Contrôle qualité mitochondrial : Les cellules utilisent divers mécanismes de contrôle de qualité pour surveiller la fonction mitochondriale et éliminer les mitochondries endommagées ou dysfonctionnelles. Ce processus, appelé contrôle qualité mitochondrial, implique :
- Mitophagie :Cette forme sélective d'autophagie cible les mitochondries endommagées pour leur dégradation. Les mitochondries endommagées sont marquées avec des protéines d'ubiquitine, reconnues par les récepteurs de l'autophagie, puis englouties par les autophagosomes. Les autophagosomes fusionnent avec les lysosomes, entraînant la dégradation des mitochondries endommagées.
- Fusion et fission mitochondriales : La fusion de mitochondries saines avec des mitochondries endommagées peut aider à restaurer la fonction et compléter les carences. À l’inverse, la fission peut isoler les parties endommagées des mitochondries, permettant ainsi leur élimination sélective par mitophagie.
- Réponse protéique dépliée mitochondriale (UPRmt) :Semblable à la réponse protéique cellulaire dépliée, l'UPRmt est activé lorsque le repliement ou l'importation des protéines mitochondriales est perturbé. Cette réponse déclenche la synthèse de chaperons mitochondriaux, de protéases et d'autres facteurs pour rectifier les défauts de repliement des protéines et restaurer la fonction mitochondriale.
Défense antioxydante : Les mitochondries sont une source majeure d’espèces réactives de l’oxygène (ROS), qui peuvent provoquer des dommages oxydatifs aux composants mitochondriaux. Pour contrecarrer cela, les cellules disposent de systèmes de défense antioxydants, notamment :
- Antioxydants enzymatiques :Des enzymes telles que la superoxyde dismutase (SOD), la catalase et la glutathion peroxydase récupèrent les ROS et les convertissent en molécules inoffensives.
- Antioxydants non enzymatiques :De petites molécules comme le glutathion, la coenzyme Q10 et les vitamines C et E aident à neutraliser les ROS et à protéger les structures mitochondriales.
Mécanismes de réparation de l'ADN : L'ADN mitochondrial (ADNmt) est susceptible d'être endommagé par les ROS et d'autres facteurs. Les cellules possèdent des mécanismes de réparation de l’ADN spécifiques à l’ADNmt, notamment :
- Réparation par excision de base (BER) :Cette voie répare les bases individuelles endommagées dans l’ADNmt.
- Réparation de rupture monobrin (SSBR) :Ce mécanisme répare les cassures simple brin de l’ADNmt.
- Réparation de cassure double brin (DSBR) :Cette voie répare les cassures double brin plus graves de l’ADNmt.
Communication Nucléaire-Mitochondriale : Les cellules disposent de voies de signalisation qui coordonnent la communication entre le noyau et les mitochondries. Lorsque des défauts mitochondriaux sont détectés, ces voies transmettent des signaux au noyau, entraînant des altérations de l’expression des gènes et la production de facteurs favorisant la réparation mitochondriale ou la biogenèse.
En employant ces mécanismes de protection, les cellules peuvent maintenir l’intégrité des mitochondries, empêcher l’accumulation de mitochondries dysfonctionnelles et assurer un bon fonctionnement cellulaire.
