Chapitre 11: Jonction, adhésion et matrice

Question 1

Nomme un type d’épithélium qui fait du transport vectoriel (d’un pôle à l’autre) et un type qui fait de la sécrétion

Answer 1

Vectoriel: épithélium intestinal
Sécrétion: glande mammaire

Question 2

Que permet la perméabilité sélective de l’épithélium?

Answer 2

• Empêche les agents pathogènes de le traverser
• Maintient un gradient de concentration pour le transport des molécules

Question 3

Quels rôles les jonctions intercellulaires doivent-elles remplir pour permettre aux épithéliums d’accomplir leurs fonctions?

Answer 3

1. Doivent s’attacher les unes aux autres - ciment
2. Étanchéité pour garder un gradient de concentration - joint d’étanchéité
3. Communication et signalisation (ex: hormones)

Question 4

Quels sont les 2 types de jonctions adhérentes intercellulaires, qui jouent le rôle de ciment?

Answer 4

• Zonula adherens (ZA)
• Desmosomes

-> permettent la cohésion des cellules, donc formation d’un tissu résistant

Question 5

Quelles sont les composantes communes aux jonctions adhérentes qui permettent la cohésion intercellulaire et la résistance aux tensions mécaniques?

Answer 5

• Protéines transmembranaires qui se projettent à l’extérieur de la cellule pour accrocher la cellule voisine
• Protéines adaptatrices qui ancrent les protéines transmembranaires au cytosquelette

Question 6

La ZA forme une __ d’adhésion près de __ des cellules

Answer 6

• Ceinture
• L’apex

Question 7

Quelles sont les composantes primaires de la ZA et quel est leur rôle?

Answer 7

• E-cadhérine: protéine transmembranaire qui se projette à l’extérieur pour accrocher la cellule voisine
• a-caténine et B-caténine: protéines adaptatrices qui relient la E-cadhérine aux microfilaments d’actine

Question 8

Combien de répétitions du domaine extracellulaire conservé de la famille des cadhérines contient la E-cadhérine?

Answer 8

5 répétitions

Question 9

Explique l’adhésion E-cadhérine - E-cadhérine

Answer 9

C’est une adhésion homotypique, ce qui signifie que le ligand de la E-cadhérine est une autre molécule de E-cadhérine sur une cellule voisine.
Leur liaison est faible, donc l’adhésion est renforcée par multimérisation (clustering) - interaction en cis
Leur adhésion est aussi renforcée par l’interaction en trans des ectodomaines des cadhérines

Question 10

Que se passe-t-il s’il y a absence de calcium..?

Answer 10

L’adhésion des E-cadhérine est déstabilisée et il y a perte de structure.

Question 11

Est-ce que la E-cadhérine est la seule protéine transmembranaire de la ZA? Explique

Answer 11

Non, il existe aussi la nectine. Elle est très semblable à la E-cadhérine: elle a une structure semblable, fait de l’adhésion homotypique et forme des multimètres cis et trans.
Cependant, la nectine ne dépend PAS du calcium.

Question 12

Est-ce que l’adhésion nectine-dépendante répond à la structure de base des jonctions adhérentes? Pourquoi?

Answer 12

Oui: La nectine une protéine transmembranaire qui se projette pour accrocher la cellule voisine et qui est ancrée à l’actine par une protéine adaptatrice: l’Afadine.

Question 13

Pourquoi la ZA est-elle positionnée près de l’apex de la cellule spécifiquement?

Answer 13

En formant un anneau contractile autour des cellules et en étant près de l’apex, la ZA est un moteur important de la morphogenèse de plusieurs tissus.

Question 14

Comment s’effectue le triage cellulaire par l’adhésion cellule-cellule?

Answer 14

De deux façons:
1. Expression différentielle: puisque l’adhésion est homotypique, les cellules vont s’associer avec d’autres cellules qui expriment le même récepteur d’adhésion (N-cadhérine avec N-cadhérine et E-cadhérine avec E-cadhérine).
2. Plasticité: les cellules ont plus d’affinité avec les autres cellules qui expriment un niveau semblable de récepteur d’adhésion.

Cela est possible grâce au dynamisme des jonctions

Question 15

Donne un exemple où l’expression différentielle et la plasticité jouent un rôle important dans la formation des tissus lors de l’embryogenèse

Answer 15

Exemple: formation du tube neural
Un groupe de cellule se met à réprimer l’expression de la E-cadhérine pour favoriser celle de la N-cadhérine.
Ensuite, constriction apicale grâce au système actine-myosine
Invagination (tubule)
Perte d’interaction entre les cellules qui expriment la N-cadhérine et celles qui expriment la E-cadhérine, grâce à l’expression différentielle.
Détachement des deux tissus = tube neural.

Question 16

Dans un embryon muté qui exprime seulement la N-cadhérine, est-ce que cet embryon va se développer normalement?

Answer 16

Non, car il n’y aura pas d’expression différentielle des récepteurs d’adhésion puisque toutes les cellules expriment le même récepteur, donc pas de différenciation ni de formation de tissus et pas de formation du tube neural, par exemple.

Question 17

Qu’est-ce qui serait affecté par la perte d’expression de la E-cadhérine?

Answer 17

• L’adhésion cellule-cellule
• La prolifération (limitée par la E-cadhérine)
• La différenciation (favorisée par la E-cadhérine)
• La survie des cellules épithéliales (favorisée par la E-cadhérine)

Question 18

Donnes un exemple où les fonctions signalétiques de la E-cadhérines sont mises à profit

Answer 18

Dans l’épithélium intestinal.
L’épithélium intestinal se renouvelle constamment. La prolifération, la différenciation et l’apoptose de ces cellules doivent donc être finement régulées.
La E-cadhérine y participe en:
1. Limitant la prolifération dans la partie supérieure de l’épithélium
2.Favorisant la différenciation des cellulles au fur et à mesure qu’elles migrent vers le haut de l’épithélium
3. Assurant la survie des cellules dans leur compartiment approprié

Question 19

Un collègue découvre un nouveau virus causant le cancer. Il met en évidence la protéine BMO7000 qui stimule la dégradation de la E-cadhérine. Il affirme alors qu’il a découvert comment ce virus cause le cancer. Commentez cette affirmation.

Answer 19

Cette affirmation est fausse.
En effet, la E-cadhérine favorise la survie cellulaire. Si la E-cadhérine est dégradée, les cellules affectées vont simplement tomber en apoptose.
- Conséquence: les cellules infectées par le virus vont tomber en apoptose et il n’y aura pas de formation de tumeur.
- Par contre, si le virus infecte des cellules DÉJÀ cancéreuses, il y aura une progression plus rapide de la tumeur, puisque la E-cadhérine permettait de limiter la prolifération des cellules cancéreuses.

Question 20

Expliques les différences et les ressemblances entre les composantes des desmosomes et des ZA

Answer 20

Similarités avec ZA:
- Protéines transmembranaires de la famille des cadhérines: desmogléine et desmocolline
- Protéines adaptatrices: plakoglobine et plakophiline
Différences:
- Desmosome a une protéine adaptatrice supplémentaire: desmoplakine
- Les desmosomes s’ancrent dans les filaments intermédiaires (kératine) au lieu de l’actine

Question 21

Quelle est la fonction principale des desmosomes?

Answer 21

Résistance au stress mécanique

Question 22

Quelle est la fonction des jonction serrées?

Answer 22

Sert de joint d’étanchéité, de scelllant intercellulaire.
Sont imperméables et empêchent la diffusion passive

Question 23

Nomme deux similarités structurelles entre les jonctions serrées et les ZA

Answer 23

1. Forment une ceinture autour de la cellule
2. Se situent près de l’apex de la cellule

Question 24

Que permet la combinaison du transport actif et des jonctions serrées qui sont imperméables?

Answer 24

Permet aux épithélium d’ajuster la composition biochimique de part et d’autre du tissu (même contre un gradient)

Question 25

Quelles sont les composantes des jonctions serrées?

Answer 25

2 protéines transmembranaires:
- Occludine
- Claudine

Question 26

Vrai ou faux: il ne peut pas y a voir formation de jonction serrée sans occludine

Answer 26

Faux, la jonction serrée peut tout de même se former sans occludine, se qui suggère qu’elle est plutôt une protéine accessoire.
La jonction serrée ne peut pas se former sans CLAUDINE

Question 27

Comment les tissus réussissent-ils à avoir une perméabilité sélective par rapport aux ions?

Answer 27

Grâce aux combinaisons de différentes claudines, composées de 4 domaines transmembranaires, qui comportent des charges différentes dans leurs boucles extracellulaires.

Question 28

Quelles sont les protéines adaptatrices des jonctions serrées et à quel type de filament s’ancrent-t-elles?

Answer 28

Protéines adaptatrices: ZO-1, ZO-2 et ZO-3
S’ancrent dans les filaments d’actine

Question 29

Explique comment les jonctions serrées interviennent dans la signalisation intracellulaire

Answer 29

Les jonctions serrées séquestrent la protéine ZONAB. Si l’intégrité des jonctions serrées est compromise et que la protéine ZONAB est libérée, celle-ci va migrer jusqu’au noyau pour activer l’expression des gènes de la prolifération cellulaire.
Utilité?: lors d’une lésion (blessure), cela va activer la prolifération cellulaire lorsqu’il y a perte de contact entre les cellules afin de reformer le contact cellule-cellule.

Question 30

Nomme un type de jonction qui permet les échanges entre les cytoplasmes des cellules

Answer 30

Les jonctions lacunaires (GAP)

Question 31

Quelles sont les composantes des jonctions GAP et comment s’associent-elles?

Answer 31

Composantes:
- Connexines, protéines à 4 domaines
- 6 connexines ensembles = connexon (pore)
- 2 connexons qui s’associent = canal entre cytoplasmes

Question 32

À part la protéines ZONAB des jonctions serrées, qui d’autre intervient lors d’une lésion au tissus?

Answer 32

Les jonctions GAP: les connexons peuvent être dans une conformation ouverte ou fermée.
S’il y a une lésion, les connexons se ferment pour éviter que les cellules reliées se vident.

Question 33

Est-ce qu’il existes des protéines transmembranaires qui ne font pas d’adhésion homotypique?

Answer 33

Oui, les connexons des jonctions GAP peuvent s’associer à d’autres connexons qui sont différents ou identiques. Cela peut former des canaux homotypiques ou hétérotypiques

Question 34

Qu’est-ce qu’un hémicanal et qu’elle est sa fonction?

Answer 34

C’est un connexon non apparié, qui peut sécréter des molécules qui influencent les cellules voisines (ex: nucléotides)

Question 35

Quelles sont les fonctions des jonctions GAP?

Answer 35

1. Répondre aux besoins immédiat de la cellule (eau, acides aminés, vitamines et maintient homéostasie)
2. Communication entre les cellules (second messagers cAMP et uniformité de la réponse)
3. Réponse coordonnée d’un groupe de cellules (important dans le muscle cardiaque)

Question 36

Quels sont les types de matrice extracellulaire et leurs différences?

Answer 36

1. Lame basale
   - Feuillet composé de glycoprotéines
   - Synthétisée par les cells épithéliales et les fibroblastes
   - Dense
2. Matrice extracellulaire du tissu conjonctif
   - Réseau de faible densité

Question 37

Nomme quelques rôles de la lame basale

Answer 37

• Ancrage des tissus épithéliaux
• Filtre (glomérule rein)
• Maintient des compartiments cellulaires
• Maintient de l’architecture des organes

Question 38

Donne un exemple où le rôle de maintenir l’architecture des organes de la lame basale est mis en évidence

Answer 38

Expérience où les cellules d’un explant d’épithélium d’intestin de porc ont toutes été enlevées de la matrice. Des cellules souches ont été rajoutées sur la matrice et il y a eu reformation d’un nouvel épithélium intestinal,
N’avait pas seulement gardé sa forme mais les cellules se sont aussi différenciées correctement.

Question 39

Quelles sont les caractéristiques de la lame basale?

Answer 39

• Acellulaire
• Mince
• Flexible
• Résistante

Question 40

Quels sont les principaux constituants de la lame basale?

Answer 40

• Laminines
• Collagène IV

Question 41

Vrai ou faux: les laminines sont des hétérodimères

Answer 41

Faux, ce sont des hétérotrimères (a, B et y)

Question 42

Quelle protéine joue un rôle clé dans la formation et l’organisation de la lame basale?

Answer 42

Les laminines, car elles s’auto-assemblent en feuillet in vitro

Question 43

Quels sont les récepteurs de la lame basale?

Answer 43

Les intégrines (hétérodimères a, B) qui s’associent en paires
- Lie des composantes de la lame basale (ex: laminines) et se lie au cytosquelette d’actine par des protéines adaptatrices (taline et vinculine) = ancrage solide

Question 44

Est-ce que toutes les intégrines sont liées aux microfilaments d’actine?

Answer 44

Non, l’intégrine a6B4 est liée aux filaments intermédiaires (kératine) pour former des hémidesmosomes

Question 45

Qu’est-ce que les points d’adhésion focaux?

Answer 45

Ce sont des points où les intégrines multimérisent pour que l’adhésion cellule-matrice soit solide (sinon: force d’adhésion faible). Ils servent de point d’ancrage au cytosquelette

Question 46

De quelles façons peuvent être activées les intégrines?

Answer 46

• Outside-in: liaison au ligand extracellulaire
• Inside-out: signaux provenant de l’intérieur de la cellule: la taline (prot. adaptatrice)

Question 47

Dans quels processus sont impliquées les intégrines?

Answer 47

• Adhésion matrice-cellule
• Motilité cellulaire
• Signalisation intracellulaire

Question 48

Vrai ou faux: la liaison intégrine-matrice est dynamique

Answer 48

Vrai, cela est nécessaire pour la motilité cellulaire

Question 49

Que permet la signalisation par les intégrines?

Answer 49

• Activer la prolifération cellulaire (comme ZONAB, contraire de cadhérine)
• Établir l’axe de polarisation des cellules épithéliales
• La différenciation cellulaire (comme cadhérine)
• Maintenir la survie cellulaire (comme cadhérine)

Question 50

Quels mécanismes sont déclenchés lorsqu’il y a une perte de contact cellule-cellule (lésion)?

Answer 50

• Sécrétion de facteurs de croissance par les cellules voisines
• Protéine ZONAB libérée des jonctions serrées qui migre au noyau = active prolifération
• Activation de la prolifération par les intégrines
• Étalement des cellules dans la brèche qui active aussi la prolifération

Question 51

Les intégrines favorisent des processus cellulaires incompatibles (prolifération et différenciation). Comment réconcilier ces fonctions dans un contexte tissulaire?

Answer 51

Les cellules n’expriment pas toutes les mêmes intégrines, donc les différents couples spécifiques intégrine - matrice vont engendrer une signalisation et une réponse cellulaire spécifique.
Aussi, la composition de la membrane basale change pour générer une réponse appropriée selon la position dans le tissu (prolifération, différenciation apoptose).
Donc, la réponse cellulaire résulte de l’intégration des signaux de l’environnement.