Définition de l’endocytose

L’endocytose est le processus de transport actif des molécules dans la cellule en l’engloutissant avec sa membrane. L’endocytose et l’exocytose sont utilisées par toutes les cellules pour transporter des molécules qui ne peuvent pas traverser passivement la membrane. L’exocytose assure la fonction inverse et pousse les molécules hors de la cellule. Comme tous les systèmes du corps humain, le besoin d’homéostasie permet un flux égal de molécules dans et hors de la cellule. Cela signifie que la quantité de molécules entrant dans la cellule par endocytose est égale à la quantité de molécules sortant de la cellule par exocytose. Les deux processus combinés garantissent un équilibre entre les nutriments et les déchets pour une vie et une fonction cellulaires régulières.

Les composants nécessaires dans la voie endocytaire sont les endosomes précoces, les endosomes tardifs et les lysosomes. Les endosomes précoces sont responsables de la réception des vésicules à la surface des cellules. Ils trient les molécules reçues dans les autres composants de la voie à travers des compartiments vésiculaires trans tels que des vésicules porteuses endosomiques ou des corps multivésiculaires. Les endosomes tardifs reçoivent alors les molécules des endosomes précoces. Ils commencent la dégradation des molécules et peuvent également recevoir des molécules du réseau trans-Golgi ou des phagosomes. Les endosomes tardifs délivrent ensuite les molécules aux lysosomes. Les lysosomes contiennent des enzymes qui décomposent les glucides, les protéines, les graisses et d’autres déchets cellulaires en composants plus petits et plus simples. Ces composants sont ensuite renvoyés dans le cytoplasme pour être utilisés comme matériaux de construction dans toute la cellule.

Types d’endocytose

Il existe quatre types ou voies d’endocytose différentes : les cavéoles, la macropinocytose, l’endocytose médiée par les récepteurs et la phagocytose. Chaque voie a une manière différente d’introduire des molécules encapsulées. Les cavéoles sont des bourgeons enrobés de non-clathrine qui sont formés et situés sur la membrane plasmique et sont composés de cavéoline, une protéine membranaire intégrale. La cavéoline active, forme et maintient la formation de « grottes” sur la membrane cellulaire, ou cavéoles. Ils servent de fosses de ”collection » qui rassemblent des molécules spécifiques pour la signalisation cellulaire et les voies métaboliques.

Les trois opérations d’endocytose suivantes utilisent le système de clathrine; les clathrines sont des protéines qui se rassemblent à l’intérieur de la membrane cellulaire lorsque l’endocytose est initiée. En raison de leur structure, les clathrines, lorsqu’elles sont stimulées, se lient naturellement les unes aux autres pour former des cages autour des molécules ingérées. La macropinocytose est le processus d’ingestion de molécules plus grosses et est activée lorsque la membrane cellulaire subit un ébouriffement de la surface cellulaire ou une reformation structurelle de la membrane. La stimulation physique provoque la formation de vésicules; celles-ci sont ensuite intériorisées. Cela a rendu la macropinocytose moins sélective et plus efficace que les autres types de processus endocytaires.

Contrairement à la macropinocytose, l’endocytose médiée par les récepteurs repose sur les récepteurs de surface cellulaire pour distinguer certaines molécules et ne peut donc apporter des molécules que dans un rapport un pour un. Les molécules s’accumuleront à la surface de la cellule et signaleront à la membrane de commencer l’ingestion. Une fois la concentration suffisamment élevée, l’invagination commence par le recrutement de clathrines formant un manteau ou une cage autour de la particule. La phagocytose engloutit les molécules en manipulant la membrane de la cellule pour entourer et saisir les molécules, créant une vésicule appelée phagosomes. La phagocytose est unique en ce qu’elle est spécialisée dans la destruction et l’élimination des déchets.

Fonction de l’endocytose

L’endocytose est utilisée pour la signalisation des récepteurs, l’absorption des nutriments, le remodelage de la membrane, l’entrée des agents pathogènes et la neurotransmission, ainsi que pour moduler les réponses de signalisation cellulaire. Dans les tissus en développement, il a été constaté que l’endocytose facilite la migration cellulaire. Des toxines, des agents pathogènes et des débris étrangers ont également été trouvés pour exploiter les différentes voies endocytaires afin d’entrer dans la cellule. Les particules vont recruter des clathrines (protéines nécessaires à la forme et à la formation des vésicules) ou vont initier les premières étapes de la voie afin de commencer le processus d’entrée dans la cellule.

Exemple d’endocytose

Le cholestérol est un composant indispensable dans la cellule présent dans la membrane plasmique et est également utilisé comme précurseur hormonal. Un complexe lipoprotéique (tel que les LDL ou les lipoprotéines de basse densité) est ensuite utilisé pour transporter le cholestérol vers d’autres cellules du corps. À la surface de la cellule se trouve un récepteur LDL qui lie le complexe LDL pour commencer le processus endocytaire. Ces récepteurs ont été synthétisés dans le Réticulum endoplasmique (RE) et ont ensuite été transportés et traités dans le Golgi. Une fois que le récepteur est lié au complexe à la surface de la cellule, les clathrines sont recrutées avec d’autres protéines qui facilitent le processus. Les récepteurs se regroupent pour former des fosses recouvertes de clathrine. Les fosses enrobées sont pincées, formant des vésicules endocytaires, puis non enrobées. Après le décollement, la vésicule est livrée à un endosome. Le faible pH dans l’endosome provoque un changement de conformation qui libère les particules de LDL. Ces particules sont ensuite dirigées vers le lysosome pour la dégradation, libérant le cholestérol dans la cellule.

Le but du système immunitaire est de débarrasser le corps de tout agent pathogène ou particule étrangère pouvant causer une maladie. Ces molécules peuvent nuire à l’organisme, il est donc impératif que l’agent pathogène envahissant soit éliminé rapidement. Les protéines de signal dans le corps alertent les phagocytes, ou cellules immunitaires, de se rendre vers les agents pathogènes situés sur les sites infectés. Des récepteurs cellulaires, appelés récepteurs de type Toll (TLR), qui se lient à des bactéries spécifiques, sont intégrés à la surface des phagocytes; différents types de bactéries se lieront à différents TLR. Une fois qu’une bactérie se lie au récepteur, un signal en cascade déclenchera une endocytose. La membrane cellulaire commencera à engloutir les bactéries et créera un phagosome ou une vésicule phagocytaire. Le phagosome transportera ensuite les bactéries vers le lysosome, où elles fusionneront pour former un phagolysosome. Dans le phagolysosome se trouvent divers facteurs qui détruisent et divisent le microbe.

• Clathrine – Protéines nécessaires à la forme et à la formation des vésicules, et qui ont trois « pattes” utilisées pour former une cage ou un manteau autour des vésicules membranaires pour le transport.
• Exocytose – Le processus de transport des molécules hors de la cellule.
• Phagosomes – Vésicule qui se forme autour d’une molécule via la voie de la phagocytose.

Quiz

1. Quelle protéine aide à la formation de vésicules pendant l’endocytose?
A. Récepteur de type Toll
B. Lysosome
C. Clathrine
D. Pathogène

2. Quelle voie endocytaire est responsable de l’élimination des déchets dans la cellule?
A. Médiée par les récepteurs
B. Caveolae
C. Phagocytose
D. Macropinocytose

3. Quelle est la définition de l’endocytose?
A. Le processus de décomposition des nutriments en composants simples et basiques
B. Le processus de transport actif des molécules hors de la cellule en fusionnant des vésicules avec sa membrane.
C. Un système de la cellule qui fait entrer et sortir une quantité égale de molécules
D. Le processus de transport actif des molécules dans la cellule en l’engloutissant avec sa membrane.