5- Communication cellulaire (chapitre 5) Flashcards
Qu’est-ce que le premier messager?
Le ligand externe/interne
Qui perçoit le signal, qui le transmet et qui provoque la réponse?
Les récepteurs à la surface cellulaire reçoivent le signal. La transmission du signal se fait par les second messagers. La réponse est alors induite chez les protéines effectrices.
Où sont situés les récepteurs protéiques?
- généralement situés à la surface cellulaire
- peuvent aussi être présents dans le cytosol ou le noyau
À qui les récepteurs protéiques vont transmettre le signal ?
transmettent le signal grâce aux protéines de signalisation intracellulaire a une ou plusieurs voies de signalisation
Vrai ou Faux. Chacune des protéines qui transmet le message peut interagir avec plusieurs protéines différentes, c’est là que se produit tout le raffinement de la réponse.
vrai
De quels types sont souvent les protéines intracellulaire de signalisation?
kinases
Les protéines cibles des voies de signalisation intracellulaire peuvent être des ____ ____, des protéines ____ de gènes ou des protéines du ____.
enzymes métaboliques
régulatrices
cytosquelette
Vrai ou Faux. Des mécanismes pour répondre aux changements physiques et chimiques de l’environnement se sont développés depuis les unicellulaires.
vrai
Nommez les 4 modes de signalisation
- Contact dépendant
- Signalisation paracrine
- Signalisation synaptique
- Signalisation endocrine
Pour quoi est important le mode de signalisation contact dépendant ?
Important au cours du développement et des réponses immunitaires (ex. Loch)
Vrai ou faux : dans le mode de signalisation contact dépendant, le ligand se détache du récepteur.
Faux, le ligand reste attaché au récepteur
Pour quoi est important le mode de signalisation paracrine?
Important pour la communication entre les cellules
Quelle est la différence entre la signalisation paracrine et la signalisation autocrine?
Dans une signalisation autocrine, la cellule qui émet les signaux répond à ses propres signaux.
Exemple: dans certains cas de cancer les cellules agissent ainsi pour stimuler leur prolifération.
Expliquez le fonctionnement bref du mode de signalisation paracrine (2 étapes)
- Les cellules émettrices sécrètent les molécules de signalisation dans le fluide extracellulaire, ces molécules affectent les cellules dans l’environnement immédiat.
- Les signaux sont ensuite rapidement absorbés ou détruits dans la matrice extracellulaire.
Le mode de signalisation synaptique est-il fait pour de courtes ou longues distances?
longues distances
Qui vont utiliser le mode de signalisation synaptique?
les neurones
Définir la spécificité + rapidité de la signalisation synaptique
Très spécifique à la cellule cible et rapide
Les ligands _____ sont liés à des ______ qui les transportent à _____ __ __ ______. Ils peuvent alors se lier à un ______ ______.
hydrophobes
protéines
l’intérieur de la cellule
récepteur nucléaire
La plupart des ligands sont ________, donc ils lient des _______ _______ .
hydrophiles
récepteurs cellulaires
Que nécessite la signalisation contact-dépendant ?
que les cellules soient en contact direct l’une avec l’autre
Comment est-ce que la signalisation contact-dépendant pourrait agir sur de longues distances?
Grâce à des prolongements cellulaires
Nommez 2 sortes de cellules qui utilisent la signalisation contact-dépendant
1- les cellules immunitaires (lors de la réponse immunitaire)
2- cellules du développement embryonnaire
Quel est ce mode de signalisation?
Signalisation à contact-dépendant
De quoi dépend la signalisation paracrine?
dépend de médiateurs locaux libérés dans l’espace extracellulaire qui agissent sur les cellules voisines
Vrai ou Faux. À partir de relativement peu de molécules de signalisation et de récepteurs, il y a un nombre presque illimité de combinaisons de signaux d’où la complexité du réseau de signalisation et la spécificité des réponses. Les différentes réponses mènent au contrôle de la survie, de la prolifération et de la différenciation des cellules.
vrai
Vrai ou Faux. Une absence de signaux chez une cellule déclenche l’apoptose. Certains signaux peuvent aussi induire l’apoptose.
vrai
Vrai ou Faux. Une même molécule fixant un récepteur identique a souvent des effets différents sur des cellules différentes.
Vrai. Parce que la réponse aux signaux dépend des récepteurs présents et de la machinerie intracellulaire.
Quel est ce mode de signalisation?
Signalisation paracrine
Pour quels organismes a été inventée la signalisation synaptique et pourquoi?
Inventée pour les organismes multicellulaires, car ils ont besoin de mécanismes de signalisation sur des longues distances
Décrire la signalisation synaptique
Lorsqu’il est activé, le neurone envoie un influx nerveux dans l’axone entraînant la libération de neurotransmetteurs au niveau de la synapse. Ces neurotransmetteurs sont reconnus spécifiquement par la cellule cible.
Que fait intervenir la signalisation endocrine?
Fait intervenir les hormones sécrétées dans le sang, agit sur des cellules cibles réparties dans tout l’organisme.
Comment voyagent les hormones?
par les vaisseaux sanguins
Dans la signalisation endocrine, pourquoi est-ce que la spécificité du récepteur est-elle essentielle?
pour une réponse précise au bon endroit
De quoi dépend la signalisation endocrine?
des cellules endocriniennes
Nommez quelques exemples de molécules signal extracellulaires
- protéines
- peptides
- acides aminés
- nucléotides
- stéroïdes
- rétinoïdes
- dérivés d’acide gras
- gaz dissous
Où et comment sont généralement libérées les molécules de signal extracellulaires?
Généralement libérées dans l’espace extracellulaire par la cellule émettrice via exocytose, diffusion au travers de la membrane plasmique ou clivage protéolytique, mais certaines demeurent attachées à la cellule
À quelle concentration vont généralement agir les molécules de signal extracellulaire?
faible concentration
Définir l’affinité des molécules signal extracellulaires
ont une très grande affinité pour leur récepteur (et vice-versa) afin d’assurer la spécificité du signal
La plupart des molécules signal :
1) sont ___
2) se fixent à ____
1) sont hydrophiles donc incapables de traverser la membrane plasmique
2) se fixent à un récepteur de surface
Certaines petites molécules signal :
1) sont ___
2) se fixent à ____
3) sont transportées grâce à _____
1) sont hydrophobes et capables de traverser la membrane plasmique
2) se fixent à un récepteur à l’intérieur de la cellule (cytosol ou noyau)
3) sont transportées grâce à leur liaison à des protéines de transport
Vrai ou faux: les cellules répondent à des combinaisons de signaux extracellulaires
vrai
Vrai ou faux: la molécule signal peut seulement stimuler certains comportements cellulaires
faux, elle peut aussi inhiber certains comportements cellulaires
Vrai ou faux: les molécules signal peuvent agir en combinaison
vrai, elles peuvent donc recevoir tous les signaux
Vrai ou faux: la réponse d’une cellule à un signal peut être influencée par la présence de d’autres signaux
vrai
Quelles réponses cellulaires sont possibles suite à une libération d’acétylcholine? (3)
- Contraction musculaire
- Libération de la salive
- Diminution du rythme cardiaque
Vrai ou Faux. Les récepteurs sont des transducteurs de signaux et déclenchent un processus appelé transduction du signal.
vrai
Nommez les trois grandes classes de récepteurs protéiques membranaires
- Récepteurs couplés aux canaux ioniques (récepteurs ionotropes)
- Récepteurs couplés aux protéines G
- Récepteurs couplés aux enzymes
Nommez les 4 voies alternatives aux récepteurs protéiques membranaires
- Voie Notch
- Voie Wnt
- Voie NF-kB
- Récepteurs nucléaires
Dans quoi sont impliqués les récepteurs couplés aux canaux ioniques (récepteurs ionotropes) ?
Impliqués dans la communication entre cellules électriquement excitables (cellules nerveuses et musculaires)
Quelles sont les molécules signal extracellulaires des récepteurs couplés aux canaux ioniques (récepteurs ionotropes) ?
Neurotransmetteurs
Vrai ou faux: les neurotransmetteurs ouvrent ou ferment les canaux.
vrai
Expliquez les récepteurs couplés aux canaux ioniques (récepteurs ionotropes)
Ouvrent et ferment le canal ionique de façon transitoire, ce qui produit un changement de perméabilité et d’excitabilité de la cellule post-synaptique
Comment vont réguler les récepteurs couplés aux protéines G ?
via la protéine G, vont réguler l’activité d’une protéine liée à la membrane plasmique
Que peut être la protéine cible des récepteurs couplés aux protéines G ?
Peuvent être des adénylates cyclases (enzymes) qui sont des médiateurs intracellulaires menant à la production d’AMPc ou phospholipase C menant à la production de Ca2+, ou canal ionique.
Qu’est-ce que la protéine G ? (2)
- C’est une protéine trimérique liant le GTP.
- c’est l’intermédiaire entre le récepteur activé et la protéine cible
Combien de domaines transmembranaires contiennent les protéines des récepteurs couplés aux enzymes ?
protéines à 1 seul domaine transmembranaire
Comment agissent les récepteurs couplés aux enzymes?
Agissent directement comme des enzymes ou sont associés à des enzymes. La majorité sont des protéines-kinases ou y sont associés.
Expliquez le fonctionnement des récepteurs couplés aux enzymes
Une molécule signal se dimérise pour se fixer au récepteur, qui se dimérise à son tour. La liaison du ligand cause la phosphorylation de protéines dans la cellule.
Donnez quelques exemples (3) de seconds messagers.
- Ca 2+
- AMP cyclique
- diacylglycérol
Vrai ou Faux. Les protéines de signalisation sont des commutateurs moléculaires.
Vrai. Le signal permet aux protéines de signalisation de passer d’une forme inactive à active. L’inactivation permet d’éviter une hyper-stimulation et permet de répondre à nouveau.
Nommez les deux classes de commutateurs
- Protéines phosphorylées
- Protéines liant le GTP
Quelle classe de commutateurs est la plus importante?
la classe des protéines phosphorylées
Vrai ou faux: dans la classe des commutateurs de protéines phosphorylées, les protéines sont activées ou inactivées par phosphorylation
vrai
Qu’implique la classe de commutateurs de protéines phosphorylées?
Implique des kinases et des phosphatases. L’activité dépend de l’équilibre entre kinases et phosphatases.
Que vont augmenter les protéines activant les GTPase (GAP) ?
Augmentent la vitesse de l’activité GTPase intrinsèque des protéines liant le GTP. En favorisant l’hydrolyse du GTP, ces protéines régulent négativement les protéines liant le GTP.
Que vont réguler les facteurs d’échange des nucléotides guanine (GEF) ?
Ces protéines régulent positivement les protéines liant le GTP en favorisant la libération du GDP (forme inactive), ce qui permet au GTP de se lier.
Dans la cellule, y-a-t-il plus de GTP ou de GDP ?
10x plus de GTP que de GDP, donc lorsque le GDP s’enlève : il est facile de le remplacer par du GTP.
Vrai ou Faux. Deux signaux inhibiteurs produisent une activation.
Vrai. Une protéines kinase inhibe l’inhibiteur parce qu’elle phosphoryle la protéine inhibitrice, ce qui libère le facteur de transcription, devenant ainsi actif. La voie est ainsi activée.
La ____ des systèmes de réponse est composés d’une multitude de signaux, de récepteurs et de protéines de signalisation. Un ____ ____ ____ peut associer différents types de récepteurs à différents ensembles d’effecteurs.
complexité
relais protéique intracellulaire
Comment la cellule produit-elle des réponses spécifiques et évite-t-elle les croisements indésirables entre les différentes voies de signalisation.
L’une des stratégies utilisées par la cellule implique les protéines d’échafaudage qui organisent en complexes de signalisation des groupes de protéines de signalisation interactives, souvent avant la réception du signal. Comme l’échafaudage maintien les composants successifs du complexe à proximité les uns des autres, le signal peut être relayé avec précision, vitesse et efficacité, et cela évite les interactions croisées entre les voies de signalisation.
Nommez les 3 types de complexes de signalisation
- Complexe de signalisation préformé sur l’échafaudage
- Assemblage d’un complexe de signalisation sur un récepteur activé
- Assemblage d’un complexe de signalisation sur des sites d’arrimage de phosphoinositides (PIP)
Par quoi s’effectuent les interactions entre les protéines de signalisation intracellulaire ?
par l’intermédiaire de domaines de liaison modulaire
Que maintient le complexe de signalisation préformé sur l’échafaudage ?
Maintient les composantes d’un complexe de signalisation à proximité les unes des autres ce qui permet d’obtenir une très forte concentration locale. (regroupe les molécules dans un endroit plus petit comme une membrane, ce qui augmente les chances de se rencontrer)
Comment peut être préassemblé le complexe de signalisation préformé sur l’échafaudage sur le récepteur avant la liaison du signal?
Grâce à une protéine d’échafaudage
Que permet l’activation du récepteur par le signal dans le complexe de signalisation préformé sur l’échafaudage ? (3)
- permet l’activation rapide et séquentielle des composantes de la voie de signalisation
- permet d’éviter les réactions croisées
- permet une activation efficace et sélective
Quel complexe de signalisation se forme transitoirement et se dissocie lorsque le signal disparaît ?
Complexe de signalisation assemblé sur un récepteur activé
Que permet la phosphorylation du récepteur dans le complexe de signalisation assemblé sur un récepteur ?
crée des sites d’arrimage pour les protéines de signalisation intracellulaire
Que va entraîner l’activation du récepteur par la molécule signal dans le complexe de signalisation assemblé sur des sites d’arrimage de phosphoinositides?
entraine l’hyperphosphorylation de phosphoinositides présents dans la membrane ce qui crée des sites d’arrimages pour les protéines de signalisation intracellulaire
Que font les domaines de liaison modulaire?
- Ils rapprochent les protéines signalisatrices dans le but de les activer
- Ils lient un motif particulier d’une autre protéine ou d’un lipide
Vrai ou faux: les domaines d’interaction modulaires sont très conservés chez les protéines de signalisation durant l’évolution
vrai
Qu’est-ce qu’un motif ?
séquence d’acide aminé, une modification post-traductionnel telle que la phosphorylation ou l’ubiquitination
Nommez les 4 types de domaines modulaires les plus connus
1- Domaines d’homologie Src 2 (SH2)
2- Domaines de fixation aux phosphotyrosines (PTB)
3- Domaines d’homologie Src 3 (SH3)
4- Domaines d’homologie à la pleckstine (PH)
Que sont les adaptateurs ?
protéines de signalisation composées que de 2 ou de plusieurs domaines d’interaction. Les adaptateurs agissent comme intermédiaires entre 2 molécules de signalisation
À quoi se fixent les domaines d’homologie Src 2 (SH2) ?
aux tyrosines phosphorylées
À quoi se fixent les domaines de fixation aux phosphotyrosines (PTB) ?
aux tyrosines phosphoylées
À quoi se fixent les domaines d’homologie Src 3 (SH3) ?
à une courte séquence d’acide aminés riches en proline
À quoi se fixent les domaines d’homologie à la pleckstrine (PH) ?
à des phosphoinositides spécifiques dans la membrane plasmique
Vrai ou Faux. SH2 est le domaine d’homologie Src 2. Elle lie les Tyr-PO4.
Vrai
Vrai ou Faux. PTB est la phosphotyrosine-binding domain et lie les Tyr-PO4.
vrai
Vrai ou Faux. PH est le domaine d’homologie à la pleckstrine (principal substrat de la PKC dans les plaquettes) et lie les PIP membranaires.
vrai
Décrivez le cas du récepteur de l’insuline.
- Insuline se lie au récepteur du type couplé à une enzyme
- Autophosphorylation du récepteur
- Recrutement de IRS1 (protéine d’arrimage), par l’intermédiaire d’un domaine PTB, au site de phosphorylation.
- Le domaine PH de IRS1 lie aussi un PIP interne membranaire.
- Le récepteur activé phosphoryle IRS1 sur des tyrosines.
- Une phosphotyrosine recrute la protéine adaptatrice Grb2 par l’intermédiaire d’un domaine SH2.
- Grb2 utilise un de ses domaines SH3 pour se lier à une région riche en proline de la protéine activatrice de la GTPase monomérique Sos (une Ras-GEF).
- Le domaine PH de cette protéine se lie aussi à un PIP membranaire.
- Grb2 utilise son autre domaine SH3 pour se lier à une séquence riche en proline d’une protéine d’échafaudage. Celle-ci lie plusieurs autres protéines de signalisation.
Expliquez la relation entre le signal et la réponse pour le temps de réponse
peut varier énormément entre les différentes voies de signalisation
rapide : influx nerveux
lent : endocrine
Expliquez la relation entre le signal et la réponse pour la sensibilité
varie en fonction des signaux et elle est contrôlée par le nombre de récepteur et leur affinité pour le signal (concentration, amplification du signal)
Expliquez la relation entre le signal et la réponse pour la sensibilité à la concentration
les hormones sont sécrétés à de très faibles concentrations pour agir sur des cibles éloignées, tandis que les neurotransmetteurs sont sécrétés en grande concentration aux synapses, ce qui fait en sorte que les récepteurs postsynaptiques n’ont pas besoin d’être très sensibles
Expliquez la relation entre le signal et la réponse pour la sensibilité à l’amplification du signal
permet d’augmenter la sensibilité. Une petite quantité de récepteurs plasmiques entraînent une réponse intracellulaire diversifiée soit par la production d’une grande quantité de seconds messagers ou par l’activation de plusieurs copies de protéines signalisatrices
Expliquez la relation entre le signal et la réponse pour la gamme dynamique
Sensibilité des récepteurs à des fenêtres de concentration (étroite 10-15 mmol ou large 10-150 mmol)
Expliquez la relation entre le signal et la réponse pour la persistance d’une réponse
Effaceur entraîne une réponse courte (influx) ou une réponse prolongée si la boucle de rétroaction est positive (durant le développement).
Expliquez la relation entre le signal et la réponse pour le traitement du signal
- Pour certains systèmes, une augmentation graduelle en signal extracellulaire est convertit en une abrupte réponse.
- Dans d’autres cas, un simple signal est convertir en une réponse oscillatoire produit par une série répétitive d’un signal intracellulaire.
Expliquez la relation entre le signal et la réponse pour l’intégration du signal
- Ici, A et B activent des voies de signalisation différentes qui aboutissent à la phosphorylation de la même protéine.
- La protéine sera active si les deux signaux sont présents simultanément.
Expliquez la relation entre le signal et la réponse pour la coordination de réponse
Un signal peut produire des réponses multiples via des effecteurs multiples en créant des branches formant un réseau de signalisation.
La vitesse de la réponse dépend de la ____ de la ____ dans la cellule cible. Elle sera ____ si elle requiert l’expression de gènes et la synthèse de nouvelles protéines et elle sera ____ si elle requiert la modification de protéines déjà existantes (phosphorylation ou autres modifications post-traductionnelles, canaux ioniques).
nature
réponse
lente
rapide
Vrai ou Faux. Dans la plupart des cas, dans les tissus adultes, qu’elle soit rapide ou lente, la réponse sera transitoire.
vrai
Comment la cellule contrôle-t-elle la durée de la réponse? (2)
- Par alternance entre une forme active et inactive (via l’effaceur : phosphatase ou GAP)
- Par la stabilité de la molécule
Vrai ou Faux. La vitesse à laquelle la cellule répond à l’arrêt d’un signal dépend de la stabilité (turnover) des molécules de signalisation affectées par ce signal.
Vrai. Considérons une voie de signalisation dans laquelle un signal agit sur la synthèse de la protéine X sans laquelle la signalisation est impossible. La réponse cessera plus ou moins rapidement selon que la protéine X de signalisation est stable (longue demi-vie) ou labile (courte demi-vie). Si elle est stable, elle reste dans le milieu très longtemps, alors la réponse est présente longtemps. Ainsi, la protéine a une longue demi-vie. Si elle est labile, de moins en moins de protéines peuvent engendrer une réponse, alors on dit que la protéine a une courte demi-vie.
Expliquez la réponse progressive
Réponse qui augmente sur un grand éventail de concentration de la molécule signal. La réponse est proportionnelle à la force du signal (+ ou - linéaire selon la concentration)
Expliquez la réponse discontinue
réponse qui se produit seulement au-delà d’un certain seuil de concentration de la molécule signal.
2 types: sigmoïdale ou abrupte
Expliquez la réponse discontinue de type sigmoïdale
Pas de réponse à des concentration faibles de la molécule signal. Les concentration intermédiaires causent une réponse qui augmente rapidement. Permet de réduire les réponses non spécifiques
Expliquez la réponse discontinue de type abrupte (tout ou rien)
Réponse complète lorsque la concentration seuil est atteinte. Obtenue par les boucles de rétrocontrôles
Vrai ou Faux. La vitesse du turnover (synthèse) peut aussi déterminer la rapidité de la réponse au signal.
Vrai. En rouge, on atteint un plateau de vitesse rapidement suite à l’augmentation de la synthèse des protéines signalisatrices.
Il faut comprendre que dans les deux cas, soit en diminuant leur synthèse ou en l’augmentant, les courbes sont inversées. La durée de demi-vie est toutefois la même.
Décrivez ce graphique.
En rouge, on aperçoit que la durée de la demi-vie de la protéine est courte. On peut dire que la protéine signalisatrice est labile.
Sur l’axe des y, ce sont les vitesses relatives des changements de concentrations de molécules de signalisation (et de la réponse) avec différentes stabilités, suite à une baisse de leur synthèse.
Décrivez les boucles de rétrocontrôle.
Le produit d’un processus agit en retour pour contrôler sa propre activité de façon positive ou négative.
Pourquoi dit-on que le système de boucle de rétrocontrôle positif est bistable ?
car il peut exister soit à l’état activé, soit à l’état de repos et un stimulus transitoire peut le faire basculer d’un état à l’autre.
Expliquez la boucle de rétrocontrôle négatif
S’oppose à l’effet d’un stimulus et donc abrège et limite le niveau de la réponse, ce qui rend le système moins sensible aux perturbations.
La réponse cessera rapidement quand le signal cessera même si la protéine est très stable.
Expliquez un rétrocontrôle agissant dans un délai court (boucle de rétrocontrôle négatif)
le système répond fortement à un stimulus, mais la réponse diminue rapidement même si le stimulus persiste.
Expliquez un rétrocontrôle retardé (boucle de rétrocontrôle négatif)
peut produire des réponses oscillantes, ce qui laisse le temps au système de se réactiver complètement. Les oscillations peuvent persister aussi longtemps que le stimulus est présent ou elles peuvent même se produire spontanément, sans avoir besoin d’être déclenchées par un signal extérieur
Que se passe-t-il en absence de rétrocontrôle positif ?
L’activité de la kinase E se produit pendant la durée du signal
Que se passe-t-il en présence de rétrocontrôle positif ? (3)
- la protéine kinase E activée agit pour stimuler sa propre activation
- une fois activé, le système persiste dans le temps même si le signal disparaît
- favorise une réponse de type tout ou rien
Que se passe-t-il en présence de rétrocontrôle négatif ? (5)
- la protéine kinase E activée va phosphoryler et activer la phophatase I qui inhibera E
- la réponse diminue car baisse de l’activité de E
- E étant devenue inactive, elle cessera d’activer la phosphatase
- E redeviendra phosphorylée et active et la réponse augmentera
- le cycle continuera selon si le rétrocontrôle est rapide ou lente.
Vrai ou Faux. Les récepteurs couplés aux protéines G sont les intermédiaires de la réponse à la plupart des signaux venant de l’extérieur comme la vue, l’odorat et le goût, mais aussi de l’intérieur incluant les hormones et les neuromédiateurs.
vrai
Vrai ou Faux. Tous les RCPG ont une structure similiaire, soit une chaîne polypeptidique à sept domaines transmembranaires et ils utilisent tous une protéine G pour relayer le signal.
vrai
Expliquez le processus de désensibilisation dans l’ajustement de la sensibilité au signal
L’exposition prolongée au signal diminue la réponse de la cellule à ce signal. Le principe général est celui d’un rétrocontrôle négatif qui opère avec un certain retard
Nommez les 5 différentes méthodes de désensibilisation
- Séquestration du récepteur (emmené dans endosomes, le mettre de côté et l’empêcher de faire le signal)
- Régulation négative du récepteur
- Inactivation du récepteur
- Inactivation de la protéine de signalisation
- Production d’une protéine inhibitrice
Que contient et lie Gα (sous unité protéique d’une protéine G) ?
Contient les domaines Ras (GTPase) et AH (fixe le GDP).
Lie la Gβ
Que lie Gβ (sous unité protéique d’une protéine G) ?
Lie Gγ
Quelle sous-unité d’une protéine G agit comme un interrupteur ?
Gα
Quelles sont les 2 sous-unités d’une protéine G qui agissent ensemble ?
Gβ ET Gβγ
Q’est-ce que la sous-unité Gβγ d’une protéine G ?
unité fonctionnelle unique
Décrivez précisément le mode d’action de la protéine G. (5 étapes)
- La liaison de la molécule signal entraîne un changement de conformation du récepteur couplé aux protéines G
- Le récepteur couplé aux protéines G agit comme un facteur d’échange de nucléotides à guanine et entraîne le relâchement du GDP de la sous-unité Gα
- La liaison du GTP induit un changement de conformation, Gα se dissocie du récepteur et de Gβγ
- Activation en aval de voies de signalisation intracellulaire par Gα et Gβγ indépendamment
- Inactivation de Gα via son activité GTPase intrinsèque et sa liaison avec une protéine RGS qui agit comme une protéine activant les GTPase (GAP)
Vrai ou Faux. Lorsque la protéines G est activée (liée au GTP), sa sous-unité alpha peut se dissocier du complexe béta-gamma ou rester ensemble.
vrai
Expliquez les 3 façons de désensibilisation des récepteurs couplés aux protéines G
- Séquestration des récepteurs : les récepteurs sont déplacés temporairement à l’intérieur de la cellule via endocytose
- Destruction des récepteurs: les récepteurs sont digérés dans les lysosomes
- Inactivation des récepteurs : les récepteurs sont modifiés de façon à ce qu’ils ne puissent pas interagir avec la protéine G
Que fait la protéine arrestin ? (2)
- empêche la liaison aux protéines G
- sert d’adapteur pour la machinerie d’endocytose
Que sont les récepteurs membranaires couplés à une enzyme ?
des protéines transmembranaires (ont une seule hélice, pas 7 passages dans la membrane)
Vrai ou faux: les récepteurs couplés à une enzyme peuvent activer les mêmes voies de signalisation que les récepteurs couplés aux protéines G ?
Vrai
Que possèdent les récepteurs couplés à une enzyme ?
une activité enzymatique intrinsèque ou bien ils vont s’associer à une enzyme sans intermédiaires
Quelle est la classe la plus importante de récepteurs couplés à une enzyme ?
les récepteurs à activité tyrosine kinase (RTK)
Chez l’humain, combien y-a-t-il de récepteurs à activité tyrosine kinase >
60 récepteurs, divisés en 16 sous-familles
Nommez les 5 caractéristiques communes aux récepteurs tyrosine kinase chez l’humain
- liaison de la molécule signal du côté extracellulaire
- activation du domaine kinase intracellulaire
- phosphorylation du résidu tyrosine du côté intracellulaire
- création de site d’amarrage pour les protéines de signalisation intracellulaire (domaine SH2 et PTB)
- relais du signal en aval
Expliquez l’activation des récepteurs tyrosine kinase via la dimérisation
- la liaison du ligand induit la dimérisation du récepteur et son activation
- la trans- ou l’auto-phosphorylation permet l’activation complète
- formation de complexes de signalisation pour différentes voies
vrai ou faux: les récepteurs à activité tyrosine kinase activés ont plusieurs sites d’amarrage
vrai
Expliquez l’inhibition des récepteurs tyrosine kinase
- certaines protéines liant les tyrosines phosphorylées (via domaine SH2) des récepteurs tyrosine kinase entraînent leur inactivation
- c-Cbl induit l’ubiquitinylation des récepteurs causant l’endocytose du récepteur et sa dégradation dans les lysosomes
Vrai ou faux: les récepteurs tyrosine kinase ne sont pas régulés par les mécanismes d’adaptation du signal
faux, ils sont régulés
Décrivez la superfamille Ras.
- Petites protéines G monomériques (GTPase) d’abord identifié chez les virus causant des sarcomes chez le rat.
- Cette famille inclut les protéines Ras et Rho.
Avec quoi vont interagir la superfamille Ras ?
Interagissent avec différentes molécules de signalisation intracellulaire, fonctionnent comme une plateforme de signalisation puisqu’ils coordonnent et propagent le signal sur différentes voies de signalisation.
Comment sont ancrées la superfamille Ras ?
Elles sont ancrées dans la membrane (côté cytosolique), souvent associées aux RTK et relaient le signal en aval.
Quelles sont les seules familles de la superfamille Ras qui relaient le signal de récepteurs? (2)
Les familles Ras et Rho
Ras hyperative = ?
prolifération non contrôlée des cellules
Rho = ?
cytosquelette
Comment se fait l’activation de Ras par les RTK? (5 étapes)
- liaison de la molécule signal
- activation du récepteur
- recrutement de la Ras-GEF (direct ou indirect)
- activation de Ras
- transmission du signal en aval vers plusieurs voies de signalisation intracellulaire
Pour quoi est-ce que Ras est essentielle ?
pour transmettre les signaux de prolifération et de différenciation qui nécessitent l’expression des gènes
Que contiennent 30% des cancers humains?
contiennent des mutations dans Ras qui rendent la GTPase hyperactive
Vrai ou faux, Ras a une activité intrinsèque
vrai, car c’est une GTPase
Quantifiez l’activation de Ras par les récepteurs tyrosine kinase
rapide et de courte durée
En quoi sont transformés certains signaux de Ras ?
en signaux de longue durée par un module de 3 protéines kinases MAPK
Expliquez le module MAP kinase (2 étapes)
- MAP kinase kinase kinase : reçoit le signal de RAS et le transmet à la MAP kinase kinase
- La MAP kinase kinase phosphoryle et active la dernière kinase (MAP kinase)
Nommez 2 gènes cibles du module MAP kinase
- les gènes cyclines impliquées dans le cycle cellulaire et la prolifération sont activés par la voie MAPK
- des phosphatases qui permettent de créer des boucles de rétro-contrôle négatif
Vrai ou faux: au moins 5 modules MAP kinase peuvent fonctionner en parallèle
vrai
Combien de MAPK, MAPKK et MAPKKK connait-on ?
12 MAPK
7 MAPKK
7 MAPKKK
Que vont activer les facteurs de croissance ?
principalement le module RAF-MEK-ERK
Que vont activer les facteurs de stress ?
principalement 2 modules qui se terminent par p38 ou JNK
Que permet l’utilisation de protéines d’échafaudage dans la voie des MAPK ?
Permet d’éviter les réactions croisées et assurent la spécificité de chaque réponse. Cela leur permet donc de fonctionner en parallèle sans interférer les unes avec les autres.
Vrai ou Faux. Chez la levure, la même MAP3K est utilisée pour les réponses d’accouplement et d’osmolarité, mais elle utilise deux protéines d’échafaudage différentes, qui la relient à des MAP2K différentes.
vrai
Que sont les GTPases de la famille Rho ?
GTPases monomériques qui régulent les MF et les MT qui affectent la forme des cellules, leur polarité, la motricité et l’adhésion.
Que vont réguler les protéines Rho ?
la progression du cycle cellulaire, la transcription des gènes et le transport membranaire.
Quel est le rôle crucial des protéines Rho ?
Joue un rôle crucial pour guider la migration cellulaire et la croissance de l’axone neuronal en transmettant les signaux des récepteurs tyrosine kinase
Par quoi sont régulées les Rho GTPase ?
par des RhoGEFs et des RhoGAPs
Quels sont les 3 membres les plus connus de la famille des Rho GTPases ?
RAC, RHO et CDC42
Décrivez l’effondrement du cône de croissance sous l’action de Rho. (3 étapes)
1) La liaison de la molécule signal éphrin A1 active le récepteur à activité tyrosine kinase Eph4
2) EphA4 activé recrute une TK cytoplasmique qui phosphoryle et active l’éphexine ( Rho-GEF).
3) RhoA est activé par la Rho-GEF (ajout d’un GTP) et stimule la contraction des MF, ce qui provoque l’effondrement du cône de croissance.
Quel est le rôle de la phosphatidylinositol-3-kinase ?
rôle essentiel dans la promotion de la survie et de la croissance cellulaire
La PI3K est liée à la portion ____ des RTK. Elle phosphoryle les ____ ____ en position ____.
cytosolique
inositol phospholipides
3
Le PI(3,4,5)P3 reste dans la membrane plasmique jusqu’à ce qu’il soit déphosphorylé par ____. Ce IP3 n’est pas ____ comme dans le cas des RCPG qui activent la phospholipase C-b. Il reste un site d’arrimage pour les protéines de signalisation.
PTEN
coupé
Quelle est la réaction de la PI3K la plus importante ? Pourquoi ?
C’est la phsophorylation de PI(4,5)P2 en PI(3,4,5)P3 parce que ça sert de site d’arrimage aux protéines de signalisation par l’intermédiaire du domaine d’interaction PH. Présent chez la Sos, GEF qui active la Ras.
Vrai ou Faux. PTEN est un suppresseur de tumeurs (anti-oncogène) qui est antagoniste de la voie PI3K. Ainsi, il possède des propriétés anti-prolifératives et inhibe la survie cellulaire.
vrai
Expliquez la voie de signalisation de la PI 3-kinase/AKT (6 étapes)
- le facteur de croissance de type insuline (IGF) agit comme molécule de signal extracellulaire et active un récepteur tyrosine kinase
- recrutement et activation de la PI 3-kinase
- formation de la PIP3 qui sert de site d’amarrage pour les kinases AKT et PDK I
- activation d’AKT à la membrane
- détachement d’AKT activée à la membrane
- inhibition des signaux pro-apoptotiques
Les cellules nerveuses apparaissent généralement sous forme d’une cellule unique isolée à l’intérieur d’un feuillet épithélial de cellules précurseurs. Comment peut-il y avoir différenciation cellulaire au cours du développement?
- Une cellule qui s’engage dans la voie de devenir une cellule nerveuse signale à ces voisines de ne pas suivre le même chemin, selon le processus d’inhibition latérale.
- En ce liant au récepteur Notch d’une cellule voisine, Delta donne l’ordre à la cellule de ne pas devenir une cellule nerveuse.
Que nécessite le récepteur Notch pour s’activer ?
une protéolyse. La liaison de Delta provoque cette coupure cytoplasmique de Notch qui migrera au noyau pour activer des gènes.
Comment agit le fragment de la queue de Notch?
agit en se liant à une protéine de liaison à l’ADN (Rbpsuh), un inhibiteur de la transcription qu’elle transforme en activateur
Combien de coupures nécessite le récepteur Notch ?
3
Combien des coupures du récepteur Notch dépendent de la liaison à Delta ?
les 2 dernières seulement
Expliquez l’activation de Notch par coupure protéolytique (3 étapes)
1) Lors de la biosynthèse, Notch est coupé dans le trans-Golgi. Il forme alors un hétérodimère qui est transporté à la surface cellulaire.
2) La liaison de Delta induit une 2e coupure dans le domaine extracellulaire par une protéase extracellulaire.
3) Le 3e clivage dans la région transmembranaire de Notch libère la queue cytoplasmique par le complexe de protéase gamma-sécrétase, dont une de ses s-u est la préséniline.
Vrai ou Faux. L’activation du récepteur Notch est irréversible et le récepteur ne peut plus être réutilisé par le ligand.
vrai
Vrai ou Faux.Les protéines Wnt sont des molécules de signalisation sécrétées, qui agissent comme des médiateurs locaux et des morphogènes, pour contrôler de nombreux aspects du développement chez les animaux.
vrai
Quelles sont les deux voies de signalisations activées par Wnt?
- Voie Wnt/b-caténine
- Voie de la polarité planaire
Expliquez la Voie Wnt voie canonique sans signal Wnt
- la b-caténine est phosphorylée une première fois par CK I
- b-caténine est phosphorylée une seconde fois par GSK3 ce qui entraîne son ubiquintinylation et sa dégradation dans le protéasome
- APC et AXIN agissent comme des protéines d’échafaudage qui assurent la stabilité du complexe de dégradation
Comment sont maintenus incatifs les gènes sensibles à Wnt ?
par le co-represseur Groucho qui est lié au régulateur transcriptionnel LEFI/TCF
Expliquez la Voie Wnt voie canonique avec signal Wnt (8 étapes)
- Wnt se lie à Frissled et LRP
- Recrutement de Dishevelled au récepteur
- LRP est phosphorylée par GSK3, puis par CK I
- L’axine lie la protéine LRP phosphorylée et est inactivée et/ou dégradée
- Désassemblage du complexe de dégradation
- b-caténine non phosphorylée est capable de s’accumuler dans le noyau
- b-caténine déplace Groucho en se liant à LEFI/TCF
- Transcription des gènes cibles
Que fait la b-caténine?
C’est un constituant des jonctions adhérantes, avec les cadhérines, joue un rôle important dans l’adhésion intercellulaire.
Qu’entraîne une mutation d’APC?
Il ne peut plus fixer la b-caténine qui s’accumule et active la transcription de gènes comme c-Myc et G1Cdk qui augmente la prolifération cellulaire en absence de Wnt.
Vrai ou Faux. Les Wnt jouent un rôle très important dans le développement embryonnaire.
vrai
