Les protéines sont en grande partie responsables de la structure et de la fonction d'un organisme. Comme nous le savons, l'ADN code pour obtenir des instructions sur la fabrication de certaines protéines. Un brin d'ARN sert de modèle d'instruction pour créer la protéine au niveau d'un ribosome. La synthèse des protéines au niveau du ribosome peut avoir lieu dans le cytoplasme ou au niveau d'un organite appelé réticulum endoplasmique.
Chez les organismes à noyau organisé, appelés eucaryotes, le réticulum endoplasmique et les ribosomes jouent un rôle important dans la synthèse des protéines. Plus précisément, c'est le réticulum endoplasmique rugueux, et non le réticulum endoplasmique lisse, qui joue un rôle dans la chronologie de la synthèse des protéines.
Le point d'attache entre un ribosome et le RE est un pore sophistiqué connu sous le nom de translocon. C'est le travail du translocon de saisir les ribosomes et de permettre aux protéines nouvellement créées d'entrer dans le RE.
Définition du réticulum endoplasmique
Le RE est un ensemble de tubes et de sacs, appelés citernes, enfermés dans un réseau de membranes. Le RE s'étend de la surface externe de la membrane nucléaire dans le corps cellulaire. Le RE rugueux est un hôte pour les ribosomes qui se fixent et se détachent continuellement de la surface du RE. Essentiellement, le réticulum endoplasmique et les ribosomes travaillent ensemble afin de synthétiser des protéines et de les transporter jusqu'à leur destination finale.
La fonction principale du RE rugueux est d'aider à former et à stocker les protéines, tandis que le RE lisse stocke les lipides, un type de graisse. Toute la raison pour laquelle on l'appelle « rugueux » est que les ribosomes qui s'y attachent lui donnent un aspect « bosselé » ou « rugueux ».
En savoir plus sur la structure et la fonction du réticulum endoplasmique (avec schéma).
La plupart des protéines créées par les ribosomes attachés passent dans le RE rugueux puis voyagent vers d'autres parties de la cellule pour l'utilisation, le stockage ou le transport hors de la cellule vers une autre partie de la organisme.
Le ribosome
Les ribosomes sont composés d'ARN ribosomique et de protéines. Ils sont fabriqués dans le noyau cellulaire en deux types de sous-unités, la grande et la petite. Les sous-unités sont transférées dans le corps cellulaire, où elles flottent librement dans le cytoplasme ou se fixent au RE rugueux.
Les ribosomes lisent les brins d'ARN messager (ARNm) et lient les unités correspondantes d'ARN de transfert (ARNt) à la partie actuellement lue. Le ribosome et ses enzymes associées transfèrent un acide aminé de l'ARN de transfert à une longueur allongée de protéine dans un processus appelé traduction.
En savoir plus sur la structure et la fonction des ribosomes chez les eucaryotes et les procaryotes.
Le Translocon
Les translocons sont de minuscules stations d'accueil sur la surface rugueuse du RE qui se verrouillent sur les ribosomes. Lorsqu'un ribosome commence à fabriquer des protéines, le translocon s'ouvre suffisamment pour que la protéine nouvellement créée alimente le pore du réticulum endoplasmique. La nouvelle protéine passe dans le pore sous une forme linéaire ou hélicoïdale, car le pore est trop petit pour permettre à une protéine repliée de passer à l'intérieur. Le pore translocon ne s'ouvre que s'il reconnaît une séquence spéciale d'acides aminés que les ribosomes utilisent pour démarrer une protéine nouvellement créée.
Le destin de la protéine
Le translocon contrôle si la nouvelle protéine sera incorporée dans la membrane plasmique ou sera stockée sous forme soluble dans le RE. Les protéines qui pénètrent dans les limites étroites des membranes du RE sont courbées et repliées dans leurs formes finales caractéristiques. Ces formes résultent en partie de liaisons atomiques entre différentes parties de la molécule de protéine.
L'ER effectue un "contrôle de qualité" en transportant des protéines anormales ou déformées dans le corps cellulaire où elles sont recyclées. Les protéines stockées voyagent dans un autre organite cellulaire, appelé appareil de Golgi, et finissent par sortir de la cellule via une vésicule. Lorsque le ribosome a fini de synthétiser une protéine, le translocon éjecte le ribosome et bouche le pore jusqu'à ce qu'une autre protéine doive être synthétisée.