C8 Flashcards
Comment inactiver petits inhibiteurs de CDK de famille CipKip? (P27KIP)
- Dilution
- Export nucléaire
- Destruction par la SCF (Skp, Cullin, F-box-containing complex)
Inactivation des CIPKIP via dilution (p27)
• par ⬆️ E2F
• par ⬇️ p27 —> séquestré par CyclineD-CDK4 (active)
—> positive feedback
Inactivation des CIPKIP via export nucléaire (p27)
export du noyau par phosphorylation
—> bloqué le NLS
kinase AKT active ++
—> inactivation du contrôle par PTEN
Inactivation des CIPKIP via dégradation (p27)
Par complexe SCF (ubiquitine ligase)
—> induit ubiquitinylation
—> nécessite 6 sites de phosphorylation
—> phosphorylés par les CDK-cyclines (transition G1-S)
• mécanisme de proximite induite par plusieurs sites de phosphorylation
Voie de dégradation par l’ubiquitine
Protéine de 76 aa —> attachée aux protéines qui vont être dégradés par le proteasome
—> s’attache à une lysine interne de la protéine cible
protéasome
—> 28 proteases en 4 anneaux
—> cap à chaque extrémité - reconnaît une chaîne polyubiquitine (4 unités long minimum)
—> cap recycle l’ubiquitine & déplie les protéines pour entrer dans le protéasome
Quelle famille d’enzyme contrôle la dégradation des cyclines? Exemples importants
Enzymes de la famille “ubiquitine ligase” (E3)
2 types d’E3 ligases importants pour le cycle c
-
APC (anaphase promoting complex)
—> M & G1 -
SCF (Skp, Cullin, F-box-containing complex)
—> G1/S
—> constitutive
Rôle de L’ubiquitine-ligase de type SCF
Rôle essentiel pour la transition G1-S
Responsable de:
•destruction de protéines phosphorylees
(Particulièrement Cycline D&E)
—> sous-u à boîte F (F box) reconnaît le substrat phosphorylé
(Phosphorylation des substrats active la dégradation via complexes SCF)
—> SCF dégrade phospho-P27 aussi
Récapitulation des modes de régulation des CDK (7)
✅1) Transcription des cyclines et formation d’un complexe avec CDK
✅2) Phosphorylation de la thréonine 160 dans la boucle d activation (boucle T) par CAK
❌3) Phosphorylation de la tyrosine 15 par Wee1 (négatif)
✅4) Déphosphorylation de la tyrosine 15 par la phosphatase Cdc25
✅5) Association avec les CDKi (Positif p27-G1)
❌6) Association avec les CDKi (généralement négatif)
❌7) Dégradation par le proteasome (négatif)
Cause moléculaire de l’initiation de la mitose
⬆️ de l’activité CDK-Cycline
—> synthese des Cyclines mitotiques debute en phase S
La situation en fin G2 et transition vers M
fin G2:
CDK1-CyclinA – Actif et au noyau
CDK1-CyclinB - Inactif (non-phosphorylé) au cytosol
Wee1 Actif
Cdc25C exclus du noyau
Plk1 (polo-like kinase 1) inactif
Transition vers M:
Événement clé: Activation de CDK1-CyclinB via cdc25 —> activé par plk1 (plk1 inhibe aussi Wee)
CHATGPT:
Accumulation cycline B
—> cycline B s’associe à CDK1 (complexe cycline B-CDK1, ou MPF – Maturation Promoting Factor)
Phosphorylation inhibitrice de CDK1 :
—> kinases Wee1 phosphorylent CDK1 sur des sites inhibiteurs (Tyr15 et Thr14), = complexe inactif
Activation de CDC25 :
—> CDC25 (phosphatase) déphosphoryle CDK1, supprimant les phosphates inhibiteurs et activant le complexe cycline B-CDK1
—> Activation renforcée par une boucle de rétrocontrôle positif (CDK1 phosphoryle et active davantage CDC25).
• Inhibition de Wee1 par CDK1 :
—> Une fois CDK1 activé, il inhibe Wee1, supprimant son effet inhibiteur
• Régulation par Aurora A et Plk1 :
—> Aurora A phosphoryle et active des cofacteurs comme TPX2 pour stabiliser les microtubules du fuseau mitotique.
—> Plk1 (Polo-like kinase 1) active CDC25 et inhibe Wee1, renforçant encore l’activation de CDK1
3 systèmes d’inhibition fort de phase M
1) Wee1
2) exclusion nucléaire Cdc25C
3) exclusion nucléaire CDK1-CyclineB
Régulateurs du complexe APC
CDC20 et CDH1
• régulés par phosphorylation par CDK1
CDC20 —> actif principalement pendant la mitose (G2/M)
phosphorylation —> activé —> activation de l’APC/C
CDH1 —> actif après la mitose
• phosphorylation —> inhibé par CDK1-CyclkneB (durant la mitose)
• fin de la mitose, lorsque les niveaux de cycline B chutent, CDH1 devient active et peut activer l’APC/C
L’Activité APC corrèle avec la dégradation des cyclines
RÉSUMÉ des mécanismes de contrôle du cycle
Comment l’APC arrête de détruire les cyclines en G1?
Il s’autodégrade après avoir dégradé tous les autres substrats
1) Prophase
- Duplication des centrosomes
- Épaississement de la chromatine
- Condensation du matériel en chromosomes avec un centromère
2) Pro-métaphase
- Disparition de la membrane nucléaire => mixage des « plasmes »
- Formation d’un réseau de microtubules organisé autour des centrosomes
3) Métaphase
- Migration équatoriale des chromosomes
- Stabilisation de fuseaux à travers la cellule jusqu’aux pôles
quand conditions de tension sont satisfaites, on passe a l’anaphase
4) Anaphase A & B
- Migraron des chromosomes sur les fuseaux mitorques vers les pôles.
- et creer un espace entre les 2 poles
5) Télophase
- Dénouement des chromosomes
- Reformation de la membrane nucléaire
- début de scission caire
6) Cytokinèse
- séparation physique de la membrane cellulaire des 2 cellules soeurs
Pourquoi condenser les chromosomes en mitose? (3)
3 problèmes :
- Grandeur des génomes eucaryotiques
- Manque de rigidité (flexibilité) naturelle de la chromatine
- caténation des chromosomes en phase S
—> l’entrelacement des molécules d’ADN qui se produit pendant la réplication de l’ADN
Solutions au problème de la grandeur des génomes eucaryotes (7)
1) diviser le génome en chromosomes
2) diviser les chromosomes avec centromères
3) centromères à position “centrale” dans les chromosomes (chromosome métacentrique)
4) compacter l’ADN en nucleosomes
5) compacter les nucleosomes en chromatine mitotique
6) l’échafaudage chromosomique
7) la formation de super tours dans l’ADN
Chromatine mitotique
Histone H1 contribue à la compaction de la chromatine lors de la mitose
—> tres important pour la flexibilité
Mécanisme incompris
Échafaudage chromosomique
Boucles de chromatine s’attachent de façon radiale sur une structure protéique (échafaudage chromosomique)
Joueurs clés de la compaction de la chromatine en mitose (3)
1) Histones
2) Topoisomerase II
3) Complexes SMC (Structural Maintenance of Chromosomes)
—> condensine
role structural pas catalytique
Localisation mutuellement exclusive
Condensine
Complexe protéique pentamerique
—> activité ATPase
Activité enzymatique —> formation de supertours + dans l’ADN
( condensine surenroule l’ADN
topoisomérase relaxe l’ADN)
Destruction de l’enveloppe nucléaire
& mécanismes moléculaires
événement clé de la prometaphase
—> Permet aux microtubules d’avoir accès aux chromosomes
Mécanismes
1) phosphorylation de lamine
—> par CDK1-cyclineB
2) déchirement de la membrane nucléaire
—> rupturee par tensions
2e événement important de prometaphase (autre que destruction de l’env. nucléaire)
Formation d’un fuseau de microtubule bipolaire
—> peuvent se construire et defaire de facon dynamique
—> cible = kinétochores dans centrosomes
—> Cible cellulaire du taxol (contre cancer)
• forme de dimeres de tubuline alpha et bêta (s’assemblent en microtubules)
Centrosomes
Organelles qui servent de centre d’organisation des microtubules
Types de fibres des MT (3) et fct
1) fibres k
—> s’étendent des pôles du fuseau et se fixent aux kinétochores
—> pour l’attachement et mouvement des chromosomes
2) fibres interpolaires
—> s’étendent des pôles du fuseau mais ne se fixent pas aux chromosomes.
—> interagissent avec les microtubules provenant du pôle opposé
—> pour stabiliser at séparer les pôles
3) fibres de MT astraux
—> s’étendent radialement depuis les centrosomes (ou pôles du fuseau) vers la membrane plasmique
—> pour l’Ancrage et orientation du fuseau mitotique
Kinetochore
Assemblage de protéines qui lie les chromosomes (au centromère) aux microtubules du fuseau mitotique
4 couches distinctes
1) couronne
2) kinetochore externe
attachement aux microtubules
3) kinetochore interne
attachement à la chromatine
4) centromère interne
chromatine specialisee
Types d’attachement des microtubules aux kinetochores (4)
1) Amphitelique
—> seule situation désirable
—> activation de APCcdc20
2) Monotelique
3) Syntelique
4) Merotelique
• kinetochores pas sous tension inhibent l’APC
—> “checkpoint” du fuseau mitotique
2 types de points de contrôle pour assurer de l’attachement des chromatides sœurs au fuseau mitotique
1) point de contrôle des kinetochores inatachees
2) point de contrôle de la tension des MT
Ségrégation des chromatides sœurs dépend de?
—> en anaphase suite à activation de APCcdc20
- Cohesine
—> famille SMC (Structural Maintenance of Chromosomes) - Separase
—> voir de transition métaphase-anaphase (la plus critique du cycle c)
Cohesine
4 sous-u (complexe)
Organisation en anneau ou pince
—> s’ouvre et se referme sur la chromatine
—> regulé par l’hydrolyse de l’ATP
Un cycle en 4 temps
Mécanismes de la perte de cohésion (métaphase-anaphase)
Dépend de protease separase
—> étape la plus critique du cycle c
irreversible
—> activée par la destruction de securin via l’APC-cdc20
Anaphase A et B
A: raccourcissement des MT attachés aux kinetochores
B: élongation des MT interpolaires
—> par protéines moteur des MT (convertissent l’E d’hydrolyse de l’ATP en mvmts linéaires sur les MT)
Cytokinèse comment?
Par l’anneau contractile
—> ++ dynamique
Composantes majeures
• actine
• myosine
• septine
• anilline (connecte les 3 syst. De filaments)
—> interractions entre les structures d’actine – myosine représente le moteur qui permet la constriction de l’anneau
Pourquoi G1 est unique (cancer)
Représenteleseul moment où la cellule est sensible aux signaux environnementaux extra-cellulaires avant de se diriger irrémédiablement vers la phase S
The DNA damage response (DDR)
activated by DNA double-strand breaks
DNA damage signal MEDIATORS (CHK family)
(Distal from the break)
• CHK 1/2
—> inhibent CDC25
—> activent p53 —> p21 (Cip) —> pas de mitose
—> Cell cycle inhibition via activation of cell cycle checkpoints
P53 cascade
L’activation de p53 (facteur de transcription) cause l’activation transcriptionnelle de la CDKi p21
=G1 block
retour au cycle cellulaire normal lorsque les dommages de l’ADN sont réparés
(Suite à p53)
cascade p53 intègre un système de rétroaction négative
—> activation de la famille MDM2/X
• ubiquitine p53 = dégradation
• KO = léthal embryonnaire par suractivation de p53
—> activation de WIP1 (phosphatase)
• désactive p53 et la signalisation en amont de p53
Cellular senescence
tumor suppressor mechanism defined by the establishment of an essentially irreversible G0/G1 proliferation arrest (cell cycle blockage)
• Double edged sword
—> Senescent cells have cell non-autonomous effects on their microenvironment and can promote tissue dysfunctions
Current hypothesis for cancer
the convergence of accumulated mutations (DNA damage) and dysfunctional tissues (senescence) cooperate to promote cancer cell growth
