tionnellement distincts sont séparés par un type de
jonction particulier qui soude les membranes de
deux cellules voisines et empêche ainsi toute diffusion latérale (par fluidité membranaire) des constituants qui leur sont spécifiques. La question qui
est posée ici est donc de savoir comment les protéines membranairesi ntrinsèques et celles, solubles,
qui leur sont associées (extrinsèques), sont triées et
aiguillées vers ces deux domaines. Pour les premières, qui transitent par l’appareil de Golgi et
atteignent la membrane par exocytose, on doit
imaginer un système d’étiquetage moléculaire
semblable à celui que l’on étudiera plus loin pour
les lysosomes ou les protéines sécrétées.
Il existe un modèle expérimental qui apportera
sans doute des réponses à ces questions : il s’agit
des Virus enveloppés parasitant des cellules animales, qui bourgeonnent au niveau de la membrane plasmique pour sortir des cellules-hôtes
infectées. Grâce à des cellules épithéliales cultivées
in vitro, qui gardent leur caractère polarisé en culture, on a montré que différents Virus ont des
«voies de sortie» distinctes : par exemple, le virus
de la grippe bourgeonne sur la face apicale des cellules, tandis que le Virus de singe nommé VSV
bourgeonne au niveau basolatéral. Il est connu que
le bourgeonnement est lié à la présence de protéines virales qui sont spécifiquement adressées à
ces deux domaines membranaires. Des expériences de génie génétique utilisant des protéines
modifiées, dites chimères, associées à une
approche immunocytochimique (permettant de
suivre le mouvement des protéines au sein de la
cellule) montrent qu’une étiquette d’origine golgienne existe et qu’elle est portée par le domaine
intraluminal (face extracellulaire) des protéines
membranaires concernées. La nature du signal et
le mécanisme de tri dans le réseau transgolgien
n’ont pas été entièrement élucidés.
4.2. Séparation des voies de sécrétion
constitutive et contrôlée
Les vésicules destinées à la voie contrôlée ont
une propriété originale : elles sont initialement
recouvertes de clathrine (qui est perdue dès que la
vésicule est close) ; la concentration en leur sein
d’un nombre limité et bien précis de protéines
implique un mécanisme de tri destiné à les séparer
de celles utilisant la voie constitutive. On a montré
qu’il existe, dans le réseau transgolgien, des protéines membranaires de type récepteur qui ne
reconnaissent et ne fixent (du côté de la lumière)
que les protéines appartenant à la voie contrôlée.
Toutes ces protéines sécrétées doivent donc porter,
sans doute à leur surface, un signal de tri commun
permettant de les rassembler et de les concentrer
au sein de vésicules ; la formation d’agrégats, liée
à la proximité des récepteurs au sein de la membrane, pourrait favoriser le bourgeonnement de
ces dernières. Ce mécanisme rappelle ce qui a déjà
été décrit pour la capture et la concentration de
protéines extracellulaires fixées par les récepteurs
de la membrane plasmique (voir chapitre 7). Un
point commun entre ces deux processus est la
mise en œuvre pour l’internalisation, dans un cas,
et le bourgeonnement dans l’autre, de molécules
de clathrine.
Pour ce qui concerne la voie constitutive, on
considère actuellement qu’elle ne nécessite pas de
signal de tri particulier des protéines, à la différence de la précédente et de celle mise en œuvre
pour les protéines lysosomales (voir plus loin). Ce
type de signalisation négative est dit «par
défaut »;les vésicules mises en jeu sont initialement recouvertes d’un feutrage ne contenant pas
de clathrine. Un schéma général résumant ce qui
est connu à l’heure actuelle en ce qui concerne le
tri des protéines dans l’appareil de Golgi est
donné dans la figure 9.20.
4.3. Principe de l’adressage des protéines
vers le compartiment lysosomal
Les phénomènes d’aiguillage de protéines vers
des vésicules spécifiques et de reconnaissance
entre compartiments sont donc en général mal
connus ; le seul exemple d’étiquetage et d’adressage de protéines qui soit actuellement décrit en
détail au niveau moléculaire est celui des lysosomes. Ces derniers ont été présentés au plan
structural et fonctionnel dans le chapitre 7.
4.3.1. R APPELS ET PROBLÉMATIQUE
On rappelle que ces organites constituent un
ensemble très polymorphe de vésicules unimembranaires d’origine golgienne, contenant une
importante collection d’enzymes hydrolytiques.
Comment de telles vésicules, bourrées d’hydrolases, se forment-elles et «savent-elles» qu’elles
doivent aller uniquement fusionner avec un endosome (et non avec n’importe quel organite), ou
9. S YNTHÈ SE ET ROUTAGE DES PROTÉINES CHEZ LES EUCARYOTES. BIOGENÈ SE DES ORGANITES 275
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
jonction particulier qui soude les membranes de
deux cellules voisines et empêche ainsi toute diffusion latérale (par fluidité membranaire) des constituants qui leur sont spécifiques. La question qui
est posée ici est donc de savoir comment les protéines membranairesi ntrinsèques et celles, solubles,
qui leur sont associées (extrinsèques), sont triées et
aiguillées vers ces deux domaines. Pour les premières, qui transitent par l’appareil de Golgi et
atteignent la membrane par exocytose, on doit
imaginer un système d’étiquetage moléculaire
semblable à celui que l’on étudiera plus loin pour
les lysosomes ou les protéines sécrétées.
Il existe un modèle expérimental qui apportera
sans doute des réponses à ces questions : il s’agit
des Virus enveloppés parasitant des cellules animales, qui bourgeonnent au niveau de la membrane plasmique pour sortir des cellules-hôtes
infectées. Grâce à des cellules épithéliales cultivées
in vitro, qui gardent leur caractère polarisé en culture, on a montré que différents Virus ont des
«voies de sortie» distinctes : par exemple, le virus
de la grippe bourgeonne sur la face apicale des cellules, tandis que le Virus de singe nommé VSV
bourgeonne au niveau basolatéral. Il est connu que
le bourgeonnement est lié à la présence de protéines virales qui sont spécifiquement adressées à
ces deux domaines membranaires. Des expériences de génie génétique utilisant des protéines
modifiées, dites chimères, associées à une
approche immunocytochimique (permettant de
suivre le mouvement des protéines au sein de la
cellule) montrent qu’une étiquette d’origine golgienne existe et qu’elle est portée par le domaine
intraluminal (face extracellulaire) des protéines
membranaires concernées. La nature du signal et
le mécanisme de tri dans le réseau transgolgien
n’ont pas été entièrement élucidés.
4.2. Séparation des voies de sécrétion
constitutive et contrôlée
Les vésicules destinées à la voie contrôlée ont
une propriété originale : elles sont initialement
recouvertes de clathrine (qui est perdue dès que la
vésicule est close) ; la concentration en leur sein
d’un nombre limité et bien précis de protéines
implique un mécanisme de tri destiné à les séparer
de celles utilisant la voie constitutive. On a montré
qu’il existe, dans le réseau transgolgien, des protéines membranaires de type récepteur qui ne
reconnaissent et ne fixent (du côté de la lumière)
que les protéines appartenant à la voie contrôlée.
Toutes ces protéines sécrétées doivent donc porter,
sans doute à leur surface, un signal de tri commun
permettant de les rassembler et de les concentrer
au sein de vésicules ; la formation d’agrégats, liée
à la proximité des récepteurs au sein de la membrane, pourrait favoriser le bourgeonnement de
ces dernières. Ce mécanisme rappelle ce qui a déjà
été décrit pour la capture et la concentration de
protéines extracellulaires fixées par les récepteurs
de la membrane plasmique (voir chapitre 7). Un
point commun entre ces deux processus est la
mise en œuvre pour l’internalisation, dans un cas,
et le bourgeonnement dans l’autre, de molécules
de clathrine.
Pour ce qui concerne la voie constitutive, on
considère actuellement qu’elle ne nécessite pas de
signal de tri particulier des protéines, à la différence de la précédente et de celle mise en œuvre
pour les protéines lysosomales (voir plus loin). Ce
type de signalisation négative est dit «par
défaut »;les vésicules mises en jeu sont initialement recouvertes d’un feutrage ne contenant pas
de clathrine. Un schéma général résumant ce qui
est connu à l’heure actuelle en ce qui concerne le
tri des protéines dans l’appareil de Golgi est
donné dans la figure 9.20.
4.3. Principe de l’adressage des protéines
vers le compartiment lysosomal
Les phénomènes d’aiguillage de protéines vers
des vésicules spécifiques et de reconnaissance
entre compartiments sont donc en général mal
connus ; le seul exemple d’étiquetage et d’adressage de protéines qui soit actuellement décrit en
détail au niveau moléculaire est celui des lysosomes. Ces derniers ont été présentés au plan
structural et fonctionnel dans le chapitre 7.
4.3.1. R APPELS ET PROBLÉMATIQUE
On rappelle que ces organites constituent un
ensemble très polymorphe de vésicules unimembranaires d’origine golgienne, contenant une
importante collection d’enzymes hydrolytiques.
Comment de telles vésicules, bourrées d’hydrolases, se forment-elles et «savent-elles» qu’elles
doivent aller uniquement fusionner avec un endosome (et non avec n’importe quel organite), ou
9. S YNTHÈ SE ET ROUTAGE DES PROTÉINES CHEZ LES EUCARYOTES. BIOGENÈ SE DES ORGANITES 275
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.