Quiz SVT sur le système endomembranaire, les lysosomes et les peroxysomes

Le système endomembranaire représente un ensemble de compartiments intracellulaires limités par des membranes et capables de communiquer entre eux grâce à des vésicules. Il joue un rôle central dans la fabrication, la modification, l’emballage et le transport de nombreuses macromolécules, en particulier les protéines et les lipides. Ce système permet de relier fonctionnellement plusieurs structures de la cellule eucaryote, comme la membrane plasmique, le réticulum endoplasmique, l’appareil de Golgi, l’enveloppe nucléaire et le système vésiculaire. Grâce à cette organisation, la cellule peut orienter les molécules vers leur destination correcte, les exporter, les stocker ou les dégrader.

Le réticulum endoplasmique est un organite formé d’un réseau de citernes et de tubules. Il est situé près du noyau et peut être lié à la membrane nucléaire. Il est présent chez les cellules eucaryotes et représente une grande partie des membranes internes de la cellule. Sa membrane ressemble à celle de la membrane plasmique, mais elle contient généralement moins de cholestérol et moins de glucides. On distingue deux types de réticulum endoplasmique : le réticulum endoplasmique rugueux et le réticulum endoplasmique lisse. Le réticulum rugueux porte des ribosomes sur sa face externe, alors que le réticulum lisse n’en porte pas.

L’appareil de Golgi fonctionne comme un centre de modification et de tri des molécules. Les protéines et les lipides provenant du réticulum endoplasmique y sont modifiés, concentrés, emballés puis transportés vers d’autres compartiments ou vers la membrane plasmique. Certaines protéines sont sécrétées sous une forme inactive et deviennent actives après perte d’une séquence peptidique. Le Golgi intervient aussi dans la glycosylation, qui correspond à la fixation d’un résidu polysaccharidique sur une protéine par des liaisons covalentes. Il participe également à la sulfatation, importante pour la formation de glycoprotéines et de protéoglycanes sulfatés.

Les endosomes sont des compartiments importants du système vésiculaire. Les endosomes précoces sont les premiers à se former après l’entrée de molécules dans la cellule. Ils assurent la dissociation du complexe ligand-récepteur. Après cette étape, les récepteurs peuvent être renvoyés vers la membrane plasmique afin d’être réutilisés. Au cours de leur maturation, les endosomes précoces libèrent différentes substances et se transforment en endosomes tardifs. Ces derniers deviennent des compartiments plus complexes, formés notamment par invagination de petites vésicules, et se déplacent vers la région du noyau.

Les endosomes tardifs peuvent fusionner avec des lysosomes primaires pour former des endolysosomes. Cette fusion permet la dégradation des molécules internalisées. Les lysosomes sont des vésicules sphériques dont la taille varie généralement de 0,2 à 0,5 micromètre. Ils sont présents dans les cellules eucaryotes et sont riches en enzymes de dégradation appelées hydrolases acides. Ces enzymes sont actives dans un milieu acide, souvent inférieur à pH 5. Le lysosome possède aussi des mécanismes de protection qui empêchent ses enzymes de dégrader sa propre membrane.

On distingue les lysosomes primaires et les lysosomes secondaires. Les lysosomes primaires sont formés par l’appareil de Golgi ou le réticulum endoplasmique. Ils contiennent des hydrolases acides encore inactives et ne libèrent pas leur contenu. Ils peuvent être considérés comme des compartiments de stockage. Les lysosomes secondaires se forment par fusion d’un lysosome primaire avec un phagosome ou un pinosome. Ils deviennent alors des vacuoles digestives contenant des enzymes actives. Ils participent à la digestion intracellulaire et peuvent libérer les déchets par exocytose.

Les peroxysomes sont des organites sphériques ou ovoïdes limités par une membrane. Ils ne possèdent pas de génome propre et ne font pas partie du système endomembranaire au sens strict. Leur membrane est perméable à l’eau et aux petites molécules. Elle est formée d’une bicouche lipidique contenant environ 30 % de lipides et 70 % de protéines. La matrice du peroxysome renferme des enzymes importantes, notamment des oxydases et des catalases. Ces enzymes permettent la réalisation de réactions d’oxydation et de détoxification.

Les peroxysomes interviennent dans plusieurs fonctions métaboliques. Ils participent à la synthèse de la bile, du cholestérol, ainsi qu’au métabolisme de certains acides aminés et des purines. Leur rôle le plus caractéristique reste la diminution de la toxicité de certains substrats et du peroxyde d’hydrogène H2O2. Dans une première étape, les oxydases oxydent des substrats toxiques et produisent du H2O2. Dans une deuxième étape, la catalase utilise ce H2O2 pour inactiver d’autres substrats toxiques et former de l’eau. Ainsi, le système endomembranaire, les lysosomes et les peroxysomes montrent l’importance des compartiments membranaires dans l’organisation, le transport, la digestion et la détoxification cellulaires.