Peroxysomes et Centrosomes

Les peroxysomes et les centrosomes sont deux organites fonctionnellement distincts souvent regroupés en tant que structures cellulaires spécialisées de plus petite taille. Le peroxysome est un organite à membrane unique abritant des réactions oxydatives qui génèrent et détoxifient le peroxyde d'hydrogène et qui réalisent un métabolisme lipidique spécifique. Le centrosome est un organite sans membrane qui organise le cytosquelette de microtubules et nucléée le fuseau mitotique.

Definition

Les peroxysomes sont des organites à membrane unique qui réalisent un métabolisme oxydatif, notamment la gestion du peroxyde d'hydrogène et des réactions lipidiques spécifiques ; les centrosomes sont des centres organisateurs de microtubules sans membrane, construits autour d'une paire de centrioles, qui nucléent le cytosquelette et le fuseau mitotique.

Scope

Cette entrée couvre deux organites distincts. Concernant le peroxysome, elle aborde son métabolisme oxydatif, ses rôles lipidiques tels que l'oxydation des acides gras et la synthèse des éther-lipides, ainsi que sa biogenèse. Pour le centrosome, elle traite de la structure des centrioles, de la nucléation des microtubules et du cycle de duplication qui le relie au fuseau. Il s'agit d'un sujet de référence en biologie cellulaire et en histologie, et non d'une orientation clinique.

Core questions

• Quelles réactions oxydatives et de métabolisme lipidique sont confinées au peroxysome et pourquoi ?
• Comment les peroxysomes sont-ils formés et comment leurs protéines y pénètrent-elles sans voie vésiculaire ?
• Comment le centrosome nucléée-t-il et organise-t-il les microtubules ?
• Comment le nombre de centrioles et de centrosomes est-il contrôlé au cours du cycle cellulaire ?

Key concepts

• Oxydation peroxysomale et gestion du peroxyde d'hydrogène
• Oxydation peroxysomale des acides gras et synthèse des éther-lipides
• Biogenèse des peroxysomes et peroxines
• Perméabilité de la membrane peroxysomale
• Centrioles et matériel péricentriolaire
• Nucléation des microtubules et centre organisateur de microtubules
• Centrosome et fuseau mitotique

Key theories

Contrôle de la duplication des centrioles

Les centrioles se dupliquent exactement une fois par cycle cellulaire selon un processus strictement régulé ; la perte de ce contrôle « une seule fois et pas plus » conduit à un nombre anormal de centrosomes et contribue à l'instabilité du génome.

Mechanisms

Les peroxysomes contiennent des oxydases qui transfèrent l'hydrogène à l'oxygène pour former du peroxyde d'hydrogène et de la catalase qui l'élimine, et ils réalisent l'oxydation des acides gras à très longue chaîne et la synthèse des éther-phospholipides ; leurs protéines matricielles sont importées post-traductionnellement par une machinerie de peroxines dédiée plutôt que par une voie vésiculaire, et l'organite peut à la fois croître, se diviser et se former de nouveau. Le centrosome, dépourvu de membrane, est constitué d'une paire de centrioles entourée de matériel péricentriolaire qui recrute les facteurs nucléant les microtubules ; il sert de principal centre organisateur de microtubules de la cellule et, après s'être dupliqué exactement une fois par cycle, il sert de modèle aux deux pôles du fuseau mitotique.

Clinical relevance

Des défauts dans la biogenèse des peroxysomes ou dans des enzymes peroxysomales uniques sont à l'origine de maladies métaboliques héréditaires, tandis qu'un nombre et une fonction anormaux des centrosomes sont associés à l'instabilité du génome et à des troubles du développement. Cette entrée décrit la biologie normale des organites impliqués et ne constitue pas une base pour des décisions individuelles de diagnostic ou de traitement.

History

Le peroxysome a été caractérisé biochimiquement par Christian de Duve et ses collègues dans les années 1960, qui ont reconnu le « microcorps » à oxydase et catalase comme un organite distinct. Le centrosome a été décrit par Theodor Boveri à la fin du XIXe siècle comme le centre de division de la cellule et un déterminant de la ségrégation ordonnée des chromosomes, une intuition qui a anticipé la compréhension ultérieure de son rôle dans la stabilité du génome.

Key figures

• Christian de Duve
• Theodor Boveri
• Ronald Wanders
• Erich Nigg
• Jordan Raff

Seminal works

• smith2013
• conduit2015

Frequently asked questions

Pourquoi les peroxysomes et les centrosomes sont-ils abordés ensemble ?

Ils sont regroupés par commodité en tant qu'organites spécialisés de plus petite taille, mais ils sont fonctionnellement distincts : le peroxysome est un compartiment métabolique à membrane unique, tandis que le centrosome est un centre organisateur de microtubules sans membrane.

Que fait le centrosome pendant la division cellulaire ?

Après s'être dupliqués une fois par cycle cellulaire, les deux centrosomes se déplacent vers les extrémités opposées de la cellule et nucléent les microtubules du fuseau mitotique qui ségrège les chromosomes.