que dans les cellules musculaires
• Ultrastructure du RE


  Membrane tristratifiée avec une face hyaloplasmique et une face luminale

  REG: cavités ou citernes aplaties délimitées de membranes, face hyaloplasmique avec ribosomes

  REL: tubules et cavités circulaires limitées par des membranes lisses
• Technique d'isolement des fractions et sous-fractions du RE

  Centrifugation dans un gradient de saccharose pour séparer les microsomes lisses et rugueux, puis séparation des membranes et du contenu des cavités
• Composition chimique des membranes du RE


  30% de lipides, 70% de protéines dont des enzymes

  Proche de la membrane plasmique mais avec moins de cholestérol et de glucides

  La membrane du REL contient plus de phospholipides que celle du REG
• Composition chimique du contenu des cavités du RE


  Spécifique à chaque type cellulaire: enzymes, lipides, hormones stéroïdes, immunoglobulines, calcium, proinsuline, etc.
• Fonctions du REG


  Translocation des protéines solubles au cours de leur biosynthèse

  2. Glycosylation et acquisition de la configuration définitive des protéines

  3. Contrôle de qualité des protéines
• Translocation des protéines solubles au cours de leur biosynthèse


  Reconnaissance du peptide signal par la particule de reconnaissance du signal (SRP), fixation au récepteur SRP, translocation à travers le translocon
• Protéines solubles


  • Protéines de sécrétion (hormones, enzymes intestinales, pancréatiques)
  • Protéines lysosomales solubles
  • Protéines membranaires (périphériques externes)
  • Protéines cytosoliques (enzymes, constituants du cytosquelette)
  • Protéines du noyau, des mitochondries, des peroxysomes
  • Protéines des faces cytosoliques de la membrane plasmique et membranes d'enveloppe du réticulum endoplasmique
• Particule SRP (Signal Recognition Particule)

  • Complexe ribonucléoprotéique constitué de 6 chaînes protéiques et d'un ARN de petite taille (ARN 7SL)
  • GTPase: elle fixe le GTP et l'hydrolyse en GDP
• Récepteur pour la SRP


  Premier complexe protéique sur la membrane du réticulum endoplasmique
• Translocon


  Deuxième complexe protéique au niveau de la membrane du réticulum endoplasmique, fermé sur sa face luminale par une molécule chaperonne BiP (Binding Protein)
• Translocation des protéines solubles au cours de leur biosynthèse


  1. Reconnaissance du peptide signal par la SRP

  2. La SRP se fixe à son récepteur

  3. La traduction se poursuit et la translocation commence

  4. Le peptide signal est clivé (coupé) par la peptidase du signal
• 1. glycosylation


  • Accrochage d'une arborisation sucrée sur l'azote de l'asparagine de la protéine en cours d'élongation
  • Formation de l'arborisation sucrée sur un lipide membranaire, le dolichol phosphorylé, et importation vers la lumière du réticulum endoplasmique
  • Accrochage de l'arborisation sucrée sur la protéine par la N-glycosyl transférase
  • Modification de l'arborisation sucrée par élagage (coupure) de 4 sucres grâce aux glycosidases
• Acquisition de la configuration définitive des protéines

  • Établissement de ponts disulfures dans la lumière du réticulum endoplasmique, contrôlé par la protéine disulfure isomérase (PDI)
  • Aide des molécules chaperonnes du réticulum endoplasmique, comme BiP, pour acquérir la conformation normale
• Contrôle de qualité des protéines


  Les protéines mal configurées s'accumulent dans le réticulum endoplasmique, repassent dans le cytosol via le translocon et sont dégradées par le protéasome
• Fonctions du réticulum endoplasmique lisse


  • Biosynthèse des phospholipides membranaires
  • Synthèse des hormones stéroïdes
  • Stockage du calcium intracellulaire
  • Détoxification
  • Autres (production de glucose, production d'acide chlorhydrique)
• Biosynthèse des phospholipides membranaires

  1. Construction progressive des phospholipides à la surface du feuillet cytosolique de la membrane du réticulum endoplasmique

  2. Passage des phospholipides dans la lumière du réticulum endoplasmique grâce à une flippase ATP-dépendante

  3. Liaison des phospholipides à des protéines cytosoliques transporteuses et apport aux mitochondries et peroxysomes
• Synthèse des hormones stéroïdes


  1. Hydroxylation de la prégnénolone par les cytochromes P450 du réticulum endoplasmique lisse

  2. Synthèse d'hormones stéroïdes et de métabolites intermédiaires
• Stockage du calcium intracellulaire

  1. Pompe à Ca ATPase qui transporte le calcium du cytosol vers la lumière du réticulum endoplasmique

  2. Protéines de la lumière du réticulum endoplasmique qui fixent le calcium (ex: calséquestrine)

  3. Canal de libération du calcium
• Détoxification


  1. Insertion des molécules toxiques (drogues) dans la bicouche lipidique de la membrane du réticulum endoplasmique lisse

  2. Hydroxylation des molécules toxiques par les cytochromes P450

  3. Couplage des molécules hydroxylées à des composés hydrosolubles comme l'acide glycuronique

  4. Rejet des molécules modifiées par exocytose