Cours 7 Biocell
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UE N° SV1 Organisation et mécanismes moléculaires des cellules eucaryotes ECUE 1 Biologie cellulaire S. Lindenthal Faculté de Médecine 28 ave de Valombrose [email protected] Tel.: 0493377715 Plan du cours VII : 3.2.2.3.2. La digestion intracellulaire - Le lysosome - Les voies d’entrée aux lysosomes (la voie endocytose-biodégradation) - Les corps multivésiculaires - Le glycocalix lysosomal 3.3. Les compartiments clos 3.3.1. La mitochondrie 3.3.1.1. L’organisation générale de la mitochondrie - la plasticité mitochondriale - la division mitochondriale - l’emplacement dans la cellule - le génome mitochondriale - l’importation des protéines et des lipides dans la mitochondrie 3.3.1.2. La fonction de la mitochondrie - La réduction du NAD+ - La génération du gradient électrochimique de protons - La phosphorylation oxydative et la synthèse d’ATP Rappel du cours VI: Les voies du tri protéique modification des chaînes N-liées O-glycosylation TRI (3) Lysosomes, digestion cellulaire exocytose (2) sécrétion régulée (1) sécrétion constitutive Fig.13-29 modifiée, Biologie moléculaire de la cellule, Alberts 3 Rappel du cours VI: La digestion intracellulaire - le lysosome primaire pH 7,4 « étiquette » de tri des hydrolases acides : le mannose-6-phosphate Hydrolases acides lipides polysaccharides ADN, ARN protéines acides gras, glycérol, bases monosaccharides nucléosides acides aminés Hydrolases acides Fig.13-36 modifiée, Biologie moléculaire de la cellule, Alberts Fig.13-31 modifiée, Biologie moléculaire de la cellule, Alberts 4 Rappel du cours VI: Les voies d’entrée aux lysosomes - l’endocytose endosome précoce pH 7,4 endosome tardive pH 6,5 fusion fusion endocytose Lysosomes primaires recyclage des récepteurs exocytose Lysosome secondaire pH 5 appareil de Golgi Cytosol pH 7,4 Fig13.35 modifiée, Biologie moléculaire de la cellule, Alberts 5 Rappel du cours VI: Les voies d’entrée aux lysosomes - l’endocytose de liquide et molécules non triées (Pinocytose) de liquide et molécules sélectionnées (via récepteurs membranaires) milieu extracellulaire récepteur Adaptine cytosol Recyclage des récepteurs membranaires fusion avec les lysosomes primaires 6 Rappel du cours VI: Les voies d’entrée aux lysosomes - l’endocytose endosome précoce pH 7,4 endosome tardive pH 6,5 fusion fusion endocytose recyclage des récepteurs exocytose Lysosomes primaires Lysosome secondaire pH 5 appareil de Golgi Cytosol pH 7,4 Fig13.35 modifiée, Biologie moléculaire de la cellule, Alberts 7 Rappel du cours VI: Les voies d’entrée aux lysosomes - la Phagocytose Milieu extracellulaire bactérie fusion phagocytose Cytosol pH 7,4 Lysosomes primaires Appareil de Golgi Lysosome secondaire pH 5 Phagocytose de deux hématies par un macrophage Micrographie électronique à balayage 8 Fig13.39 Biologie moléculaire de la cellule, Alberts 3.2.2.3.1. Les voies d’entrée aux lysosomes - l’Autophagie mitochondrie autophagie fusion Lysosome secondaire pH 5 autophagosome Lysosomes primaires Cytosol pH 7,4 appareil de Golgi Fig13.39 Biologie moléculaire de la cellule, Alberts 9 3.2.2.3.1. Les voies d’entrée aux lysosomes - l’Autophagie pH 6,5 pH 7,2 Pompes à H+ pH 6,9 pH 5 3.2.2.3.1. Les voies d’entrée aux lysosomes - l’entrée directe du cytosol entrée directe molécules du cytosol Lysosome secondaire pH 5 11 3.2.2.3.1. La digestion intracellulaire - le lysosome sortie de métabolites dans le cytosol Lysosome secondaire pH 5 Réutilisation des métabolites pour la nutrition cellulaire exocytose 12 3.2.2.3.1. La digestion intracellulaire - le lysosome pH 7,4 pH 5,0 Hydrolases acides lipides polysaccharides ADN, ARN protéines acides gras, glycérol, bases monosaccharides nucléosides acides aminés perméases Fig.13-31 modifiée, Biologie moléculaire de la cellule, Alberts 13 Détermination de l’orientation des glycoprotéines et glycolipides dans la membrane plasmique 3.2.2.3.1. Les voies d’entrée aux lysosomes - l’endocytose et recyclage des récepteurs Membrane plasmique Recyclage des récepteurs : membrane plasmique/endosomes précoces Endosome précoce Recyclage des récepteurs : Endosomes tardives ou lysosomes/ Appareil de Golgi Endosome tardif Lysosome Appareil de Golgi Réseau cis-golgien Recyclage des récepteurs : Réticulum endoplasmique/ Appareil de Golgi Réticulum endoplasmique Protéine (récepteur) KDEL protéine résidente du RE 3.2.2.3.2. La digestion intracellulaire - les corps multivésiculaires - La dégradation des protéines et des lipides de la membrane plasmique (la formation des corps multivésiculaires) 3.2.2.3.2. La digestion intracellulaire - le glycocalix lysosomal - La protection du lysosome contre l’autodestruction 3.3. Les organites clos 3.3.1. La mitochondrie mitochondrie espace intermembranaire membrane externe membrane interne crêtes Taille : 0,5 - 2 µm matrice "La centrale énergétique de la cellule" ou l’organite de conversion énergétique. 3.3.1.1. L’organisation générale de la mitochondrie 3.3.1.1. L’organisation générale de la mitochondrie - la plasticité mitochondriale Cellule de levure Fig.14-3 Biologie moléculaire de la cellule, Alberts, 3ième édition Observation des mitochondries dans une cellule vivante Une photo est prise tous les trois minutes 3.3.1.1. L’organisation générale de la mitochondrie - la plasticité mitochondriale Fig : PPT Guillet_Pichon; cen-neurologie 3.3.1.1. L’organisation générale de la mitochondrie - la plasticité mitochondriale 3.3.1.1. L’organisation générale de la mitochondrie - La la biogénèse des mitochondries division fusion Fig.14-63 Biologie moléculaire de la cellule, Alberts, 3ième édition Fig.14-64 Biologie moléculaire de la cellule, Alberts, 3ième édition 3.3.1.1. L’organisation générale de la mitochondrie - L’emplacement de la mitochondrie dans la cellule Fig.14-4 Biologie moléculaire de la cellule, Alberts, 3ième édition (A) Cliché de microscopie électronique de mitochondries allongées dans une cellule vivante de mammifère en culture. (B) Micrographie en immunofluorescence de la même cellule colorée avec des anticorps fluorescents qui se fixent aux microtubules. 3.3.1.1. L’organisation générale de la mitochondrie - Le génome mitochondrial Y.Hayashi and K.Ueda, J.Cell Sci. 93: 565-570, 1989 3.3.1.1. L’organisation générale de la mitochondrie - Le génome mitochondrial Fig.14-62 Biologie moléculaire de la cellule, Alberts, 3ième édition 3.3.1.1. L’organisation générale de la mitochondrie - la perméabilité de la membrane mitochondriale externe© ATP ADP Pyruvate Acides gras Phosphate Cytosol Membrane mitochondriale externe porine ATP ADP Pyruvate Acides gras Phosphate Espace intermembranaire 3.3.1.1. L’organisation générale de la mitochondrie - Importation des protéines dans la mitochondrie Fig. 10.4 The Cell, Cooper 3.3.1.1. L’organisation générale de la mitochondrie - Transport des lipides du RE vers la mitochondrie membrane du RE Groupe de tête de la phosphatidylcholine cytosol membrane externe des mitochondries Protéine d’échange des phospholipides Fig.12-60, Biologie moléculaire de la cellule, Alberts 3.3.1.2. La fonction de la mitochondrie CO2 + H2O Mitochondrie respiration aérobie ATP (utilisé pour le travail cellulaire) Molécules organiques + O2 3.3.1.2. La fonction de la mitochondrie - la synthèse de l’ATP énergie provenant des molécules organiques comme le glucose ou les acides gras énergie disponible pour activer des réactions cellulaires 3.3.1.2. La fonction de la mitochondrie - la transformation d’énergie Fig.14-12, Biologie moléculaire de la cellule, Alberts 3.3.1.2. La fonction de la mitochondrie - la réduction du NAD+ NAD+ H forme oxydée NADH forme réduite H Fig.2-60 modifié, Biologie moléculaire de la cellule, Alberts Le nicotinamide adénosine dinucléotide réduit (NADH), un important transporteur d’électrons 3.3.1.2. La fonction de la mitochondrie - La chaîne de transport des électrons Membrane externe Membrane interne Chaîne de transport d’électrons Fig.14-14 modifié, Biologie moléculaire de la cellule, Alberts 3.3.1.2. La génération du gradient électrochimique de protons 3.3.1.2. La fonction de la mitochondrie - la cardiolipine Fig. 10.7 The Cell, Cooper Membrane interne de la mitochondrie 3.3.1.2. L’ATP synthase ATP synthétase 100 Å = 10 nm 3.3.1.2. La fonction de la mitochondrie - La phosphorylation oxydative et la synthèse d’ATP Fig.14-14, Biologie moléculaire de la cellule, Alberts Micrographie du feuillet matriciel de la membrane interne mitochondriale. 3.3.1.2. La fonction de la mitochondrie - L’ATP synthase Fig.14-1, Biologie moléculaire de la cellule, Alberts Fig.14-19, Biologie moléculaire de la cellule, Alberts 3.3.1.2. La fonction de la mitochondrie -Le gradient électrochimique : une forme d’énergie utilisable pour une travail de transport Fig. 10.12 The Cell, Cooper 3.3.2. Le peroxysome 3.3.2.1. L’organisation du peroxysome Coupe ultrafine canalicule Taille : 0,2-1,0 µm matrice membrane région cristalline Fig. 8/1 Cours de biologie cellulaire, P. Cau, Ellipses Cellule hépatique de rat Fig.12-27 Biologie moléculaire de la cellule, Alberts, 3ième édition 3.3.2. Les fonctions du peroxysome Reconstitution dans l’espace à partir de plusieurs coupes sériées canalicule O2 Oxydases H2O2 Catalases précipité de la réaction de la catalase 3.3.2. Les fonctions du peroxysome Les oxydases : - dégradation de nombreux métabolites - utilisation d’oxygène - production d’eau oxygénée H2O2 RH2 + O2 = R + H2O2 La catalase : - détoxification - utilisation d’eau oxygénée H2O2 H2O2 + RH2 = R + H2O
