Le Réticulum Endoplasmique et les Peroxysomes

Le réticulum endoplasmique est formé par des tubules délimités par des membranes. Ces canaux communiquent avec l'enveloppe nucléaire (membrane nucléaire). Le réticulum endoplasmique peut être considéré comme un réseau de distribution, transportant les matériaux dont la cellule a besoin de n'importe quel point vers leur point d'utilisation. Le transport au sein du réticulum endoplasmique a donc pour fonction de servir de canal de communication entre le noyau de la cellule et le cytoplasme.

Le Réticulum Endoplasmique Rugueux (RER)

Le réticulum endoplasmique rugueux (RER) est formé par un système de tubules et de sacs aplatis avec des ribosomes attachés à la membrane, ce qui lui donne un aspect granuleux. Fonction : il participe à la synthèse des protéines, qui sont envoyées à l'extérieur des cellules. Le réticulum endoplasmique est aussi appelé ergastoplasme, mot issu du grec ergozomai, qui signifie élaborer ou synthétiser. Ce type de réticulum est très développé dans les cellules ayant une fonction de sécrétion. C'est particulièrement le cas pour les cellules du pancréas, qui sécrètent des enzymes digestives, ainsi que pour les cellules caliciformes de la paroi de l'intestin, qui sécrètent du mucus.

La microscopie électronique a révélé la présence dans le cytoplasme d'une membrane lipoprotéique appelée le réticulum endoplasmique (RE). Selon la position de la membrane, on peut distinguer l'existence de tubules et de vésicules sacculaires ou aplaties. Le réticulum endoplasmique rugueux a les fonctions suivantes :

• Il augmente la surface interne de la cellule, ce qui élargit l'activité des enzymes.
• Il favorise l'apparition de réactions chimiques nécessaires au métabolisme cellulaire.
• Il assure la synthèse des protéines (sa fonction principale) et leur stockage.

Grâce aux ribosomes attachés à ses membranes, le réticulum endoplasmique rugueux agit dans la production de certaines protéines cellulaires comme le collagène, qui est une protéine produite par le RER des fibroblastes. Le réticulum endoplasmique rugueux peut aussi être appelé le réticulum endoplasmique granuleux.

Le Réticulum Endoplasmique Lisse (REL)

Le réticulum lisse ou endoplasmique lisse (REL) est formé par des systèmes de tubes cylindriques sans ribosomes attachés à la membrane. Fonction : il participe principalement à la synthèse des stéroïdes, des phospholipides et d'autres lipides. Il agit également sur la dégradation de l'éthanol ingéré dans les boissons alcoolisées, ainsi que sur la dégradation des médicaments comme les antibiotiques et les barbituriques (substances anesthésiques). Ainsi, le REL a pour fonction la désintoxication de l'organisme. Ce type de réticulum est particulièrement abondant dans les cellules du foie, des gonades et du pancréas.

Le réticulum endoplasmique lisse est composé d'un réseau tridimensionnel de tubules interconnectés et de citernes, s'étendant de la membrane nucléaire (la citerne du RE est en continuité avec la citerne périnucléaire) jusqu'à la membrane plasmique. Il est divisé en deux secteurs :

• RER (Rugueux) : avec des polyribosomes adhérant à la face cytosolique.
• REL (Lisse) : sans polyribosomes attachés, présentant des enzymes et une composition protéique de membrane différentes.

La liaison des polyribosomes à la surface cytosolique du RER est assurée par des protéines intégrales :

• Protéines d'accueil (récepteur de reconnaissance du signal).
• Ribophorines I et II (protéines réceptrices du ribosome).
• Protéines Poro.

La présence des polyribosomes dans le RER permet sa fonction principale : la synthèse des protéines. Il est donc très développé dans les cellules dédiées à la synthèse de protéines pour l'exportation ou pour la membrane des organites. En outre, le RER participe également aux modifications post-traductionnelles des protéines : la sulfatation, la glycosylation et le repliement.

Le Peroxysome : Structure et Rôle

Le peroxysome est un organite sphérique, entouré d'une membrane vésiculaire, présent dans le cytoplasme, en particulier dans les cellules animales. Ces organites sont responsables du stockage d'enzymes directement liées au métabolisme du peroxyde d'hydrogène, une substance hautement toxique pour la cellule. Dans le métabolisme cellulaire, le peroxyde d'hydrogène (H2O2) est un produit chimique toxique car il est une source de radicaux libres. Une enzyme typique appelée catalase y est présente pour décomposer le peroxyde d'hydrogène en molécules d'eau (H2O) et d'oxygène (O2).

Cet organite est d'une grande importance car il a la capacité de dégrader des composés toxiques dans la cellule en les transformant en composés moins nocifs. Les produits à dégrader sont marqués par la protéine PEX5, qui les mène vers les peroxysomes où agissent les catalases et les oxydases, des enzymes catalysant la conversion du peroxyde d'hydrogène.

Les peroxysomes sont des organites à membrane simple (contrairement aux mitochondries qui ont une double membrane) de 0,2 à 1 micron de diamètre, présents dans les cellules eucaryotes. Chez les mammifères, ces organites ont été considérés comme peu importants jusqu'à ce que Goldfischer découvre leur absence dans le foie et le tube contourné proximal chez les patients atteints du syndrome de Zellweger (cérébro-hépato-rénal). C'est une maladie congénitale, décrite cliniquement pour la première fois en 1964, touchant le cerveau, le foie, les glandes surrénales, les os et les reins. L'absence de peroxysomes ou des défauts dans leurs enzymes provoquent de graves maladies et des échecs métaboliques.

Les recherches dans ce domaine ont été intenses au cours des deux dernières décennies. Aujourd'hui, de nombreuses enzymes sont connues pour être situées dans les peroxysomes, dont beaucoup sont liées au métabolisme des lipides. En particulier, la bêta-oxydation des acides gras à très longue chaîne (AGTLC, c'est-à-dire avec 24 atomes de carbone ou plus) est d'abord métabolisée dans les peroxysomes. Lorsque la chaîne carbonée est réduite à 22 atomes de carbone, la bêta-oxydation peut se poursuivre au sein de la mitochondrie.

Caractérisation des Peroxysomes

Les peroxysomes ont été décrits pour la première fois par Rhodin (1954) dans des cellules de souris, sous le nom de « microbodies ». Toutefois, leur caractérisation biochimique est due à De Duve et al. En 1966, De Duve a proposé le nom de peroxysomes au lieu de « microbodies », alors très répandu, en notant l'existence simultanée dans ces organites de deux classes d'enzymes : l'oxydase (produisant du peroxyde d'hydrogène) et la catalase. Par la suite, les peroxysomes ont été identifiés dans de nombreuses cellules animales et végétales.

Les peroxysomes (Px) sont formés à partir du réticulum. Ils contiennent de l'oxydase et de la catalase, qui sont souvent condensées dans des corps à structure cristalline (cr). Ce sont de petites vésicules membranaires, sphériques ou ovoïdes, généralement plus petites que les mitochondries. Leur matrice présente généralement une texture finement granuleuse et contient souvent un corps dense à structure cristalline, connu sous le nom de cristalloïde ou « nucléon ». Ce cristalloïde résulte de la cristallisation progressive de la catalase ou de l'oxydase présentes dans la matrice.

Fonctions des Peroxysomes

En général, les peroxysomes sont impliqués dans l'oxydation des substrats en présence d'oxygène moléculaire, puis effectuent la décomposition du peroxyde d'hydrogène issu de ces oxydations. Cette capacité biochimique est utilisée par différents types de cellules à des fins diverses. Dans les cellules végétales, les peroxysomes participent à la photorespiration et favorisent la reconversion des graisses en glucides lors de la germination des graines oléagineuses (dans ce cas, ils sont appelés glyoxysomes). Cela inclut la bêta-oxydation des acides gras, qui se déroule également dans le foie, les reins et d'autres organes des mammifères. Chez les animaux, les peroxysomes sont impliqués dans de nombreux autres processus cataboliques (catabolisme des purines, oxydation de l'éthanol, etc.) et anaboliques (synthèse des acides biliaires, synthèse du cholestérol).