Système Endomembranaire et Voie de Sécrétion

Le système endomembranaire est le réseau de membranes qui synthétise, modifie, trie et expédie les protéines et les lipides via une voie connectée de trafic vésiculaire.

Definition

Le système endomembranaire est l'ensemble des membranes et organites interdépendants, liés par le trafic vésiculaire, qui gèrent la synthèse, la modification et le ciblage des protéines et des lipides ; la voie de sécrétion est l'itinéraire dirigé par lequel les protéines nouvellement synthétisées voyagent du RE vers leurs destinations.

Scope

Ce sujet couvre le réticulum endoplasmique, l'appareil de Golgi, les endosomes, les lysosomes et les vésicules qui les connectent ; il suit la voie de sécrétion depuis l'entrée co-traductionnelle dans le RE, en passant par la modification golgienne, jusqu'au tri vers la surface cellulaire ou les lysosomes, ainsi que la voie endocytaire vers l'intérieur de la cellule.

Core questions

• Comment les protéines entrent-elles dans le réticulum endoplasmique pendant la synthèse ?
• Comment l'appareil de Golgi modifie-t-il et trie-t-il les protéines ?
• Comment les vésicules de transport sont-elles formées, ciblées et fusionnées avec la membrane correcte ?
• Comment les protéines sont-elles dirigées vers les lysosomes par opposition à la surface cellulaire ?

Key theories

Transport vésiculaire et voie de sécrétion

Palade a tracé les protéines nouvellement synthétisées du RE à travers l'appareil de Golgi jusqu'aux vésicules de sécrétion, établissant la voie de sécrétion ; des travaux ultérieurs ont identifié les protéines de manteau et la fusion médiatisée par les SNARE comme la machinerie qui fait bourgeonner et cible les vésicules.

Mechanisms

Les protéines destinées à la sécrétion ou aux membranes portent une séquence signal qui dirige le ribosome vers le RE, où la chaîne est transloquée et repliée. Le RE exporte sa cargaison dans des vésicules revêtues de COPII vers l'appareil de Golgi, où la glycosylation et d'autres processus ont lieu. Les protéines de manteau façonnent les vésicules en bourgeonnement, les GTPases Rab et les protéines d'amarrage guident le ciblage, et les protéines SNARE entraînent la fusion, livrant la cargaison aux endosomes, aux lysosomes ou à la membrane plasmique. L'endocytose suit la voie inverse, internalisant la membrane et le matériel extracellulaire.

Clinical relevance

La voie de sécrétion est à la base de la manière dont les cellules construisent leur surface, sécrètent des protéines et maintiennent l'identité des organites, et elle constitue un cadre central en biologie cellulaire et en biotechnologie pour la production de protéines. Le traitement ici est descriptif et non prescriptif.

History

Les expériences de microscopie et de marquage-chasse de Palade au milieu du XXe siècle ont révélé la voie de sécrétion ; les travaux ultérieurs de Schekman sur la génétique de la levure et de Rothman sur la biochimie ont défini la machinerie conservée du bourgeonnement et de la fusion des vésicules, et l'hypothèse du signal de Blobel a expliqué comment les protéines sont ciblées dans le système.

Key figures

• George Palade
• James Rothman
• Randy Schekman
• Günter Blobel

Seminal works

• palade1975
• rothman1996

Frequently asked questions

Qu'est-ce que la voie de sécrétion ?

C'est l'itinéraire par lequel les protéines fabriquées au niveau du réticulum endoplasmique voyagent à travers l'appareil de Golgi dans des vésicules de transport pour atteindre la surface cellulaire, l'espace extracellulaire ou d'autres organites.

À quoi servent les protéines SNARE ?

Les protéines SNARE sur une vésicule de transport et sa membrane cible s'apparient pour rapprocher les deux membranes et entraîner leur fusion, libérant ainsi le contenu de la vésicule.