Le système endomembranaire de la cellule eucaryote est formé par un
ensemble de compartiments membranaire communiquant les uns avec les autres et
avec la membrane plasmique. Ces compartiments sont : réticulum endoplasmique,
Appareil de Golgi et lysosomes.
I- Structure
Le RE est formé par un ensemble de vésicules et de tubules organisés en
réseau. Les membranes du RE forment un feuillet continu délimitant un espace
interne : la lumière du RE ou cisterne. On distingue deux types de RE :
a- Réticulum endoplasmique rugueux (REG)
Le REG est un ensemble de sacs aplatis communiquant entre eux. Les membranes du
RE à structure trilaméllaire ont une épaisseur de 50 à 60A°. la face interne de la
membrane réticulaire est toujours lisse. Alors que la face externe (du côté
cytosolique) est tapissée de ribosomes. Il joue un rôle dans la protéosynthèse et la
glycosylation des protéines.
b- Réticulum endoplasmique lisse (REL)
Ces membranes ne portent pas de ribosomes et il est formé par un réseau de petites
vésicules et de petits tubules. Il joue un rôle dans la synthèse des lipides et des
hormones stéroïdes ainsi que la détoxification.
Répartition du RE
Le REG et le REL peuvent coexister dans une même cellule et peuvent communiquer
entre eux (cellule hépatique). En cas de synthèse active des protéines le REG est
généralement très développé (cellules acineuses du pancréas). En cas de métabolisme
lipidique important le REL est très abondant (cellule hépatique).
Relation avec l’enveloppe nucléaire
L’observation au microscope électronique a montré une continuité entre la membrane
réticulaire et le feuillet externe de l’enveloppe nucléaire. Au point de vue
biochimique , pas de différence entre les deux membranes. Après la mitose
l’enveloppe nucléaire est une différenciation de la membrane du RE.
II- Composition chimique
Les études biochimiques réalisées sur la membrane réticulaire après isolement
par centrifugation ont montré qu’elles renferment des protéines (70%)
généralement des enzymes et des lipides (30%). La membrane réticulaire présente une
asymétrie très marquée puisque sur la face cytosolique on trouve : cytochrome b5,
cytochrome P450 réductase et l’ATPase Ca++
dépendante. Sur la face luminale on a :
la glucose-6-phosphatase, β glucuronidase et des glycosyl transférases.
III- Rôle du RE
Les fonctions physiologiques accomplies par le RE sont nombreuses et on va
se contenter des plus importantes :
1- La protéosynthèse
- Fixation de l’ARNm par son extrémité 5’ au niveau de son site sur le ribosome libre.
Cet ARNm possède sur son extrémité 5’ après le codon AUG une séquence
nucléotidique spéciale qui une fois traduite donne la formation du peptide à résidu
hydrophobe nommé le peptide signal.
- Un composé actif appelé la particule de reconnaissance du signal (SRP) formé de 6
polypeptides liés à une molécule d’ARN se fixe à la partie N terminal du peptide
signal en bloquant la synthèse protéique.
- Le complexe SRP-peptide signal se dirige vers la membrane du RE où il se fixe à un
récepteur de la SRP nommée protéine d’ancrage.
- Après contact, la SRP est dissociée du complexe en hydrolysant une molécule de
GTP et se libère dans le cytosol. Pendant ce temps des protéines de la membrane du
RE assurent le contact avec le ribosome (récepteur du ribosome) par sa grande sous
unité et la synthèse protéique reprend.
- Un pore membranaire formé d’une protéine de translocation s’ouvre pour faire
pénétrer la protéine en cours de synthèse et assurer la translocation à travers la double
couche lipidique du ribosome.
- Le peptide signal joue le rôle de signal d’initiation de transfert lié au pore de
translocation. Une fois la protéine traverse le pore, des peptidases coupe le peptide
signal de la protéine et ensuite il est dégradé par des protéases du RE.
- A la fin la protéine synthétisée est libérée dans la lumière du RE où elle acquiert sa
structure secondaire et tertiaire et peut éventuellement être glycosylée.
Les polypeptides transloqués dans la lumière du RE sont en fonction de la
nature de leur peptide signal soit :
* Des protéines de transit qui seront dirigées vers d’autres destinations : AG,
lysosomes, membrane plasmique ou espace intercellulaire.
* Des protéines résidents qui jouent le rôle de catalyseurs permettant le repliement et
l’assemblage des protéines :
- PDI (protein dissulfure isomerase) qui permet la formation des ponts dissulfure S-S
- BiP (Binding protein) permet l’agrégation et le repliement des protéines.
2- La glycosylation (phase d’initiation)
La glycosylation est l’addition d’un polysaccharide à une molécule de nature
protéique ou lipidique. Dans le cas des protéines il s’agit d’une glycoprotéine. Les
étapes de la phase d’initiation de la glycosylation dans le RE sont :
- Formation au niveau du cytosol des intermédiaires nucléotides-glucides. Ces
derniers vont fournir les résidus glucidiques au Dolichol : c’est un lipide membranaire
doublement phosphorylé.
- Du côté cytoplasmique, addition de 2 résidus N acetylglucosamine (NAG) et 5
mannoses au dolichol par une liaison pyrophosphate.
- L’oligosaccharide formé est basculé du côté luminal du RE où 4 résidus de
mannoses et 3 résidus de glucose sont ajoutés.
- Une enzyme membranaire : oligosaccharide transférase associe cet oligosaccharide
en bloc au groupement NH2 de l’asparagine de la protéine en cours de synthèse. Il
s’agit d’oligosaccharides-N liés. Parfois la liaison peut se faire avec le groupement
OH de la sérine, la thréonine ou l’hydroxylysine : il s’agit d’oligosaccharide-O lié.
- Une fois la glycoprotéine est formée 3 résidus de glucose et 1 mannose sont éliminé
de la partie glucidique.
Toutes ces réactions constituent la phase d’initiation de la glycosylation, d’autres
remaniements auront lieu dans l’appareil de Golgi.
3- La biosynthèse des lipides :
La membrane du REL fournit presque tous les lipides (phospholipides et
cholestérol) nécessaires pour la régénération des systèmes membranaires.
a- Les phospholipides
La synthèse se fait à partir du glycérol-3-P (G3P) au quel sont ajoutés des acides gras.
Exemple : Biosynthèse de la phosphatidylcholine
- Les acyltransférases ajoutent successivement 2 acides gras au G3P et donne l’acide
phosphatidique.
- Sous l’action d’une phosphatase on obtient un diglycéride.
- En présence de la cytidine diphosphocholine (CDP-choline) et d’une enzyme : la
choline phosphotransférase, on obitent la phosphatidylcholine.
b- Le cholestérol et ses dérivés (hormones stéroïdes)
La synthèse des hormones stéroïdes (oestrogène, progestérone, testostérone) se fait
par hydroxylation du cholestérol au niveau des membranes réticulaires par la
cytochrome P450.
Dans les cellules interstitielles des testicules la synthèse du cholestérol débute dans les
membrane réticulaires, puis il est transféré par une protéine transporteuse vers les
membranes mitochondriales où il transformé en prégnénolone . Cette dernière est
transférée à nouveaux aux membranes réticulaires pour donner la testostérone.
4- La détoxification
Elle a lieu au niveau du REL. Il s’agit de la transformation des produits
toxiques exogènes liposolubles : insecticides, herbicides, conservateurs et additifs des
aliments, les médicaments, les drogues… en molécules non toxiques hydrosolubles et
facilement transportées par le sang et éliminées par les reins, le fois, les poumons, les
intestins, la peau….
Ce phénomène se déroule surtout dans le fois et il se fait par des réactions
d’oxydation et de conjugaison catalysées par des enzymes de la membrane réticulaire.
* Réaction d’oxydation
Toxine-H + H+
+ NADPH + O2 DONNE Toxine-OH + H2O + NADP+
Il s’agit d’une hydroxylation de la toxine par incorporation d’un atome d’oxygène.
L’autre atome est réduit en H2O par oxydation de NADPH. Cette réaction fait
intervenir une enzyme : la cytochrome P450 qui forme une petite chaîne de
transporteurs d’électrons .
* Réaction de conjugaison
La fixation sur la toxine d’un groupement hydrophile l’acide glucuronique ce qui
donne un composé hydrosoluble. Il s’agit d’une glucurono-conjugaison. Les
conséquences de ce phénomène de détoxification est le développement de la surface
des membranes du REL après administration de certaines drogues toxiques.
5- Autre fonctions du RE
Dans les fibres musculaires le REL forme un réseau très organisé permettant le
transport des ions Ca++
nécessaires à la contraction musculaire.
IV- Biogenèse
Les membranes du RE sont des structures en équilibre dynamique c.a.d. que
leurs constituants protéique et lipidiques sont renouvelés de façon continue. Les
constituants des membranes du REL se synthétisent au niveau du REG puis se
rassemble en membrane ensuite elles s’accroîtrent par un bourgeonnement.
