Relation entre le réticulum endoplasmique et l'appareil de Golgi

Le réticulum endoplasmique et l'appareil de Golgi sont deux organites liées aux membranes que l'on trouve chez les eucaryotes. Ces deux organites sont étroitement associés et fonctionnellement liés. Le réticulum endoplasmique (ER) et l'appareil de Golgi sont deux composants du système endomembranaire d'une cellule. Les lysosomes et les vésicules sont les autres composants du système endomembranaire. On trouve deux types de RE dans la cellule eucaryote, le RE rugueux et le RE lisse. Les ribosomes sont liés avec un ER brut, transportant des chaînes polypeptidiques synthétisées dans un ER brut. Les modifications post-traductionnelles des protéines ont lieu à l'intérieur du RE, ce qui fait mûrir les protéines. Ces protéines matures sont transportées dans l'appareil de Golgi afin d'être transportées vers leur destination finale, soit dans les lysosomes, la membrane plasmique, soit sécrétées de la cellule dans l'environnement extracellulaire. La sécrétion dans l'environnement extracellulaire se fait par exocytose.

Cet article explique, 

1. Qu'est-ce que le réticulum endoplasmique?
     - Structure, fonctions
2. Qu'est-ce que Golgi Apparatus?
     - Structure, fonctions
3. Relation entre le réticulum endoplasmique et l'appareil de Golgi
     - Similitudes entre le réticulum endoplasmique et l'appareil de Golgi
     - Différence entre le réticulum endoplasmique et l'appareil de Golgi
4. Comment les protéines sont-elles transportées du réticulum endoplasmique vers l'appareil de Golgi?

Qu'est-ce que le réticulum endoplasmique?

Le réticulum endoplasmique (ER), qui est un organite trouvé chez les eucaryotes, contient des sacs membraneux aplatis, interconnectés les uns aux autres. Ces sacs sont des structures tubulaires, appelées citernes. Les citernes sont maintenues ensemble par le cytosquelette de la cellule. On trouve deux types de ER: le ER lisse et le ER rugueux. Seul le RE approximatif contient des ribosomes liés à la membrane du RE. Smooth ER intervient dans le métabolisme des lipides. ER approximatif fournit des sites pour la synthèse de protéines.

Qu'est-ce que Golgi Apparatus?

L'appareil de Golgi est un autre organite trouvé dans les cellules eucaryotes. Il est composé de quatre à six citernes remplies de liquide. L'appareil de Golgi fournit un site de synthèse pour les glucides tels que la pectine et l'hémicellulose. Les glycosaminoglycanes, qui se trouvent dans la matrice extracellulaire des cellules animales, sont également synthétisés dans l'appareil de Golgi. Golgi identifie deux visages: le visage cis et le visage trans.

Relation entre le réticulum endoplasmique et l'appareil de Golgi

Similitudes entre le réticulum endoplasmique et l'appareil de Golgi

Les appareils ER et Golgi sont impliqués dans la formation du système endomembranaire de la cellule. Ils sont constitués de sacs aplatis, membraneux et remplis de liquide, appelés citernes. Les citernes sont maintenues ensemble par le cytosquelette de la cellule.

ER approximatif fournit des sites pour la synthèse des protéines dans la cellule. Les ribosomes sont liés à la membrane de l'ER rugueux. Les protéines traduites sont exportées dans le RE pour la maturation. Ces protéines sont à nouveau transportées dans l'appareil de Golgi pour une maturation plus poussée et un tri pour leur destination finale. Par conséquent, les appareils ER et Golgi sont impliqués dans la maturation des protéines. Des chaînes polypeptidiques nouvellement synthétisées interagissent avec des protéines chaperones dans la lumière de l'ER. Les protéines, qui doivent être sécrétées et destinées à la surface cellulaire, atteignent leur structure 3D en formant des liaisons disulfure entre les résidus de cystéine dans la chaîne polypeptidique. La formation de liaisons disulfure entre les résidus de cystéine est facilitée par la protéine disulfure isomérase trouvée dans le RE. Une fois que les protéines atteignent leur structure 3D appropriée, elles sont libérées par les protéines chaperones. La glycosylation, qui est l'addition de chaînes polysaccharidiques dans la protéine, se produit également dans le RE. Habituellement, les protéines membranaires et les protéines de sécrétion sont glycosylées. Certaines glycosylations se produisent dans l'urgence et les autres dans l'appareil de Golgi.  

Les appareils ER et Golgi sont capables de former des vésicules de transport. Les protéines destinées aux lysosomes, membrane plasmatique ou sécrétion, sont transportées de l'appareil ER à l'appareil de Golgi par de petites vésicules de transport appelées vésicules transportées revêtues de COPII. L'appareil de Golgi forme également des vésicules de sécrétion afin de transporter les protéines triées vers leurs destinations finales. Le système endomembranaire de la cellule est montré dans Figure 1.

Figure 1: Système endomembranaire de la cellule

Différence entre le réticulum endoplasmique et l'appareil de Golgi

Les citernes dans ER sont interconnectées, ce qui facilite le transport des macromolécules dans la cellule. En revanche, les citernes de l'appareil de Golgi contiennent quatre à six petites citernes. Ils ne sont pas interconnectés les uns aux autres. Mais deux visages peuvent être identifiés à Golgi cis visage et trans visage. Un écoulement directionnel du matériau de la cis citernes à trans des citernes sont observées à Golgi. Les vésicules de sécrétion pénètrent dans Golgi par sa face cis et parviennent à maturité et se dissocient de la trans visage. Le réseau de structures tubulaires et cisternales présentes de part et d’autre du Golgi s’appelle cis Réseau de Golgi (CGN) et trans Réseau de Golgi (TGN). Le transport des protéines de CGN à TGN s'appelle le transport vasculaire. La structure de l'appareil de Golgi est montrée dans Figure 2.

Les appareils ER et Golgi sont également impliqués dans d'autres fonctions de la cellule. Smooth ER intervient dans le métabolisme des lipides. En revanche, l’appareil de Golgi fournit un site pour la synthèse d’hydrates de carbone comme la pectine et l’hémicellulose. Les glycosaminoglycanes, qui se trouvent dans la matrice extracellulaire des cellules animales, sont également synthétisés dans l'appareil de Golgi..

Figure 2: appareil de Golgi

Comment les protéines sont-elles transportées du réticulum endoplasmique vers l'appareil de Golgi?

La plupart des protéines traduites sont destinées à l'ER, à l'appareil de Golgi, aux lysosomes ou à la membrane plasmique. La voie qui sécrète les protéines de l'appareil ER à l'appareil de Golgi et la transporte vers d'autres destinations est appelée voie biosynthétique-sécrétoire. Ces protéines sont synthétisées par les ribosomes, qui sont liés au RE brut. Les chaînes polypeptidiques traduites sont transportées dans le RE. Le repliement et le traitement des protéines ont lieu à l’intérieur du service des urgences. L'appareil de Golgi est l'usine qui reçoit les protéines de l'urgence. Il se trouve dans la racine de sortie de l'ER. À partir du RE, les protéines matures sont transportées dans l'appareil de Golgi. Ce transport s'effectue par de petites vésicules appelées vésicules transportées revêtues de COPII, qui sortent des sites de sortie ER..

Les vésicules de transport revêtues de COPII entrent dans l’appareil de Golgi par cis face de l'organite par fusion avec la membrane de cis citernes. Les protéines entrent ensuite dans la CGN et sont transportées séquentiellement dans le TGN, tandis qu'elles mûrissent plus avant et sont préparées pour leurs destinations finales. Les protéines de l'appareil de Golgi peuvent être destinées aux lysosomes, à la membrane plasmique ou sécrétées dans l'environnement extracellulaire. Du TGN, les protéines matures quittent le Golgi par des vésicules sécrétoires.  

Conclusion

ER, l'appareil de Golgi, les lysosomes et les vésicules de sécrétion sont collectivement appelés le système endomembranaire de la cellule eucaryote. ER contient des surfaces rugueuses et lisses. Smooth ER intervient dans le métabolisme des lipides. Rough ER est impliqué dans la synthèse des protéines en liant des ribosomes à sa membrane. Les protéines synthétisées dans les ribosomes sont transportées dans des ER bruts. À l'intérieur du RE, ces protéines subissent une maturation par des modifications post-traductionnelles. Les protéines marquées par des oligosaccharides sont transportées de l'appareil ER à l'appareil de Golgi par le biais de petites vésicules de transport appelées vésicules revêtues de COPII. Ces protéines entrent dans le Golgi par CGN et sont transportées vers TGN, puis sont triées afin d’être transportées vers leur destination finale. Le transport des protéines de CGN à TGN s'appelle le transport vasculaire. Au cours du transport vasculaire, les protéines subissent encore des modifications telles que la glycosylation. Les protéines triées sont transportées dans les lysosomes, la membrane plasmique ou sont sécrétées dans l'environnement extracellulaire. Le transport des protéines traduites des ribosomes vers l'appareil de Golgi à travers le réticulum endoplasmique est appelé voie biosynthétique-sécrétoire..

Référence:
1. Cooper, Geoffrey M. «Le réticulum endoplasmique». La cellule: une approche moléculaire. 2ème édition. Bibliothèque nationale de médecine des États-Unis, 1er janvier 1970. Web. 24 avril 2017.
2. Cooper, Geoffrey M. «L'appareil de Golgi». La cellule: une approche moléculaire. 2ème édition. Bibliothèque nationale de médecine des États-Unis, 1er janvier 1970. Web. 24 avril 2017.
3. Alberts, Bruce. «Transport depuis l'urgence jusqu'à l'appareil de Golgi». Biologie moléculaire de la cellule. 4ème édition. Bibliothèque nationale de médecine des États-Unis, 1er janvier 1970. Web. 24 avril 2017.

Courtoisie d'image:
1. «Schéma du système endomembranaire» par Mariana Ruiz LadyofHats - (Domaine publique) via Commons Wikimedia
2. “Appareil de Golgi (version sans bordure) -fr” de Kelvinsong - Travail personnel (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia