Système endomembranaire

Définition

Le système endomembranaire est une collection de plusieurs compartiments ou organites à membranes présents à l'intérieur (dedans) d'une cellule eucaryote. Il permet de compartimenter diverses fonctions de la cellule eucaryote. Il permet ainsi un degré plus élevé de spécialisation cellulaire.

Le trafic membranaire du système endomembranaire :

Schéma des principes généraux du trafic membranaire avec le système endomembranaire (endocellulaire ou intracellulaire).

Explications

Le système endomembranaire permet de compartimenter diverses fonctions de la cellule eucaryote (par exemple, la dégradation des protéines intervient dans le lysosome), permettant ainsi un degré plus élevé de spécialisation cellulaire. Le système repose sur des interactions dynamiques entre différents compartiments, facilitées par le trafic de vésicules entre eux. Le système endomembranaire comprend l'appareil de Golgi, les vacuoles et les vésicules cytoplasmiques.

Les membranes intracellulaires entourant les divers organites contiennent des canaux, des protéines de transport et des "pompes" pour répartir fonctionnellement les métabolites entre les différents composants cellulaires. De plus, elles contiennent des protéines périphériques et intégrales qui remplissent diverses fonctions, notamment dans le métabolisme cellulaire.

L'ensemble de la cellule est délimité par une membrane cellulaire formée d'une bicouche phospholipidique. La division de la cellule eucaryote en différents compartiments assure une séparation structurelle et fonctionnelle des différentes voies et processus réactionnels biochimiques.

La vacuole, dite vacuole gazeuse, de certaines plantes flottantes est un système endomembranaire.

⭐ Les procaryotes n'ont pas de système endomembranaire et n'ont donc pas d'organites.

Anatomie

Les principaux compartiments du système endomembranaire sont l'enveloppe nucléaire, le réticulum endoplasmique (RE), l'appareil de Golgi, les endosomes et les lysosomes. Les protéines destinées aux différents compartiments du système endomembranaire et celles destinées à la sécrétion (environ un tiers des protéines codées par le génome humain) sont transloquées dans le réticulum endoplasmique (RE) lors de leur synthèse sur les ribosomes attachés au RE.

Le RE contient la machinerie nécessaire au repliement, à l'assemblage et, dans certains cas, à la modification des protéines afin d'améliorer leur stabilité et de les rendre aptes à des modifications ultérieures lors de leur passage à travers le compartiment suivant (c'est-à-dire l'appareil de Golgi) le long du canal sécrétoire. sentier. Un assemblage incorrect peut conduire à une dégradation des protéines, tandis que les protéines correctement repliées et modifiées sont sélectionnées et organisées en domaines qui sortent du RE dans les supports liés à la membrane.

Fonctions

Le système endomembranaire sépare la cellule en différents compartiments, ou organites, tels que le noyau, le réticulum endoplasmique (RE), l'appareil de Golgi et les lysosomes. Le système endomembranaire est dérivé du RE et s'écoule vers l'appareil de Golgi, à partir duquel les lysosomes bourgeonnent. Le réticulum endoplasmique est un système continu de sacs et de tubules à membrane aplatie qui est spécialisé pour le traitement des protéines et la biosynthèse des lipides. Le système endomembranaire est important pour que l'organisation compartimentée de la cellule fonctionne de manière indépendante et correcte. Les ribosomes qui synthétisent des protéines destinées à l'insertion dans les membranes cellulaires ou à l'exportation depuis la cellule s'associent à des régions spécialisées du RE, appelées le RE rugueux en raison des ribosomes attachés.

En général, le trafic membranaire intracellulaire implique la formation et le bourgeonnement de vésicules membranaires à partir d'une membrane donneuse, leur transport et leur fusion ultérieure avec des membranes cibles, conduisant au transport de la cargaison du donneur vers l'organite cible. Ces événements sont orchestrés et régulés par plusieurs protéines et complexes protéiques, y compris les protéines adaptatrices et d'enveloppe, les petites protéines de liaison au GTP (également appelées GTPases), ainsi que les protéines SNARE et tethering.

Trafic membranaire

Les principes généraux du trafic dans le système endomembranaire sont (image ci-dessus) :

1. Le trafic membranaire intracellulaire implique l'assemblage de protéines d'enveloppe au niveau de la membrane du donneur pour la génération d'une vésicule de transport (i) qui se pince et est transportée vers sa membrane cible pour un amarrage et une fusion ultérieurs. Avant l'amarrage, les protéines d'enveloppe sont libérées de la vésicule (ii) afin qu'une vésicule nue atteigne sa destination (iii). La direction de la vésicule vers la membrane cible correcte est médiée par les protéines RAB, tethering et SNARE. L'amarrage de la vésicule à la membrane cible implique la liaison de protéines de liaison à une protéine RAB active liée au GTP dans la membrane de la vésicule (iii). La fusion suivante implique la formation d'un complexe SNARE entre les protéines SNARE présentes dans les deux membranes (iv).
2. Les protéines RAB sont activées par la conversion de leur GDP lié en GTP par l'action d'un facteur d'échange de nucléotide guanine (GEF). Le RAB activé lié au GTP peut se lier à diverses protéines effectrices RAB liant le GTP. L'hydrolyse de RAB GTP est activée par une protéine activatrice de RAB GTPase (GAP), conduisant à l'inactivation de la protéine RAB. La liaison d'un inhibiteur de dissociation du RAB GDP (GDI) au RAB GDP prénylé inhibe l'activation du RAB. Un facteur de déplacement RAB GDI (GDF) lié à la membrane libère la protéine RAB du GDI permettant la réactivation de la protéine RAB par échange de GDP en GTP.
3. Après attache et amarrage de la vésicule sur la membrane cible, un complexe SNARE est formé par un R-SNARE situé dans la membrane de la vésicule et trois Q-SNARE dans la membrane cible. Les protéines SNARE constituent un faisceau α-hélicoïdal appelé complexe trans-SNARE qui permet aux deux membranes de se rapprocher l'une de l'autre pour que la fusion intervienne. Après la fusion, le facteur sensible à l'ATPase N-éthylmaléimide (NSF) et sa protéine de fixation NSF soluble dans le cofacteur (SNAP) interviennent dans le démontage du complexe cis-SNARE, suivi du tri du R-SNARE vers la membrane du donneur.

En rapport avec "système endomembranaire"

• endocellulaire

  

  Est endocellulaire toute structure incluse dans un système membranaire intracellulaire en dedans d'une cellule.

• acellulaire

  

  Un élément biologique acellulaire distingue une structure biologique dépourvue de cellules, ou d'appareil cellulaire.

• adhésion cellulaire

  

  L'adhésion cellulaire est un processus dynamique qui est particulièrement évident lorsque les cellules non adhésives deviennent rapidement adhésives. Ex.

• biologie cellulaire

  

  La biologie cellulaire est une discipline de la biologie qui traite des cellules sous tous leurs aspects.