162 B IOLOGIE CELLULAIRE
cules marquées qui, soit restent dissoutes dans la
phase liquide, soit suivent la voie des récepteurs.
Les deux méthodes donnent des résultats convergents et démontrent que des fibroblastes en culture intériorisent leur membrane plasmique à un
taux élevé : ces cellules «boivent » plus de l’équivalent de leur propre volume en 24 h et ingèrent le
double de la surface de leur membrane limitante
en 1h!Ceci pose la question des mécanismes de
renouvellement de cette membrane, dont la surface reste inchangée malgré l’endocytose. Nous
verrons en fait que les cellules recyclent vers leur
surface les «morceaux» de membrane utilisés
pour la formation des vésicules, plutôt que d’en
fabriquer sans cesse de nouveaux composants.
En conclusion, contrairement à l’impression statique que suggèrent souvent les images fournies
par la microscopie électronique, il faut concevoir la
membrane plasmique comme une structure très
dynamique et en perpétuel renouvellement.
3.2.3. D EVENIR DES MOLÉCULES ABSORBÉES
ET DE LEURS RÉCEPTEURS.
L EC OMPARTIMENT ENDOSOMAL
Dès qu’elles sont formées, les vésicules d’endocytose sont dénudées par perte de la clathrine,
puis elles fusionnent avec un système membranaire clos situé sous la membrane plasmique et
s’enfonçant assez profondément dans la cellule : le
compartiment endosomal. La simple analyse cytologique ne permet pas d’identifier clairement ce
compartiment très polymorphe, qui peut être
confondu avec de nombreuses autres structures
membranaires dans la cellule. Pour le visualiser, il
faut utiliser un ligand marqué pouvant être intériorisé et suivi au cours de son cheminement dans
la cellule : protéines marquées grâce à la ferritine
ou l’or colloïdal, ou bien enzymes permettant la
cytoenzymologie telles que la peroxydase…
Le compartiment endosomal est formé d’un
réseau complexe de tubules et de vésicules au sein
duquel on distingue des endosomes périphériques
(proches de la membrane plasmique) et des endosomes internes (périnucléaires). Bien que parfois
proche de l’appareil de Golgi, cet organite en est
clairement distinct. Sa caractéristique biochimique
majeure est la présence d’un contenu à pH acide
(5-6), les endosomes les plus internes étant plus
acides que ceux qui sont périphériques.
Cependant, à la différence des lysosomes, ce compartiment ne contient pas d’enzymes hydrolytiques à pH optimum acide (voir chapitre 7). Cette
richesse en protons est liée à la présence d’une
pompe H
+
ATP dépendante dans la membrane des
endosomes (voir plus haut) ; on trouve une pompe
semblable dans les membranes lysosomales.
Le rôle des endosomes peut être illustré en prenant l’exemple des LDL. Dans l’environnement
acide de ces vésicules, le complexe récepteur/
ligand se dissocie (à la suite d’une modification de
conformation du premier) et les particules LDL
sont libérées dans la lumière. Selon des mécanismes encore mal identifiés, un phénomène capital de tri s’effectue alors, de sorte que les
récepteurs libérés se concentrent en un endroit
précis de la membrane de l’endosome, où se produit ensuite un phénomène de bourgeonnement
puis de vésiculisation secondaire. Les vésicules
ainsi formées fusionnent avec la membrane plasmique, ce qui entraîne le retour des récepteurs à la
surface cellulaire et leur permet de servir des centaines de fois. Le contenu des endosomes, quant à
lui, est dirigé via d’autres vésicules, vers les lysosomes où aura lieu la digestion. Dans le cas des
LDL, les phospholipides et les esters de cholestérol
y sont attaqués et les produits de dégradation,
dont le cholestérol libre, diffusent à travers la
membrane, gagnent le hyaloplasme et sont disponibles pour la cellule ; les acides aminés issus de la
digestion de la protéine de liaison sont aussi récupérés (voir figure 6.21).
particule LDL
récepteur
de LDL
molécule
d'adaptine
feutrage
de clathrine
Figure 6.20
Rôle des récepteurs protéiques des LDL
Ils jouent un rôle dans la reconnaissance et la capture de
ces particules, puis leur concentration au niveau des
puits recouverts, et donc dans l’endocytose qui en
découle. Les molécules d’adaptine fixent chaque récepteur au feutrage de clathrine sous-jacent.
récepteur de LDL
adaptine
clathrine
cules marquées qui, soit restent dissoutes dans la
phase liquide, soit suivent la voie des récepteurs.
Les deux méthodes donnent des résultats convergents et démontrent que des fibroblastes en culture intériorisent leur membrane plasmique à un
taux élevé : ces cellules «boivent » plus de l’équivalent de leur propre volume en 24 h et ingèrent le
double de la surface de leur membrane limitante
en 1h!Ceci pose la question des mécanismes de
renouvellement de cette membrane, dont la surface reste inchangée malgré l’endocytose. Nous
verrons en fait que les cellules recyclent vers leur
surface les «morceaux» de membrane utilisés
pour la formation des vésicules, plutôt que d’en
fabriquer sans cesse de nouveaux composants.
En conclusion, contrairement à l’impression statique que suggèrent souvent les images fournies
par la microscopie électronique, il faut concevoir la
membrane plasmique comme une structure très
dynamique et en perpétuel renouvellement.
3.2.3. D EVENIR DES MOLÉCULES ABSORBÉES
ET DE LEURS RÉCEPTEURS.
L EC OMPARTIMENT ENDOSOMAL
Dès qu’elles sont formées, les vésicules d’endocytose sont dénudées par perte de la clathrine,
puis elles fusionnent avec un système membranaire clos situé sous la membrane plasmique et
s’enfonçant assez profondément dans la cellule : le
compartiment endosomal. La simple analyse cytologique ne permet pas d’identifier clairement ce
compartiment très polymorphe, qui peut être
confondu avec de nombreuses autres structures
membranaires dans la cellule. Pour le visualiser, il
faut utiliser un ligand marqué pouvant être intériorisé et suivi au cours de son cheminement dans
la cellule : protéines marquées grâce à la ferritine
ou l’or colloïdal, ou bien enzymes permettant la
cytoenzymologie telles que la peroxydase…
Le compartiment endosomal est formé d’un
réseau complexe de tubules et de vésicules au sein
duquel on distingue des endosomes périphériques
(proches de la membrane plasmique) et des endosomes internes (périnucléaires). Bien que parfois
proche de l’appareil de Golgi, cet organite en est
clairement distinct. Sa caractéristique biochimique
majeure est la présence d’un contenu à pH acide
(5-6), les endosomes les plus internes étant plus
acides que ceux qui sont périphériques.
Cependant, à la différence des lysosomes, ce compartiment ne contient pas d’enzymes hydrolytiques à pH optimum acide (voir chapitre 7). Cette
richesse en protons est liée à la présence d’une
pompe H
+
ATP dépendante dans la membrane des
endosomes (voir plus haut) ; on trouve une pompe
semblable dans les membranes lysosomales.
Le rôle des endosomes peut être illustré en prenant l’exemple des LDL. Dans l’environnement
acide de ces vésicules, le complexe récepteur/
ligand se dissocie (à la suite d’une modification de
conformation du premier) et les particules LDL
sont libérées dans la lumière. Selon des mécanismes encore mal identifiés, un phénomène capital de tri s’effectue alors, de sorte que les
récepteurs libérés se concentrent en un endroit
précis de la membrane de l’endosome, où se produit ensuite un phénomène de bourgeonnement
puis de vésiculisation secondaire. Les vésicules
ainsi formées fusionnent avec la membrane plasmique, ce qui entraîne le retour des récepteurs à la
surface cellulaire et leur permet de servir des centaines de fois. Le contenu des endosomes, quant à
lui, est dirigé via d’autres vésicules, vers les lysosomes où aura lieu la digestion. Dans le cas des
LDL, les phospholipides et les esters de cholestérol
y sont attaqués et les produits de dégradation,
dont le cholestérol libre, diffusent à travers la
membrane, gagnent le hyaloplasme et sont disponibles pour la cellule ; les acides aminés issus de la
digestion de la protéine de liaison sont aussi récupérés (voir figure 6.21).
particule LDL
récepteur
de LDL
molécule
d'adaptine
feutrage
de clathrine
Figure 6.20
Rôle des récepteurs protéiques des LDL
Ils jouent un rôle dans la reconnaissance et la capture de
ces particules, puis leur concentration au niveau des
puits recouverts, et donc dans l’endocytose qui en
découle. Les molécules d’adaptine fixent chaque récepteur au feutrage de clathrine sous-jacent.
récepteur de LDL
adaptine
clathrine