1
Q
La cellule eucaryote est subdivisée en ___________ distincts entourés de ___________, ceci s’appelle les ___________.
A
compartiments, membranes, organites
2
Q
Quelles sont les 2 caractéristiques des organites ?
A
- Un ensemble de protéines et de molécules spécifiques
- Des systèmes de distribution: transportent des produits d’un compartiment à l’autre (à partir du RE!)
3
Q
Vrai ou Faux : les compartiments cellulaires et organites baignent aiséments dans le cytosol ?
A
Faux, ils sont entassés de façon très compacte.
4
Q
Décrire le Golgi apparatus (2).
A
1- Une pile de compartiments —> citernes
2- Modifie et distribue les protéines et lipides vennat de RE.
5
Q
Décrire le RE (3).
A
1- Contient 50% des membranes
2- 2 parties —> rugueux et lisse
3- Usine à lipide et réservoir de Ca²⁺
6
Q
Décrire le cytosol (3).
A
1- 50 % du volume de la cellule
2- Site de synthèse et de dégradation des protéines
3- Métabolisme intermédiaire (lieu pour le réaction métabolique)
7
Q
Décrire les exosomes.
A
Vésicules remplies de particules membranaires.
8
Q
Décrire les endosomes.
A
Compartiment vésiculaire contenant du matériel ingéré par endocytose en route vers les lysosomes ou les exosomes.
9
Q
Décrire les lysosomes.
A
Enzymes digestives : dégradent les organites, les protéines et les matériaux de l’extérieur ingérés par endocytose.
10
Q
Décrire les peroxysomes.
A
Compartiment vésiculaire contenant des enzymes utilisées dans des réactions d’oxydation —-> surtout au niveau métabolique.
11
Q
Les compartiments entourés de membranes occupent __ % du volume de la cellule, ceci requiert……
A
50 %
Ceci requiert la synthèse de membranes pour les fabriquer.
12
Q
Vrai ou faux : la membrane plasmique est une membrane majeure ?
A
Faux, mineure.
13
Q
Décrire les étapes évolutives de la cellule eucaryote (2).
A
1- Une archée anaérobie ingère une bactérie aérobique —-> mithochondrie
Théorie endosymbiotique —> Perte de la paroi cellulaire (apparition MP) => Phagocytose et digestion d’autres procaryotes => Transfert horizontal des gènes => évolution => bactéries devient mithochondrie
2- Invagination et séparation par pincement à partir de la membrane plasmique —–> Noyau, RE et organites —-> l’intérieur est topologiquement équivalent à l’extérieur de la cellule.
14
Q
Pourquoi les cellules eucaryotes ont-elles besoin d’une enveloppe nucléaire, sans laquelle les procaryotes fonctionnent très bien (3) ?
A
1- Séparer transcription et traduction —> génome complexe.
2- Protéger leur ADN contre les agressions du cytosol (métabolisme, mitochondries).
3- Organiser leur matériel génétique pour une régulation fine
15
Q
Quels organites sont exclus du transport vésiculaire et pourquoi ?
A
Les mitochondries, qui possèdent une double membrane, sont isolées du transport vésiculaire.
Exception de topologie équivalente parce que la mitochondrie vient d’une bactérie ingérée alors que les autres organites (RE, lysosome…) viennent d’une invagination de la membrane.
16
Q
Comment les organites endomembranaires communiquent-ils entre eux ?
A
Par des vésicules de transport qui bourgeonnent d’un organite, se déplacent dans le cytosol, puis fusionnent avec un autre organite.
17
Q
Quelles sont les 5 familles des compartiments intracellulaires eucaryotes ?
A
1- Les condensa sans membranes
2- Noyau et cytosol —-> communiquent par pores nucléaires –> Gates
3- Organites de la voie sécrétoire et endocutaire —-> RE, Golgi, endosomes –> Vésicules
4- Mitochondrie et peroxysomes —-> Transporters
5- Plastes (plantes)
18
Q
C’est quoi les condensats (4) ?
A
1- Agrégation/ségrégation de protéines sans la présence d’une membrane (formé par séparation de phase).
2- Dépend des interactions moléculaires entre une molécule d’échafaudage et son client (protéines, acides nucléiques…). Les forces d’interaction sont faibles —> se former et se défaire selon les besoins.
3- Dépend des conditions cellulaires —> pH, température, osmolarité…
4- Implique plusieurs structures pour former des structures macromoléculaires.
19
Q
Quel est l’exemple classique d’un condensat, comment nommer sa localisation et sa fonction associée ?
A
Le nucléole —-> dans le noyau —-> assemblage de l’ARNr et des ribosomes.
20
Q
Vrai ou Faux : les condensats sont figés et irréversibles ?
A
Faux, ils apparaissent et disparaissent selon les besoins de la cellule, alors réversibles et dynamiques.
21
Q
Les protéines sont synthétisées dans le ________.
A
Cytosol —> par des ribosomes libres ou attachés au RE.
22
Q
Qu’est-ce qui fait en sorte qu’une protéine reste ou parte du cytosol après sa synthétisation ?
A
Signal de tri —-> une séquence d’acides aminés qui indique où la protéine peut aller.
23
Q
Vrai ou faux : la majorité des protéines ont un signal de tri et sont destinées à aller à une cible précise ?
A
Faux, la plupart des protéines n’ont pas de signal de tri et restent dans le cytosol.
24
Q
Quels sont les 3 mécanismes qu’une protéine peut utiliser pour être expédiée aux différents organites et donner une petite description de chacun ?
A
1- Transport par système de vannes —> Gated transport :
entre le noyau et le cytosol en continuité par les pores nucléaires.
2- Transport membranaire :
par des translocateurs protéiques (cytosol aux mitochondries ou peroxysomes)
3- Transport vésiculaire :
par des vésicules de transport, issues de la lumière de 1 compartiment qui fusionne à un autre compartiment.
25
Lequel des 3 mécanismes de transport protéique est topo distinct ?
Le transport membranaire puisque la protéines transporté doit traversé une membrane et requiert une transporteur.
26
Pourquoi les mitochondries ne peuvent pas recevoir des vésicules du Golgi ou du RE ?
Le transport vésiculaire fonctionne seulement entre membranes ayant la même orientation topologique (face cytosolique et face luminale correspondantes).
Les mitochondries ont une membrane interne et externe uniques issues d'une bactérie → le système de vésicules du RE/Golgi ne correspond pas à leur topologie.
27
C'est quoi des stations intermédiaires lorsqu'on parle de transport protéique ?
lieu décisionnel ---> si une protéine doit rester là, retourner ou continuer ailleurs.
28
Expliquer le transport vésiculaire.
Bourgeonnement et fusion vésiculaire lors du
transport vésiculaire
1. Les vésicules de transport se chargent d’une
cargaison issue de la lumière d’un compartiment.
2. Ils bourgeonnent et se détachent par pincement pour aller libérer leur cargaison dans un 2ᵉ
compartiment en fusionnant avec la membrane qui
l’entoure
29
Vrai ou faux : pendant le transport protéique de type vésiculaire, l'orientation des lipides va être inversée ?
Faux, les lipides qui faisaient face au cytosol vont rester face au cytosol.
30
Chacun des 3 mécanismes de transport protéique est guidé par quoi ?
Les signaux de tri.
31
Les signaux de tri sont reconnus par quoi à l'intérieur et à l'extérieur de leur organite cible ?
La protéine est reconnue par un récepteur protéique complémentaire à l'extérieur de l'organite.
Puis une fois à l'intérieur de l'organite, les peptidases de signal enlèvent la séquence pour que la protéine devienne mature et fasse sa fonction.
32
C'est quoi la composition d'un signal de tri ?
Une séquence de 15-60 A.A en N-terminal
33
C'est quoi des patchs de signal ?
Multiple séquence A.A dispersée sur la protéine, imposant une structure 3D, qui n'est pas éliminée par le peptidase.
34
Vrai ou Faux : la séquence en A.A varie fortement, même les séquences des protéines de même destination.
Faux , la séquence en A.A varie fortement, mais les séquences des protéines de même destination sont fonctionnellement interchangeables !
35
Vrai ou Faux : le facteur le plus important pour dicter la reconnaissance et le tri correct d'une protéine est sa séquence primaire ?
Faux, plus que la séquence primaire, c’est la structure et les propriétés physico-chimiques (hydrophobicité, charge, amphipathicité) qui dictent :
- la reconnaissance par le récepteur,
- le tri correct de la protéine.
36
Donner des exemples des propriétés physico-chimiques des signaux de tri pour le noyau, la mitochondrie et le RE.
Hydrophobicité → RE
Charge + et face hydrophobe → mitochondrie/ chloroplaste
Charge positive → noyau
37
Décrire les récepteurs protéiques complémentaires (3).
– Guident les protéines vers leur destination et les déchargent.
– Fonctionnent de façon catalytique → retournent.
au point d’origine et sont réutilisés.
– Reconnaissent une classe de protéines, pas une.
espèce donnée
38
Vrai ou faux : la cellule peut synthétiser de nouvelles membranes sans modèle ?
Faux, elle a besoin d'un gabarit.
39
Tous les tubules et les sacs du RE sont ____________ et leur membrane est en continuité avec la membrane ________ _________.
interconnectés, nucléaire externe
Le RE et la membrane nucléaire forment un feuillet continu formant un seul espace interne = lumière du
RE ou citerne du RE.
40
Quelles sont les 4 fonctions du RE ?
1- Biosynthèse des protéines et des lipides
2- Réservoir de Ca²⁺
3- Site de production de toutes les protéines et lipides transmembranaires des organites
4- Les protéines sécrétées à l’extérieur de la cellule, et
celles destinées à la lumière du RE, du Golgi et des
lysosomes ----> passent toutes par la lumière du RE.
41
Vrai ou Faux : le RE lisse est rare et très spécialisé ?
Vrai
42
Le RE lisse est abondnat dans quelles 3 sortes de cellules ?
1- Cellules qui synthétisent les hormones stéroïdiennes ---> RE lisse accueille les enzymes de la stéroïdogenèse.
2- Hépatocytes ---> site de production des lipides composant les lipoprotéines pour transporter les lpide dans le sang
3- Muscle ---> réticulum sarcoplamisuque ---> Ca2+
43
Pourquoi le RE lisse est abondant dans les lipoprotéines utilisées pour transporter les lipides dans le sang ?
Le RE lisse contient les cytochromes P450 :
– des enzymes impliquées dans la détoxification des produits toxiques et les médicaments.
44
C'est quoi la différence entre le transport co-traductionnel et post-traductionnel ?
Cotraductionnel : la protéine est insérée dans le RE au fur et à mesure qu’elle est synthétisée, grâce au ribosome attaché et à la reconnaissance d'un SRP.
Post-traditionnel : la protéine est libérée d'un ribosome non connecté au RE (libre) et après il y a translocation dans le RE.
45
Ou se passe le processus post-traductionnel (3) ?
Noyau, mitochondrie et peroxysome
46
Le RE rugueux forme quoi (2) et ça sert à quoi ?
Forme des piles orientées et des citernes aplaties pour maximiser la surface en ⬇️️ le volume mais maximiser la synthèse.
47
En quoi consiste le RE de transition ?
La zone du RE où les protéines correctement repliées et lipidensont triées et emballées dans des vésicules COPII pour être transportées vers l’appareil de Golgi.
48
C'est quoi un microsome ?
Une vésicules artificielles formées à partir du RE lors du fractionnement cellulaire.
Permettent d’étudier les fonctions du RE in vitro.
49
Quelle différence existe-t-il entre microsomes rugueux et microsomes lisses ?
Microsomes rugueux :
Contiennent des ribosomes sur leur surface → aspect granuleux ---> conservent enzymes et protéines du RER.
Microsomes lisses :
– aspect lisse, pas de ribosomes attachés ; ---> contiennent enzymes du RE lisse, impliquées dans le métabolisme des lipides ou détoxification.
50
Si vous aviez à isoler du RE lisse, de quels types cellulaires partiriez-vous ?
Musculaire
51
C'est quoi la translocation post-traductionnelle vers la lumière du RE ?
- Importer une protéine entièrement synthétisée, dans le cytosol dans la lumière du RE, avec l’aide de chaperonnes et du translocon
- où elles peuvent être modifiées, repliées et triées pour accomplir leur fonction.
52
Quels sont les 2 types de protéines en cours de synthèse dans le processus d'importation co-traductionnelle ?
1. Transmembranaires : partiellement transloquées, restent enchâssées dans le RE → actives dans le RE ou ailleurs
2. Hydrosolubles : complètement transloquées et libérées dans sa lumière → pour sécrétion ou la lumière d’un organite
53
C'est quoi l'hypothèse du signal ?
Lorsque la séquence-signal émerge du ribosome en N-terminal, elle dirige la protéine vers le RE sur un translocateur qui forme un pore, puis est coupée par une signal-peptidase située à l'intérieur du RE.
54
Le centre du translocateur (dans le processus co-transductionnel de transporteur protéique), appelé complexe ________, pourvu d’une _______ qui…
Sec61, vanne qui s’ouvre de façon
transitoire quand la protéine traverse la membrane
55
Décrire le complexe Sec61 (3).
1- Pore qui s'ouvre transitoirement pour laisser rentrer le polypeptide en croissance.
2- Structure dynamique ---> ouvert-fermé
3- Contient une ouverture latérale (accès au coeur hydrohobe de la membrane) pour laisser sortie le signal clivé ou insérer une protéine membranaire.
56
Vrai ou faux : le complexe Sec61 s'ouvre et se ferme de façon aléatoire ?
Faux, seulement quand il reconnaît une séquence signal.
57
Dans le cas du RE, comment s'appelle le récepteur protéique complémentaire ?
Récepteur SRP.
58
LA séquence signal est guidée au RE pas quelles 2 composantes ?
1- SRP ---> fait la navette entre LE RE et le cytosol en se fixant sur la séquence signal.
2- Récepteur SRP ---> dans la membrane du RE
59
Décrire le fonctionnement de la SRP ().
1- SRP s'enroule autour de la grande sous-unité du ribosome ----> une extrémité liée à la séquence signal et l'autre bloque le site de liaison du facteur d'élongation.
2- Le complexe SRP-ribosome se lie au récepteur SRP ---> la protéine est insérée dans la membrane du RE ---> HYDROLYSE GTP
3- Libération de la SRP et du récepteur de la protéine de translocation
4- Transfert du peptide en formation à travers la membrane ---> partie signal
5- Après que la séquence signal soit libérée → c'est elle qui déclenche l'ouverture du pore ---> polypetide peut maintenant traverser la membrane.
60
Pour c'est important que la SRP se lie sur la séquence signal N-terminal et le site de liaison du facteur d'élongation.
Ça arrête la synthèse protéique ---> donne le temps au ribosome de se fixer sur le RE --->
– Évite que la protéine soit libérée dans le cytosol.
– Évite les dégâts que pourraient causer les hydrolases lysosomales.
– empêche le repliement de la protéine avant qu'elle n'atteigne le RE.
61
C'est quoi un polyribosome ?
Plusieurs ribosomes qui sont associés à la même molécule d'ARN.
62
C'est quoi les 3 types de protéines qui passent par des processus cotransductionnels (SRP → récepteur SRP → translocon (Sec61)) ?
1- Protéines solubles du RE ---> résidantes de RE ou pour sécrétion.
2- Protéine à un seul domaine transmembranaire
3- Protéines à multiple domaine transmembranaire.
63
C'est quoi les 8 différentes formes qu'une protéine peut être liée à la membrane ?
1- Une hélice alpha
2- Plusieurs hélices alpha
3- un feuillet bêta
4- Exposé d'un côté encré dans le feuillet par une hélice alpha
5- Liaison covalente avec une chaine lipidique dans le feuillet cystolique
6- Ancre GPI --->liaison convalente abve un phosphatidylinositol
7- Relié à la membrane via interaction non covalente avec des protéines de la membrane ---> extracellulaire.
8- Relié à la membrane via interaction non covalente avec des protéines de la membrane ---> intracellulaire.
64
La séquence signal d'une protéine soluble est reconnue 2 fois pendant sa translocation. Quand, où et quelles sont les conséquences ?
Une fois dans le cytosol par une SRP ---> guidage au RE.
Une fois dans le complexe Sec61 par la vanne latérale ---> essentiel pour la translocation complète de la protéine et à l'intégration des protéines membranaires.
65
Décrire la translocation d'une protéine avec un seul domaine transmembranaire.
Seulement certaines parties de la protéine vont être transloqués alors que d'autres ne vont pas l'être.
– Séquence signal initie translocation comme normal.
– Une autre séquence hydrophobe signale l'arrêt du transfert.
– Quand celle-ci se rend dans SEC61, elle force le relargage de la séquence signal ---> qui est clivée.
– la séquence d'arrêt transite par la vanne latérale et reste dans la membrane sous forme d'un seul segment d'hélice alpha.
- N-terminal côté luminal et C-terminal côté cytosol.
66
Qu'est-ce qui se passe quand la séquence signal est interne, dans le cas d'une protéine transmembranaire ?
La séquence signal interne reste dans la membrane.
Elle peut se fixer dans deux orientations : alors le côté C-terminal pourrait être luminal ou cytosol.
67
Qu'est-ce qui décide dans quelle orientation la séquence signal va être insérée ?
Sa composition : ---> distribution de A.A chargé + avant ou après le cœur hydrophobe de celle-ci.
68
Décrire la translocation d'une protéine avec de multiples domaines transmembranaires.
Le peptide va traverser plusieurs fois la membrane.
– la séquence signal est interne.
– une séquence hydrophobe plus loin dans le peptide signale la fin.
-
69
Comment pouvons-nous prédire le nombre de passages transmembranaires d'une protéine ?
En comptant le nombre de séquences hydrophobes.
70
La distinction entre les séquences de début et de fin dépend de… ?
leur ordre relatif
71
Comment la SRP fait pour savoir quelle séquence est la première (séquence signal) dans une protéine transmembrane à plusieurs domaines ?
SRP détecte la première séquence hydrophobe qui sort du ribosome → elle examine le peptide du N-terminal au C-terminal.
video 12.3
72
Le protéines transmembrabaire sont toujours inséré à partir de quelle face du RE ?
cystolique
73
Vrai ou faux : toutes les copies d’une même chaîne protéique ont la même orientation dans la bicouche ?
Vrai
74
Pourquoi la membrane de RE est asymétrique ?
Parce que les domaines exposés d'un côté ne sont pas les mêmes que ceux qui sont exposés de l'autre.
Cette asymétrie est conservée lors du transport des membres d'un compartiment à un autre ---> alors son mode d'insertion dans la membrane du RE dicte son orientation dans toutes les autres membranes.
75
Qu’en est-il des protéines intégrées aux membranes ?
par une hélice alpha située en C-terminal ?
Majorité vont rester dans le cytosol ---> la reconnaissance par la SRP n'est pas possible ----> plus mécanisme de post-traduction
76
Décrire l'insertion post-traductionnelle (4).
1- La protéine reste dans le cytosol parce que reconnaissance par une SRP.
2- Un complexe (pre-targeting complex) se lie au C-terminal hydrophobe et le transfert sur la GET3 ATPase.
3- Ce complexe GET3-protéine va se lier au complexe GET1-GET2 qui hydrolyse de l'ATP pour insérer la séquence hydrophobe de la protéine dans la membrane.
4- GET3 est recyclé en regénérant l'ATP.
77
À quoi servent les signaux de rétention dans le RE et sur quels types de protéines les retrouve-t-on?
Les signaux de rétention permettent de garder les protéines résidentes du RE à leur place, en évitant leur perte dans le trafic sécrétoire.
78
Quelle est une des fonctions majeures de RE qui va doubler comme signal ?
La glycosylation des protéines.
79
Environ __ % des protéines eucaryotes du RE sont glycosylées.
55 %
80
Comment sont glycosylées les protéines cytosoliques ?
Sur des Ser ou Thr avec des sucres plus simples ---> 1 N-acétylglucosamine
81
Décrire la composition des sucres ajoutés lors de la glycolysation des protéines dans le RE.
Glc₃Man₉GlcNAc₂ (3 glucose, 9 mannose, 2 N-acétylglucosamine) --------NH d'un asparagine (lié par lien N-osidique
Tout ceci est assemblé sur un complexe lipidique --> le dilichol.
Catalysée par une oligosaccharyltransférase située sur le côté luminal du RE en association avec chaque protéine de translocation (équivalent Sec61)
82
C'est quoi qui fournit de l'énergie lors de la glycosylation d'une protéine ?
La liaison du sucre au dilichol par une liaison pyrophosphate.
83
À quoi sert le dolichol ?
À maintenir le Glc₃Man₉GlcNAc₂ dans la membrane.
84
Qu'est-ce qui se passe après que la protéine N-glycosylée soit relâchée dans la lumière du RE ?
Action des enzymes de maturation.
Une glycosidase enlève les 3 glucose (mais en laisse 1 transitoirement) rapidement et une mannosidase enlève 1 mannose lentement.
85
À quoi servent la calnexine et la calretriculine, les 2 chaperonnes du RE ?
Faciliter et promouvoir le repliement correct des protéines.
86
Décrire le fonctionnement de la calnexine et la calréticuline.
Elles se lient seulement sur les sucres qui contiennent 1 glucose terminal et qui ne sont pas complètement repliés.
Lorsque la glucosidase enlève le dernier glucose, la protéine se dissocie des chaperonnes et peut sortir du RE.
87
Comment la calnexine et la calretriculine peuvent-elles distinguer les protéines correctement ?
repliées de celles qui ne le sont pas ?
Une autre enzyme ---> une glucosyltransférase
Elle remarque si une protéine a été mal repliée, si oui ---> elle rajoute un sucre. Maintenant la protéine est de nouveau un substrat pour la calnexine et la calretriculine, et peut essayer de se replier encore.
88
Quelle est l'enzyme cruciale qui détermine si la protéine est correctement repliée ?
La glucosyltransférase permet de renouveler l'affinité de la protéine mal repliée aux chaperonnes -----> second (and much more) chance giver.
89
Malgré toute l’aide apportée par les chaperonnes,
jusqu’à __ % des protéines transloquées dans le RE
ne se replient pas correctement. Qu'est-ce qui se passe avec ces protéines ?
80 %
Elles sont exportées du RE dans le cytosol par un mécanisme de rétrotranslocation ---> où elles sont dégradées par le protéasome ou par autophagie.
90
Comment les protéines mal repliées sont dégradées (5) ?
1- La mannosidase vient enlever un mannose (c'est pour ça que c'est un mécanisme lent) ---> reconnus par appareil de rétrotranslocation.
2- Une lectine et une disulfure isomérase se lient à la protéine mal repliée.
3- Exporte la protéine au cytosol par un transporteur qui est associé à une ubiquitine ligase.
4- Une ATPase tire la protéine à travers le port.
5- L'ubiquitination signale la destruction de la protéine ---> protéasome
91
Give a little résumé de si une protéine est dégradée ou non.
1- Protéine est transloquée avec ajout de sucre.
2- On enlève 2 glucoses.
3- Les chaperonnes se lient au sucre et aident la protéine à se replier.
4- Glucosidase enlève dernier sucre et chaperonne. bye bye
5- Bien repliée = ok leave RE.
– Pas bien repliée = glucosyltransférase ré-ajoute un sucre pour que le chaperon essaye de bien la replier de nouveau.
6- Taking too long = mannosidase enlève 1 mannose = dégradation = protéasome
92
Qu'est-ce que les protéines mal répliées déclenchent dans le cytosol et dans le RE ?
Cytosol : choc thermique
RE : la réponse aux protéines dépliées -----> par une ACCUMULATION de protéines mal repliées, quand il n'y a pas assez de chaperonne
93
Comment les protéines mal repliées au RE transmettent-elles le signal au noyau ?
Activation de FT contrôlant la transcrition de gène qui vont :
1. ⬆️ la capacité de repliement des protéines du RE
2. ⬆️ transcription des gènes des chaperonnes, et des
protéines impliquées dans la rétrotranslocation et la
dégradation
---> Selon 3 mécanismes parallèles ---> IRE1, PERK, ATF6
94
Décrire le fonctionnement de la voie IRE1 (7).
IRE1 = protéine kinase transmembranaire ---> 1 domaine kinase et 1 domaine ribonucléase (x2)
1- Protéines mal repliées se lient et activent IRE1 pour les faire dimériser ---> se phosphorylent eux-mêmes.
2- Phosphorylation active les domaines ribonucléases.
3- Domaines ARNase vont couper un ARN pour retirer un intron (alors on a deux bouts d'exon).
4- Ligation des 2 bout d'ARNm ---> 1 exon
5- L'ARNm est traduit pour donner un facteur de transcription.
6- Facteur de transcription migre au noyau et code pour des gènes pour les chaperonnes du RE.
7- L'ARNm qui code pour des chaperonnes se rend au RE et code pour des chaperonnes.
95
Vrai ou faux : les mitochondries possèdent leur ADN propre à elles, et leurs ribosomes propres à elles. Alors, puisqu'elles sont capables de faire leur synthèse protéique autonome, très peu de protéines sont importées ?
Faux, la plupart des protéines y sont importées.
96
Comment est-ce que les nouvelles mitochondries sont produites ?
Par croissance et scission
97
Si la majorité des protéines destinées à la mitochondrie viennent du cytosol, comment fonctionne leur transport (4) ?
– D’abord synthétisées sous forme de protéines.
précurseurs non repliés + chaperon
– contiennent une ou des séquences signal → transport vers la mitochondrie.
– La séquence signal de certaines protéines est
enlevée par une signal peptidase (une fois rendue dans la matrice), alors que d’autres (destinées aux membranes) la conservent.
– Fait intervenir des protéines de translocation : les
complexes TOM et TIM
98
Quelles sont les fonctions de TOM, TIM22, TIM23, SAM et OXA ?
TOM : transfère les protéines à travers la membrane
externe
TIM22 : aide à l'insertion des protéines importées dans la membrane interne.
TIM23 : les transferts à travers la membrane interne
SAM : aide le repliement de certaines protéines dans la membrane externe.
OXA : aide à l'insertion des protéines faites dans la mitochondrie dans la membrane interne.
99
Vrai ou faux : avant que la protéine précurseur puisse se rendre dans la matrice, elle doit traverser complètement la membrane externe ?
Faux, elle traverse les 2 membranes d'un mouvement continu, ne passe pas d'abord entièrement dans l'espace intermembranaire.
100
Quelle est la séquence d'évènements lors de la translocation dans la mitochondrie avec TOM et TIM (3) ?
1. La séquence signal est reconnue par les récepteurs TOM puis la protéine est entrainée dans le canal de translocation.
2. La protéine est transloquée à travers TIM23 et traverse les 2 membranes.
3. La protéine entre dans la matrice ou reste insérée dans la membrane interne.
101
La translocation des protéines dans la mitochondrie requiert-elle de l'énergie ? Si oui, d'où ?
Oui.
1- L'hydrolyse d'ATP ---> sur l'extérieur de la mitochondrie et dans la matrice
2- Le potentiel de membrane au niveau de la membrane interne
102
Dans la translocation des protéines dans la mitochondrie, quelles sont les 3 étapes qui requièrent de l'énergie ?
1) ATP nécessaire pour libérer les protéines précurseurs des chaperonnes
2) Après insertion de la séquence signal dans TOM puis dans TIM, le gradient d’e⁻ (impliqué dans la synthèse d’ATP) est aussi requis pour la translocation à travers TIM.
3) Hsp70 mitochondriale tire le cargo dans la matrice (Hsp70 : lié à la face matricielle de TIM23) ---> ceci nécessite de l’ATP.
103
Comment fonctionne la route pour l’importation des protéines dans l’espace intermembranaire de la mitochondrie ?
Une oxydation par Mia40 ---> pour la protéine à motifs Cys.
– la protéine est sous forme réduite lorsqu'elle rentre par TOM.
– En rentrant, elle se fait oxyder par Mia40 en formant des ponts disulfure ---> ceci aide à tirer la protéine à travers TOM.
– la protéine est relâchée sous forme oxydée.
– Mia40 est réoxydée par l'ETC.
104
Décrire l'intégration des protéines dans la membrane externe de la mitochondrie (3).
1- D’abord importées dans l’espace intermembranaire par TOM
2- Tom ne peut pas intégrer les porines (protéines) dans la bicouche.
3- Mis en place avec l’aide des complexes SAM
105
Quelles sont les 3 façons dont une protéine peut être intégrée dans la membrane interne de la mitochondrie ?
1- TIM23
2- OXA
3- TIM22
106
Expliquer la voie de TIM23 pour l'intégration d'une protéine dans la membrane interne de la mitochondrie.
A. Dans la membrane interne (1ᵉʳᵉ voie – sans passer par la matrice) :
1- Seule la séquence-signal entre dans la matrice.
2- Une séquence d’arrêt de transfert (direct après et hydrophobe) stop la translocation.
3- TOM tire la protéine dans l’espace IM.
4- La séquence signal est coupée dans la matrice, et la séquence hydrophobe, libérée de TIM23, reste attachée à la membrane interne.
107
Expliquer la voie de OXA pour l'intégration d'une protéine dans la membrane interne de la mitochondrie.
B. Dans la membrane interne (2e voie – via la matrice pour les protéines synthétisées dans la matrice):
1- TIM23 transloque toute la protéine dans la matrice
2- La séquence signal est coupée dans la matrice
3- La séquence hydrophobe guide la protéine vers OXA qui l’insère dans la membrane interne
108
Expliquer la voie de TIM22 pour l'intégration d'une protéine dans la membrane interne de la mitochondrie.
E- Le transport des petits métabolites
par la membrane interne
– se fait par une famille de transporteurs spécifiques différents des porines, absentes de la membrane interne ----> comme SAM
1- Possède une séquence signal interne.
2- Traversée TOM sous forme de boucle
3- Prise en charge par des chaperonnes qui la dirigent sur TIM 22
4- Insérer dans la membrane avec l'énergie fournie par le gradient e⁻.
109
Décrire les peroxysomes (6).
- Membrane simple, pas d’ADN ni de ribosomes.
- Acquièrent les protéines par importation du cytosol et des fois via le RE.
- Sites majeurs d’utilisation de O₂
- Contiennent différentes enzymes oxydatives : catalase, urate oxydase.
- Les enzymes utilisent O₂ pour éliminer l’hydrogène de substrats toxiques pour la cellule → génère du H₂O₂.
- H₂O₂ : utilisé par la catalase pour oxyder des molécules toxiques (incl. EtOH).
110
Quelles sont les 2 actions les plus importantes faite par les peroxysomes ?
1. Réaction oxydative → la dégradation des molécules d’acide gras par Β-oxydation --> donne de l’AcCoA → cycle de l’acide citrique
2. Fonction biosynthétique majeure → 1ʳᵉ rx de formation des plasmalogènes
111
Décrire l'importation des protéines dans les peroxysomes (3).
1- Reconnaissance : Pex5 (récepteur) se lie au signal Ser-Lys-Leu sur le cargo.
2- Ancrage et translocation : insertion du complexe dans la membrane peroxysomale → formation d’un pore → protéine repliée est libérée dans la matrice.
3- Recyclage : Pex5 monoubiquitinée est retirée et ramenée dans le cytosol.
112
P. 102
113
Décrire les 2 membranes du noyau.
Membranes traversées par des pores
1- Interne : réseau protéique pour soutien de la membrane ---> protéine de site d'ancrage pour la chromatine et la lamina nucléaire.
2- Externe : entoure la membrane interne, CONTINUITÉ AVEC RE, couvert de ribosomes dont les protéines sont transportées dans l'espace périnucléaire.
114
Le transport entre les noyaux et le cytosol est _________. Pourquoi ?
Bidirectionnel.
– les protéines de noyau (i.e. : histone) viennent du cytosol.
– ARNt et ARNm sont exportés au cytosol.
– protéines ribosomiques : cytosol --> noyau (assemblées avec ARNr) --> cytosol (ribosomes).
115
Nommer les 4 sous-groupes structurels du complexe de pore nucléaire, CPN.
1) Anneau transmembranaire : traverse la membrane et ancre les CPN à l’enveloppe.
2) Protéines d’échafaudage : structure en anneau qui déforme la bicouche et stabilise la courbure de la membrane.
3) Nucléoporines du canal : tapissent l'intérieur du pore.
4) Des fibrilles : dépassent du CPN sur les 2 faces. Sur la face nucléaire, les fibrilles convergent pour former une cage ---> empêcher les molécules de plus de 60 kDa de passé.
116
Comment les grosses molécules peuvent-elles rentrer dans le noyau ?
Des récepteurs d'importation nucléaire qui reconnaissent des signaux spécifiques sur les grosses molécules ----> NLS et NES
117
De quoi sont composés les signaux de localisation nucléaire, NLS ?
1-2 courtes séquences riches en A.A+ (Arg et Lys)
118
Comment est-ce que le transport des protéines pour aller dans le noyau ou les peroxysomes est différent ?
Les protéines rentrent avec leur forme finale : bien repliées.
119
Vrai ou faux : les récepteurs d'importation nucléaire sont spécifiques pour chaque protéine ?
Faux, spécialisé envers un groupe avec des NLS semblables.
120
Les récepteurs d'importation nucléaire sont des protéines ________, qui lient quoi (2) ?
Soluble
Lient les NLS et des protéines du CPN
121
Les récepteurs d'importation nucléaire utilisent des fois des ___________ __________. Ça fait quoi et quels sont les avantages (4) ?
Protéines adaptatrices ---> fait lien entre le récepteur et le cargo
1- Augmente la spécificité du transport.
2- Permet de réutiliser les récepteurs pour différents cargos.
3- Rend le système modulable et régulable.
4- Protège contre les erreurs d’importation.
122
Expliquer le fonctionnement des récepteurs d'importation nucléaire (3).
1- NIR lie des protéines qui ont des répétitions Phe-Gly : ---> servent de site de liaison.
2- Les complexes NIR-cargo se déplacent par association-dissociation répétitive sur les répétitions adjacentes.
3- À l'intérieur du noyau, les NIR lâchent le cargo et retournent au cytosol.
123
Comment fonctionnent les récepteurs d'exportation nucléaire, NES ?
Pareil comme NIR mais dans le sens opposé et reconnait NES comme signal.
124
Comment se nomme la famille de gènes des récepteurs de transport nucléaire ?
Caryophérines
125
À quoi sert la GTPase Ran ?
Fournir de l'énergie pour l'import et l'export des protéines au noyau.
Hydrolyse du GTP par une GTPase monomérique --> Ran
126
Où se trouve la GTPase Ran et quel est son nom correspondant et sa protéine régulatrice ?
Noyau : GEF/Ran-GTP ---> échange GDP pour GTP
Cytosol : GAP/Ran-GDP ---> échange GTP pour GDP (hydrolyse --> énergie)
127
La localisation nucléaire de Ran-GTP impose la _________ du transport.
Direction.
128
Expliquer l'importation d'un cargo avec les notions de Ran-GTP.
– Ran-GTP dans le noyau ---> lie les récepteurs d'importation et les force à lâcher leur cargo.
– les complexes NIR-Ran-GTP sont transportés au cytosol.
– Ran-GAP hydrolyse. Ran-GTP ---> Ran-GDP ---> libération du NIR
– Le cycle peut recommencer.
129
Expliquer l'exportation d'un cargo avec les notions de Ran-GTP.
– Ran-GTP au noyau favorise la liaison des NES au NER.
– Une fois que le complexe RanGTP-NES/NER est au cytosol, Ran-Gap hydrolyse. RanGTP
– NER lâche NES et RanGDP.
130
Décrire la création d'un gradient de transport avec les notions de RanGDP et RanGTP.
Les NIR libèrent le cargo uniquement dans le noyau, grâce à Ran-GTP.
Les NER libèrent le cargo uniquement dans le cytosol, grâce à l’action de RanGAP.
RanGTP est concentré dans le noyau, RanGDP dans le cytosol → ceci crée la directionnalité du transport.
131
Comment est-ce que le transport entre le noyau et le cytosol peut être régulé ?
1- ↑ Ca²⁺ → déphosphorylation NFAT ---> expose NLS + bloque NES → translocation au noyau
2- ↓ Ca²⁺ → phosphorylation NFAT → expose NES → retour cytosol
132
Lorsque les NPC se désagrègent et se dispersent dans le cytosol, à quelles protéines se lient certaines protéines du NPC ?
NIR ---> ramner a l'intérieur du noyau
133
À partir de quel organite la membrane nucléaire se reforme-t-elle ?
Extension de la membrane du RE
134
Quelle molécule, qui joue un rôle fondamental dans le transport nucléaire, sert aussi de marqueur de position pour la chromatine quand les compartiments nucléaires et cytosoliques se mélangent lors de la mitose ?
Ran-GEF qui reste attaché à la chromatine.
BC
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