Galerie de cartes mentales Chapitre 9 Système endomembranaire et protéines
Le réticulum endoplasmique est l'un des principaux sites de synthèse des protéines. Il peut synthétiser divers types de protéines, notamment des protéines sécrétées par les cellules, des protéines intégrées à la membrane et des protéines résidentes solubles qui constituent les organites. Ils jouent tous un rôle important dans les activités de la vie cellulaire.
Modifié à 2023-11-01 20:27:12Cent ans de solitude est le chef-d'œuvre de Gabriel Garcia Marquez. La lecture de ce livre commence par l'analyse des relations entre les personnages, qui se concentre sur la famille Buendía et raconte l'histoire de la prospérité et du déclin de la famille, de ses relations internes et de ses luttes politiques, de son métissage et de sa renaissance au cours d'une centaine d'années.
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La gestion de projet est le processus qui consiste à appliquer des connaissances, des compétences, des outils et des méthodologies spécialisés aux activités du projet afin que celui-ci puisse atteindre ou dépasser les exigences et les attentes fixées dans le cadre de ressources limitées. Ce diagramme fournit une vue d'ensemble des 8 composantes du processus de gestion de projet et peut être utilisé comme modèle générique.
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Système de membrane intimale et tri des protéines
Aperçu
Organites membraneux et système endomembranaire
Le concept du système endomembranaire
D'une manière générale : tous les organites dotés d'une structure membranaire dans le cytoplasme.
Sens étroit : fait référence aux organites dont les membranes circulent les unes avec les autres, sont en équilibre dynamique et sont fonctionnellement coordonnées les unes aux autres, notamment le réticulum endoplasmique, l'appareil de Golgi, le noyau, les lysosomes et les vacuoles.
Le rôle et la répartition des organites membraneux
Tous sont impliqués dans le traitement, le tri et le transport des vésicules membranaires des protéines.
Dynamique du système endomembranaire
1. Voies de biosynthèse
2. Voie sécrétoire
3. Voie endocytaire
L'évolution et l'importance du système endomembranaire
évolution
Cause : expansion de la quantité d'informations génétiques, augmentation du volume, déséquilibre du rapport surface/volume et altération de la vitesse du métabolisme matériel.
Contre-mesure : régionaliser la structure interne des cellules.
Voies : voie de l'endosymbiose, voie d'invagination de la membrane plasmique.
importance
1. La synthèse et l'assemblage des structures membranaires de chaque organite dans le système endomembranaire sont effectués de manière unifiée, ce qui non seulement améliore l'efficacité de la synthèse, mais assure plus important encore la cohérence de la structure membranaire.
2. Le système endomembranaire forme des zones fonctionnelles spécifiques et des microenvironnements au sein des cellules.
3. Le système de membrane interne complète le flux membranaire et le transport directionnel des protéines ayant des fonctions spécifiques par la sécrétion de vésicules.
4. La formation du système membranaire interne empêche ces réactions enzymatiques d’interférer les unes avec les autres.
5. Élargissez la surface de la membrane et augmentez le rapport surface/volume.
6. La formation de compartiments augmente relativement la concentration de molécules importantes, augmentant ainsi la vitesse de réaction.
Régénération des organites membraneux
Lorsque les cellules prolifèrent par division, en plus de répliquer les chromosomes, elles doivent également répliquer les organites membraneux de la cellule.
Tri des protéines et transport membranaire
Concepts spatio-temporels de tri et de transport des protéines
Quand les protéines synthétisées sont-elles transportées ?
Quels sont les obstacles stériques que les protéines synthétiques doivent surmonter lors du transport ?
Obstacles spatiaux et mécanismes de dépassement pour le tri et le transport des protéines
transport transmembranaire
Transport des pores nucléaires
transport de vésicules
Les séquences de signaux dirigent le transport correct des protéines
séquence de signaux
D'une longueur de 15 à 60 aa, différents organites liés à la membrane ont différentes séquences de signaux pour la localisation des protéines.
Mode de transport
signal d'entrée nucléaire
Dirige le transport des protéines nucléaires.
peptide de plomb
Dirige le transport des protéines mitochondriales, chloroplastiques et peroxysomales.
peptide signal
Dirige le transport des protéines dans le système endomembranaire.
Méthodes de recherche du système endomembranaire
autoradiographie
La voie de sécrétion est déterminée à partir du réticulum endoplasmique en passant par l'appareil de Golgi et transportée hors de la cellule.
Séparation centrifuge différentielle
Les rôles des principaux organites impliqués dans la synthèse et la sécrétion ont été déterminés. Le réticulum endoplasmique est impliqué dans la synthèse et le transport des protéines. L'appareil de Golgi n'est pas seulement une station de transfert, mais a également un rôle de traitement.
Recherche sur les mutants
Les gènes liés à l'activité de sécrétion et au mécanisme de sécrétion ont été révélés.
réticulum endoplasmique
Aperçu
Porter et Palade ont observé des fibroblastes d'embryons de poulet au microscope électronique et ont découvert un réseau de tubes de différentes tailles reliés dans la partie endoplasmique du cytoplasme, appelée réticulum endoplasmique.
concept
Le réticulum endoplasmique est une structure vésiculaire, vésiculaire et tubulaire formée par une couche de membrane unitaire et forme un système d'omentum continu. Parce qu'il est proche de l'intérieur du cytoplasme, on l'appelle le réticulum endoplasmique.
Structure morphologique et composition chimique du réticulum endoplasmique
La structure morphologique du réticulum endoplasmique
Disposition en forme de sac plat
disposition en forme de tube
disposition vésiculaire
Composition chimique du réticulum endoplasmique
Protéines et lipides, systèmes enzymatiques métaboliques, cytochrome P450 et chaîne de transport d'électrons.
Enzyme marqueur : Glucose-6-phosphatase
Fonctions du réticulum endoplasmique lisse
La dégradation du glycogène libère du glucose libre
Le métabolisme des glucides.
Synthèse de lipides membranaires et de bicouches lipidiques
synthèse d'hormones stéroïdes
Sécrété sous forme vésiculaire.
Liaison via des protéines de transport.
Participer à la détoxification des cellules hépatiques
Le réticulum endoplasmique lisse contient un riche système oxydase (tel que le cytochrome P450, le NADH cytochrome C réductase) qui peut détoxifier de nombreuses substances toxiques et les convertir en substances faciles à excréter.
oxydase à fonction mixte
Une molécule d'oxygène est nécessaire pour chaque molécule de substrat à oxyder, convertissant le NADH en NADH.
Ce processus d'oxydation consomme des molécules d'oxygène, avec un atome d'oxygène présent dans l'eau et un autre atome d'oxygène présent dans le produit.
Participer à la transduction du signal et à la contraction musculaire
Le rôle régulateur du Ca2
Fonction du transport réticulum-protéine endoplasmique rugueux
Découverte et confirmation de séquences de signaux
Caractéristiques générales
15 à 35 résidus d'acides aminés, l'extrémité N-terminale contient un ou plusieurs acides aminés chargés positivement, qui guident les ribosomes dans le réticulum endoplasmique pendant la synthèse des protéines et sont ensuite éliminés.
hypothèse de signalisation
1. La synthèse des protéines sécrétées commence par les ribosomes libres dans le cytoplasme.
2. Une fois que la séquence signal N-terminale de la protéine naissante est exposée au ribosome, elle se lie à la protéine de transport de la membrane du réticulum endoplasmique par collision libre, puis la séquence signal N-terminale est insérée dans le canal aqueux du protéine de transport.
3. La protéine continue d'être synthétisée et traverse la membrane du réticulum endoplasmique sous la forme d'une boucle.
4. La signal peptidase excise le peptide signal et la nouvelle écologie complètement synthétisée pénètre dans la cavité du réticulum endoplasmique.
Particules de reconnaissance de signal et leurs fonctions
particules de reconnaissance de signal
complexe protéique ribosomal
récepteur de granules de reconnaissance de signal
Il s'agit d'une protéine membranaire du réticulum endoplasmique qui se lie à la SRP sur la membrane du réticulum endoplasmique. C'est un dimère composé de sous-unités α et β qui est le site de reconnaissance et de liaison de la SRP, et la sous-unité β est une protéine transmembranaire.
effet
Se lie au SRP lié au signal du réticulum endoplasmique, guidant les ribosomes qui synthétisent les protéines vers la membrane du réticulum endoplasmique.
Médiatise la liaison des ribosomes aux protéines de transport dans la membrane du réticulum endoplasmique non couplée, puis hydrolyse la SRP avec le GTP sur la sous-unité α pour libérer la SRP. L'ARNm sur les ribosomes continue d'achever la traduction du polypeptide et pénètre dans l'endoplasme via la protéine de transport. . La cavité du filet.
Mécanisme de transport co-traductionnel des protéines sécrétées
La séquence signal du réticulum endoplasmique a deux fonctions fondamentales
Se lie au SRP lié au signal du réticulum endoplasmique, guidant les ribosomes qui synthétisent les protéines vers la membrane du réticulum endoplasmique.
Grâce à l’interaction hydrophobe de la séquence signal, le transport transmembranaire d’une nouvelle écologie est guidé.
Le processus par lequel les protéines sécrétées pénètrent dans la lumière du réticulum endoplasmique
1. La synthèse des protéines sécrétoires commence au niveau des ribosomes.
2. La séquence signal se lie à SRP.
3. Les ribosomes s'attachent au réticulum endoplasmique.
4. Libération de SRP et ouverture des canaux de transport des protéines.
5. Sous l'action de la signal peptidase, le peptide signal est éliminé et la protéine sécrétée est libérée dans la lumière du réticulum endoplasmique.
Les protéines sont traduites dans le réticulum endoplasmique
Il existe de nombreuses protéines dans la levure, et quelques protéines chez les mammifères, qui ne sont pas transportées de manière co-traductionnelle, mais sont plutôt transportées vers le RE après traduction par des ribosomes libres.
Insertion de protéines dans la membrane et orientation du réticulum endoplasmique
protéine pénétrant une seule membrane
Méthode d'intégration
Il y a un peptide signal clivable à l’extrémité N-terminale et un signal d’arrêt de transfert à l’intérieur.
Formation de protéines membranaires qui pénètrent deux et plusieurs fois
La double pénétration membranaire signifie qu’il existe deux séquences de transfert hydrophobes à l’intérieur du polypeptide protéique. L’une est la séquence de démarrage du transfert et l’autre est la séquence d’arrêt du transfert.
Une pénétration multiple de la membrane signifie plusieurs séquences de transfert de démarrage hydrophobes et plusieurs séquences de transfert d'arrêt hydrophobes.
Repliement et modification des protéines dans le réticulum endoplasmique
Les chaperons moléculaires facilitent le repliement des protéines dans le réticulum endoplasmique
Protéine de liaison à la chaîne lourde (Bip) : type de chaperon moléculaire qui se lie à la chaîne lourde des anticorps IgG.
Modification par glycosylation des protéines
L'importance de la modification par glycosylation des protéines dans le réticulum endoplasmique
Il a été démontré que la glycosylation des protéines joue un rôle important dans leur repliement correct dans le réticulum endoplasmique.
Élimination des protéines mal repliées
Il est éliminé du réticulum endoplasmique et ramené au cytoplasme pour être hydrolyse par le protéasome.
Nécessite un déploiement, des chaperons moléculaires, une consommation d'énergie et des protéines de transport.
Réponses de signalisation erronées dans le réticulum endoplasmique
Provoque une réponse au choc thermique et une réponse protéique dépliée.
Synthèse du glycosylphosphatidylinositol et ancrage des protéines
Très similaire à la glycosylation des protéines, mais catalysée par des complexes d'aminotransférases.
De nombreuses protéines sont ancrées à la surface interne de la membrane cytoplasmique via des ancres GPI et participent aux réactions de signalisation.
Les protéines ancrées au GPI guident les protéines de la membrane plasmique dans les radeaux lipidiques, séparant ainsi les protéines les unes des autres.
Lysosomes et vacuoles
Enzymes lysosomales et découverte des lysosomes
Découverte des lysosomes
C'est un organite lié à la membrane dans les cellules animales. C'est un petit globule recouvert d'une membrane unitaire.
enzymes lysosomales
Les chaînes oligosaccharides sont constituées de résidus mannose phosphorylés.
Equivalent aux sphères et vacuoles des cellules végétales.
Types de lysosomes
primaire
secondaire
autophagolysosome
xénolysosome
Mélange
organisme participant
Morphologie lysosomale
Caractéristiques de la membrane lysosomale
Intégré à des pompes à protons, il forme et maintient l’environnement interne acide des lysosomes.
Il existe une variété de protéines porteuses pour transporter les produits hydrolysés vers l’extérieur.
Les protéines membranaires sont hautement glycosylées, ce qui aide à prévenir la dégradation de leurs propres membranes protéiques.
Contient du cholestérol qui favorise la stabilisation des membranes.
Enzyme marqueur : phosphatase acide.
La fonction des lysosomes
Principal : digestion
autophagie
Supprimez les structures cellulaires endommagées, les organites vieillis et les macromolécules biologiques qui ne sont plus nécessaires dans les cellules dégradées.
Phagocytose
Les cellules phagocytent les virus, bactéries ou autres particules infectés et protègent les cellules contre les infections par les bactéries et les virus, ce qui constitue la fonction de défense des cellules.
autolyse
Il s’agit de l’autodestruction des cellules, c’est-à-dire que les lysosomes libèrent des enzymes pour dégrader leurs propres cellules.
Autres fonctions
Dans les cellules des glandes sécrétoires, les lysosomes captent les granules sécrétoires et participent à la régulation du processus de sécrétion.
Réaction acrosomique des spermatozoïdes lors de la fécondation.
Lysosomes et maladie
maladie de surcharge lysosomale
Maladie du stockage du glycogène de type II
Silicose
choc
réponse biologique
Synthèse, modification et tri des protéines lysosomales
La chaîne polypeptidique naissante entre dans le RER par une voie de transport co-traductionnelle.
Des modifications de glycosylation liées à l'azote se produisent dans la lumière du RER.
La vésicule membranaire est transportée et pénètre dans la membrane de surface du GC.
La N-acétylglucosamine phosphotransférase catalyse la formation de M6P.
Se lie au récepteur M6P sur la vésicule membranaire opposée du GC.
Des vésicules de transport se forment et se lient aux endosomes.
Le précurseur de l'enzyme est dissocié du récepteur M6P et le récepteur est recyclé.
Les enzymes lysosomales mûrissent par déphosphorylation.
vacuole de cellules végétales
Les cellules végétales contiennent une ou plusieurs vésicules remplies de liquide appelées vacuoles, qui représentent 30 % et jusqu'à 90 % du volume cellulaire.
Contient une variété d'enzymes hydrolytiques.
Fonction
Sert de réservoir de nutriments et de déchets, et constitue également un site de dégradation des matériaux.
Il peut réguler la taille des cellules et contrôler la pression de turgescence des cellules.
Rendre les cellules tolérantes aux différents changements environnementaux.
Régule la pression osmotique des cellules et régule la dégradation et la synthèse des polymères.
Dans certains cas, cela peut également modifier la vitesse de transport des sucres, des acides aminés et de certains métabolites à travers la membrane plasmique et le tonoplaste.
appareil de Golgi
Propriétés générales de l'appareil de Golgi
dénomination de découverte
Camillo Golgi a été coloré au nitrate d'argent et a découvert une structure noire en forme de maille dans les cellules de Purkinje du cervelet du hibou. Elle a été nommée « organe interne » et a ensuite été transformée en appareil de Golgi.
L'appareil de Golgi fait partie du système endomembranaire et possède une structure complexe, composée de nombreuses vésicules plates, de vésicules et de grandes vésicules. Ce phénomène est maintenant appelé complexe de Golgi.
La morphologie de l'appareil de Golgi
Certains sacs à membrane plate relativement bien disposés sont empilés. Les sacs à membrane plate sont pour la plupart arqués et certains sont hémisphériques ou sphériques.
vésicules plates
petites bulles
Polarité de Golgi
structure
Surface lisse ou surface de forme.
Vésicule de Golgi à membrane intermédiaire.
Réseau Golgi inversé.
Fonction
Lorsque l'appareil de Golgi remplit ses fonctions, il s'agit d'une opération de « type flux » Ce n'est qu'une fois le processus précédent terminé que le processus suivant peut être effectué.
Nombre et répartition des appareils de Golgi
Le nombre varie, avec une moyenne de 20 par cellule.
Le complexe de Golgi se trouve uniquement dans les cellules eucaryotes et non dans les cellules procaryotes.
Composition chimique de l'appareil de Golgi
protéines et lipides
Enzyme marqueur : Glycosyltransférase.
Fonction de l'appareil de Golgi
Tri des protéines par l'appareil de Golgi
Effet de tri
Elle est déterminée par l’interaction entre la séquence signal et le récepteur.
La lumière de la capsule de Golgi est un environnement soluble dans l'eau et les protéines qui y travaillent sont toutes des protéines membranaires.
Le traitement des oligosaccharides protéiques est effectué dans divers compartiments fonctionnels spécifiques, parmi lesquels la modification de traitement la plus importante est la glycosylation des protéines.
Traitement des chaînes d'oligosaccharides liées à N
oligosaccharides riches en mannose
Seules 3 molécules de mannose sont éliminées.
Oligosaccharides complexes
Coupez 5 molécules de mannose et ajoutez 2 molécules de N-acétylglucosamine, 2 molécules de galactose, 2 molécules d'acide sialique et parfois du fucose.
Modification de la glycosylation liée à Q des protéines
Connexion N
Q-Connecter
Transférez la chaîne de sucre à l’atome d’oxygène des groupes hydroxyle sérine et thréonine de la chaîne polypeptidique.
Signification : La fonction principale de la glycosylation est de replier la protéine dans la conformation correcte pendant le processus de maturation et d'augmenter la stabilité de la protéine. De plus, la chaîne latérale 3 du sucre polyhydroxy affecte la solubilité dans l'eau de la protéine et la nature de la charge ; de la protéine.
Synthèse de sphingomyéline et de glycolipides dans l'appareil de Golgi
La sphingomyéline est synthétisée à l'aide de céramides.
L'hémicellulose et la pectine sont également synthétisées dans l'appareil de Golgi.
80 % de l'activité métabolique de l'appareil de Golgi dans les cellules végétales contribue à la synthèse des polysaccharides.
Transport Golgi
Transport de protéines entre le RE et l’appareil de Golgi.
Les protéines sont transportées du réseau cis-Golgi vers le réseau trans-Golgi, et les vésicules navettes se déplacent du réseau cis-Golgi vers le réseau trans-Golgi.