LES COMPARTIMENTS CLOS Ils ne participent pas au transport vésiculaire, contient les peroxysomes et les mitochondries. I/Les mitochondries. 1) L’organisation générale. Le nombre de mitochondrie est dépendant de l’activité de la cellule (jusqu’à 200). Les mitochondries se déplacent dans la cellule en fonction de l’endroit où il y a besoin d’ATP. Les différentes mitochondries: - Muscle squelettique : très alignées entre les éléments contractiles. - Rénales : très allongées. - Cellules sécrétoires : rondes et forment des tubes au lieu des crêtes. La morphologie de la mitochondrie dépend du type cellulaire, c’est un organite très plastique. 2) Le génome mitochondrial. La cellule ne peut créer de mitochondries, celles-ci se divisent donc grâce à leur génome. La division de la mitochondrie est indépendante de la division cellulaire. La réplication se fait sous commande du génome nucléaire. Le génome mitochondrial: - De type bactérien : circulaire en simple brin attaché à la membrane interne. - Contient l’information pour : 2 ARNr, 20 ARNt et 13 ARNm donc code pour 13 protéines. Le génome est mis en évidence par le bromure d’étidium (BET) dont on observe les points jaunes (matrice + ADNmito) au MET. 3) Les transports à la mitochondrie. Les molécules transportées: - L’ADN polymérase est importé dans la mitochondrie pour la réplication de son ADN. - Les protéines de la mitochondrie sont synthétisées par le RER (hormis les 13 codées). - Les lipides sont importés dans les membranes par la flippase et un transporteur inconnu. La mitochondrie possède environ 500 protéines différentes ainsi que des lipides spécifiques. L’importation des protéines : - Elles sont synthétisées par le RER. - Elles possèdent un peptide signal d’adressage à la membrane externe mitochondriale. - L’importation se fait via des chaperonnes et nécessite l’hydrolyse d’ATP. - La protéine traverse d’abord le canal Tom puis Tim pour parvenir dans la matrice. - Les protéines chaperonnes retournent dans le cytosol et le peptide signal est dégradé. L’importation des protéines <5kDa se fait sans transporteur (la mbmito contient 75% de protéines). 1 4) La fonction de la mitochondrie. La mitochondrie est constituée d’une double bicouche lipidique: - Membrane externe : perméable. - Membrane interne : imperméable et très spécifique. Se replie pour augmenter sa surface. Contient la matrice mitochondriale (on y retrouve des ribosomes). Forme des crêtes. La synthèse d’ATP se fait sur la mb interne qui est 3 à 5 fois plus grande que la mb externe. Les fonctions de la mitochondrie: - Synthèse d’ATP (nécessite de l’O2). - Régulation de l’apoptose. - Participe à des voies métaboliques (hémoglobine, [Ca2+], O2- toxique pour les cellules). La mitochondrie coopère avec les autres compartiments intracellulaires. a) Le transport métabolique et la réduction des NAD+: Dégradation des molécules organiques hors de la cellule qui donne du pyruvate. Transfert d’électrons du NADH cytosolique au NADH matriciel (navette malate-aspartate). Séparation des H en H+ et e- riche en énergie (création du gradient électrochimique : Ee-). Sortie des protons de la matrice pour rendre le milieu intermembranaire riche en charge +. Transport des électrons dans la membrane par les NADH qui diminuent leur énergie. La membrane interne est très imperméable aux protons surtout par la présence d’un lipide spécifique : le cardiolipide. Le passage des H+ se fait donc uniquement par pompe ATPase à protons. 2 b) La phosphorylation oxydative et la synthèse d’ATP (mb interne): Les électrons se fixent à l’O2 et permet la phosphorylation oxydative. L’énergie pour la synthèse d’ATP se fait grâce au gradient de protons Il se forme une liaison entre l’ADP et un phosphate synthétisant ainsi l’ATP. II/Les peroxysomes. 1) Organisation. Le peroxysome ne contient ni ADN ni ribosome : pas de traduction. Les peroxysomes ne peuvent être fabriqués de nouveau. Les protéines nécessaires au peroxysome sont synthétisées dans le cytosol puis transloquées. Ils sont issus d’un bourgeonnement d’une partie du réseau préexistant. Le peroxysome: - Est constitué d’une simple membrane. - Contient une région cristalline. - N’est pas constitué de vésicule. - Forme un réseau relié par les canalicules. C’est un lieu d’utilisation de l’oxygène moléculaire par les oxydases. 2) Les fonctions du peroxysome. L’oxygène moléculaire est utilisé pour la dégradation des molécules organiques qui nécessite du peroxyde d’hydrogène. L’oxygène est dissout et rentre par simple diffusion dans la membrane. Les enzymes du peroxysome: - Les oxydases qui utilisent l’oxygène pour dégrader les molécules organiques par coupure des acides gras ; conduit à la synthèse d’H2O2. Les catalases ou peroxydases qui utilisent l’eau oxygénée (dangereuse pour la cellule) pour détoxifier les grosses molécules. Les oxydases et catalases sont parfois présents en telle quantité dans les peroxysomes qu’ils cristallisent et deviennent visibles en microscopie électronique. Oxydases: RH2 + O2 R + H2O2 Catalases: H2O2 + RH2 R + 2H2O 3