Considérons les cellules de notre corps comme de petites usines qui échangent de nombreuses molécules avec l’extérieur. Elles peuvent exporter des molécules dans le milieu extérieur (dans la circulation sanguine par exemple), un phénomène appelé exocytose ou sécrétion, ou au contraire capter des molécules provenant de l’extérieur par le phénomène d’endocytose.

 

Imaginons un instant une protéine X destinée à être sécrétée dans le milieu extérieur, et suivons son parcours dans la cellule, de sa fabrication jusqu’à sa sécrétion dans le milieu externe.  Partons du principe que notre protéine est soluble (c’est-à-dire qu’elle n’est pas attachée aux membranes de la cellule). Imaginez là comme une petite voiture que la cellule, notre usine, doit produire : elle passera par différentes étapes de construction et de vérification avant d’être mise sur le marché !

Les protéines produites par notre usine cellulaire ne sont pas produites au hasard : tout comme une entreprise bien organisée, la cellule possède un registre qui contient toutes les informations nécessaires à la création des protéines. Ce registre, c’est l’ADN génomique contenu dans le noyau. Comme ce gros registre ne peut pas sortir du noyau, il va falloir faire des photopies ! Le fragment d’ADN qui contient l’information pour la protéine X sera donc transcrit (c’est-à-dire recopié) sous la forme d’un ARNm (le « m » veut dire « messager »). Cette petite molécule mobile va sortir du noyau pour rejoindre le compartiment central de la cellule : le cytosol. L’ARNm va alors être reconnu par des petites machineries : les ribosomes. Ces complexes sont capables de « lire » l’information contenue dans les ARNm et les traduire en protéines ! Dans le cas de notre protéine X, l'ARNm contient un signal qui indique au ribosome qu’il s’agira d’une protéine destinée à être sécrétée, celui-ci se place alors à proximité d’une organelle particulière : le réticulum endoplasmique.

 

 

Les ribosomes vont donc faire un assemblage de tout ce qui compose notre protéine X et l’envoyer directement dans le réticulum endoplasmique (Etape 1 du shéma ci dessous).

Dans ce compartiment, la protéine, qui est encore sous la forme d’une simple chaîne d’acides aminés, va alors acquérir une conformation tridimensionnelle, c’est-à-dire une forme dans l’espace, bien précise et stable. C'est une étape dite de repliement protéique, au cours de laquelle interviennent de protéines chaperonnes. Ces petites "ouvrières" vont aider la protéine X à atteindre sa bonne conformation. Notre protéine-voiture possède à présent une vraie forme bien stable de voiture ! (Etape 2 du shéma ci dessous)

Cependant, si notre protéine n'arrive pas à être repliée correctement et n'atteint pas de structure stable, elle sera vite repérée par un système de contrôle qualité du réticulum endoplasmique (appelée ERAD pour endoplasmique reticulum associated degradation), qui assure alors la dégradation de la protéine mal repliée.

Une fois cette structure acquise, notre protéine X est envoyée au compartiment suivant : l’appareil de golgi, dans lequel elle va poursuivre sa maturation (Etape 3 du shéma ci dessous). Dans ce compartiment, de petits ensembles de molécules, appelés résidus, vont pouvoir lui être ajoutés. Par exemple, notre protéine pourrait recevoir un groupement phosphate par un processus appelé phosphorylation. C'est dans cet atelier que l'on a ainsi ajouté une couleur rouge à notre voiture, du plus bel effet !

 

Une fois ces modifications faites sur la protéine, celle-ci va être emmenée dans des vésicules de sécrétion (Etape 4 du shéma ci dessus). Ces sortes de sacs de transports vont ammener la protéine au niveau de la membrane plasmique – la barrière qui entoure la cellule. Quelques ultimes modifications peuvent encore être apportées à la protéine dans ces vésicules. Puis la vésicule va fusionner avec la membrane et permettre de libérer dans le milieu extérieur notre protéine X. On appelle ce processus exocytose ("exo" : vers l'exterieur).