Chapitre 7 - Communication cellulaire Flashcards
À quoi sert la communication cellulaire?
Elle permet de modifier le comportement des cellules en réponse à leur environnement.
Nommez les quatre différentes partie d’une voie de signalisation intracellulaire typique simple.
1- Les molécules signal extracellulaires
2- Les récepteurs protéiques
3- Les protéines de signalisation intracellulaire
4- Les protéine effectrices
Quels sont les quatre modes de signalisation intercellulaire?
1- Contact dépendant
2- Paracrine
3- Endocrine
4- Synaptique
Que nécessite la signalisation contact dépendant?
Le contact entre les deux cellules
Expliquez la signalisation contact dépendant.
Une cellule possède la molécule signal à la surface de sa membrane alors que l’autre cellule possède le récepteur correspondant. Le contact de ces deux cellules permet la liaison de la molécule signal à son récepteur.
Expliquez la signalisation paracrine.
Une cellule va produire des molécules dans l’espace extracellulaire qui va avoir des effets sur les cellules voisines.
Expliquez la signalisation autocrine.
C’est un cas particulier de signalisation paracrine dans lequel les molécules produites par la cellule affectent la cellule elle-même.
Expliquez la signalisation synaptique.
C’est un mécanisme de signalisation de longue distance (axones) avec la libération de neurotransmetteurs reconnus spécifiquement par la cellule cible.
Expliquez la signalisation endocrine.
Ce sont des cellules qui sécrètent des molécules qui sont alors transportées dans la circulation sanguine pour aller affecter une autre cellule.
Vrai ou faux. Les molécules signal extracellulaire agissent généralement en haute concentration. Expliquez.
Faux, à faible concentration car les récepteurs sont généralement assez sensibles.
Expliquez la différence de la molécule signal selon qu’elle se lie à un récepteur de surface ou un récepteur à l’intérieur de la cellule.
-Récepteur de surface: la molécule signal est hydrophobe et donc incapable de traverser la membrane
-Récepteur à l’intérieur de la cellule: la molécule signal est hydrophile et donc passe au travers de la membrane pour aller se fixer à son récepteur dans la cellule
Vrai ou faux. Une molécule signal engendre toujours la même réponse par les cellules qu’elle lie.
Faux, une même molécule signal peut engendrer différentes réponses en fonction de la cellule cible
Quelle sont les trois grandes classes de récepteurs protéiques à la surface des cellules?
1- Couplés aux canaux ioniques
2- Couplés aux protéines G
3- Couplés aux enzymes
Quelle sont les molécules signal des récepteur couplés aux canaux ioniques?
Les neurotransmetteurs
Dans quel genre de cellule retrouve-t-on les récepteurs couplés aux canaux ioniques?
Les cellules électriquement excitables.
Comment fonctionnent les récepteurs couplés aux enzymes?
La liaison de la molécule signal provoque la dimérisation des récepteurs et active l’enzyme qui leur est couplée
Qu’est ce qu’un commutateur moléculaire?
Une molécule qui permet d’alterner entre un état actif et un état inactif.
Nommez les protéines responsables de la commutation dans le cas des protéines activées par phosphorylation.
- les sérines/thréonines kinases et les tyrosines kinases phosphorylent et activent les protéines
- Les protéines phosphatases inactivent les protéines.
Quel sont les deux types de commutateurs moléculaires dans le cas des protéines de signalisation intracellulaire?
-Phosphorylation
-GTP
Quels sont les deux régulateurs des protéines liant le GTP?
1- Les protéines activant les GTPases (GAP)
2- Les facteurs d’échange des nucléotides guanine (GEF)
Que font respectivement GEF et GAP?
GAP: Lient le GTP pour donner du GDP
GEF: Lient le GDP pour donner du GTP
Expliquez l’effet de deux signaux inhibiteurs.
Cela donne un signal positif, comme par exemple sur le premier signal permet d’inhiber la protéines inhibitrice d’un gène…
Quels sont les trois types de complexes de signalisation intracellulaire?
1- Préformés sur l’échafaudage
2- Assemblés sur un récepteur activé
3- assemblés sur des sites d’arrimage des phosphoinositides
Expliquez le complexe préformé sur l’échafaudage.
C’est un complexe avec des protéines de signalisation assemblés sur une protéine d’échafaudage, le tout avant la liaison de la molécule signal sur le récepteur.
Une fois la molécule signal liée, on a une cascade d’activation des protéines de signalisation de l’échafaudage.
Quelle est l’utilité de la protéine d’échafaudage sur le complexe préformé sur l’échafaudage?
Maintenir les protéines de signalisation à proximité les unes des autres pour augmenter leur concentration locale.
Quel est l’avantage du complexe préformé sur l’échafaudage?
Il permet d’éviter les réactions croisées
Expliquez le complexe assemblé sur un récepteur activé. Expliquez aussi comment les protéines de signalisation se lient au récepteur.
C’est un complexe qui se forme transitoirement uniquement quand le signal est la. Il disparait si le signal n’est plus la.
C’est la phosphorylation du récepteur qui crée des sites d’arrimage pour les protéines de signalisation intracellulaire.
Expliquez le complexe assemblés sur des sites d’arrimage des phosphoinositides
La liaison de la molécule signal au récepteur active le récepteur qui va cause l’hyperphosphorylation des phosphoinositides de la membrane
Ces phosphoinositides hyperphosphorylés sont alors des sites d’arrimage pour les protéines de signalisation cellulaire.
Qu’est-ce qu’un domaine SH2?
Domaine qui se fixe aux tyrosines phosphorylées
Qu’est-ce qu’un domaine SH3?
Domaine qui se fixe à une courte séquence riche en proline
Qu’est-ce qu’un domaine PTB?
Domaine qui se fixe aux tyrosines phosphorylées
Qu’est-ce qu’un domaine PH?
Domaine qui se fixe aux phosphoinositides spécifiques dans la membrane
Expliquez les étapes de la signalisation par le récepteur de l’insuline.
1- La molécule signal se lie au récepteur couplé à une enzyme, ce qui provoque sa dimérisation et son autophosphorylation
2-Le domaine PTB de la protéine d’amarrage IRS1 se lie à une phosphotyrosine du récepteur et le domaine PH de IRS1 se lie aux phosphoinositides de la membrane
3- IRS1 est phosphorylé par le récepteur de l’insuline activé, ce qui permet au domaine SH2 de la protéine adaptatrice GRB2 de s’y lier
4- L’un des deux domaines SH3 de GRB2 est lié par la séquence riche en proline de Sos alors que l’autre SH3 lie la séquence riche en proline d’une protéine d’échafaudage pour former un grand cluster de récepteurs
5- La GEF présente sur Sos va activer une GTPase monomérique
Comment peut on moduler en général la sensibilité d’un signal?
En modifiant la quantité de récepteurs
À quoi sert un grand cluster de récepteurs?
À renforcer la force et la spécificité du signal et réduire l’interférence d’autre voies.
Qu’est-ce que l’intégration du signal? De quoi ce processus est-il dépendant?
Le fait que plusieurs signaux donnent une seule réponse. Processus dépendant de la présence de détecteurs de coïncidence.
Dans le cas d’une protéine de signalisation, que veut dire qu’elle soit un détecteur de coincidence?
C’est le fait qu’il faut par exemple que deux signaux différents soient présents en même temps pour activer cette protéine de signalisation.
Quelle est la différence entre un temps de réponse rapide et lent?
Rapide: La réponse requiert la modification (ex.: phosphorylation) de protéines déjà existantes
Lent: La réponse requiert l’expression de gènes et la synthèses de nouvelles protéines.
Expliquez comment agit une protéine de signalisation après le départ de la molécule signal en ce qui a trait à son effet dans la cellule.
Si la protéine de signalisation:
-a un temps de demi-vie court: l’effet se modifie rapidement
-a un temps de demi-vie long: l’effet se modifie lentement
Une réponse perdure plus ou moins longtemps dans une cellule selon quelle caractéristique des protéines de signalisation?
Leur temps de demi-vie( stables ou labiles)
Quels sont les deux grands types de réponse? Expliquez chacun d’entre elles.
Progressives: Un réponse qui augmente proportionnellement à la concentration de la molécule de signal.
Discontinue: Une réponse que se produit qu’à un certain seuil de concentration de la molécule signal.
Expliquez les deux types de réponses discontinues.
Sigmoïdes: aucune réponse à une concentration faible de molécule signal, la réponse augmente avec des concentrations intermédiaires
Tout ou rien: Réponse complète lorsque la concentration seuil est atteinte.
Qu’est ce que le rétrocontrôle?
C’est un système qui utilise ses propres produits pour se contrôler lui-même, de façon positive ou négative.
Quel type de réponse retrouve-t-on dans une boucle de rétrocontrôle positif?
Réponse discontinue tout ou rien
Vrai ou faux. Un système de rétrocontrôle positif activé va persister dans le temps si le signal est présent.
Partiellement faux, car il persiste aussi dans le temps même si el signal est absent.
Donnez l’allure des graphiques représentant la réponse d’un système normal et d’un système en rétrocontrôle positif.
Normal:___________|———|___________
Rétrocontrôle positif: __________|————————————
Vrai ou faux. Un système de rétrocontrôle négatif activé va persister dans le temps si le signal est présent.
Faux, la réponse cesse rapidement si le signal est absent
Donnez l’allure des graphiques représentant la réponse d’un système de rétrocontrôle négatif lent et rapide
Rapide:_________|-|________________
Lent:_________|-||-||-|_|-|_______________
Expliquez les différences entre le rétrocontrôle négatif lent et rapide.
Lent: la réponse est oscillante puisqu’on laisse le temps au système de se réactiver complètement
Rapide: La réponse est courte et on a une diminution de la réponse
Comment les cellules sont-elles capables de s’adapter à un signal?
1- Inactivation de la protéine de signalisation en amont
2- Voie parallèle lente qui inactive la réponse au signal
3- Régulation négative du récepteur (inactivation)
4- Séquestration du récepteur (ex.: récepteur glucose dans les endosomes
5- Destruction du récepteurs dans les lysosomes
Les récepteurs couplés aux protéines G sont les intermédiaires de la réponse de quels signaux?
Les signaux du monde extérieur, comme la vue, l’ouïe, l’odorat, etc.
Quelle est la structure générale d’un récepteurs couplés aux protéines G?
Une chaine polypeptidique qui passe 7 fois dans la membrane
Nommez et caractérisez les sous-unités de la protéine G.
Trois sous-unités: alpha, beta et gamma
Galpha: contient le domaine Ras qui a une activité GTPase et le domaine AH qui lie le GDP. Se lie à Gbeta
Gbeta: Lie Ggamma
Ggamma: Unité fonctionnelle unique
Vrai ou faux. Une sous-unité Galpha ne peut se lier qu’à son propre dimère de sous unités Gbeta+Ggamma.
Faux, un Galpha peut se lier à différents dimères de sous unités Gbeta+Ggamma.
Expliquez les étapes du mécanisme d’activation et le l’inactivation de la protéine G
1- La liaison de la molécule signal change la conformation du récepteur couplé aux protéines G
2- À ce moment, le récepteur couplé aux protéines G agit comme GEF et force la dissociation du GDP de Galpha
3- La liaison du GTP induit un changment de conformation, Galpha se dissocie du récepteur et de Gbeta+Ggamma
4- Galpha et Gbeta+Ggamma active deux voies de signalisation indépendantes
5- Galpha est inactivé par RGS qui agit comme GAP
Expliquez le mécanisme de désensibilisation des récepteurs couplés aux protéines G
1- Activation du récepteur couplés aux protéines G par la liaison de la molécule signal
2- L’activation du récepteur stimule la GPCR kinase (GRK) à phosphoryler le récepteur sur plusieurs sites
3- Une molécule, l’arrestine, va se lier au récepteur phosphorylé et le désensibilise
Quelles sont les deux organisations de l’activité enzymatique dans le cas des récepteurs couplés à une enzyme?
- Les récepteurs possèdent eux-mêmes une activité enzymatique
- Les récepteurs se lient à une enzyme
Quelle est la classe de récepteurs couplés à une enzyme la plus importante?
Les récepteurs à activité tyrosine kinase (RTK)
Dans le cas des récepteurs couplés à une enzyme, qu’est ce qui cause la dimérisation des récepteurs?
La proximité de ces récepteurs
Expliquez brièvement l’activation des récepteurs tyrosine kinase
- La liaison su ligand induit la dimérisation du récepteur et sont activation
- La trans ou l’autophosphorylation permet l’activation complète du récepteur
- Formation de vois de signalisations différentes.
Pourquoi les récepteurs tyrosine kinase ont plusieurs sites d’amarrage?
Parce qu’il y a plusieurs résidus tyrosine phosphorylés
Vrai ou faux. Les récepteurs tyrosine kinase ne sont pas régulé par les mécanismes d’adaptation au signal.
Faux
Expliquez le fonctionnement de c-Cbl
c-Cbl induit l’ubiquitination des récepteurs tyrosine kinase ce qui cause sont endocytose et donc sa dégradation dans les lysosomes.
Nommez et donnez la fonction principale des deux failles de GTPases qui relaient des signaux provenant des récepteurs tyrosine kinase et qui font partie de la superfamille des protéines Ras.
Ras: prolifération
Rho: cytosquelette
Pourquoi dit-on que Ras est le plus grand oncogène dans le cas des cancers humains?
Car près de 30% des cancers humains présente une Ras hyperactive et donc une prolifération élevée des cellules
Pourquoi la protéine Ras est une cible thérapeutique très difficile à atteindre?
Car elle est fortement tenue à la membrane par une ancre lipidique.
Expliquez les étapes du mécanisme d’activation de Ras par un récepteur tyrosine kinase.
Ras est inactive car liée au GDP
1- Liaison de la molécule signal qui cause la dimérisation et l’auto/transphosphorylation du récepteur qui et donc activé
2- SH2 de Grb2 se lie à une tyrosine phosphorylée du récepteur et le SH3 de Grb2 lie la séquence proline de Sos
3- Sos contient une Ras-GEF
4- Ras-GEF de Sos va échanger le GDP de Ras pour un GTP, ce qui l’active
5- Voies de signalisation
Comment peut-on caractériser l’activation de Ras par les récepteurs tyrosine kinase? (2)
rapide et de courte durée
Qu’est-ce qui est responsable de L’inactivation de Ras? (2)
Des phosphatases tyrosines-spécifiques et des Ras-GAP
Quelle est l’utilité de la voie des MAPK (MAP kinases)?
Puisque l’inactivation de Ras est très rapide, on veut que le signal puisse se rendre au noyau grâce à des signaux de longue durée, produits par le module MAPK
Quelle sont les trois composantes du module MAPK bien conservées au cours de l’évolution?
- MAP kinase kinase kinase (Raf): recoit le signal de Ras et le transmet à la MAP kinase kinase
- MAP kinase kinase (Mek): phosphoryle et active la dernière kinase
-MAP kinase (Erk) : Dernière kinase de la série
Quels sont les deux groupes de gènes cibles ciblés par le module MAPK et leur effet respectifs?
1- Activation des gènes impliqués dans le cycle cellulaire et la prolifération
2- Activation de phosphatase pour créer des boucles de rétrocontrôle négatif
Quelle est la caractéristique des modules MPAK qui sont activés par des facteurs de stress comme les UV, les chocs thermiques ou encore le stress osmotique?
Leur dernière MAP kinase est souvent la p38 ou JNK
Quelle module MPAK est activé par les facteurs de croissance?
Le module MAPK Raf-Mek-Erk
Quelle est l’utilité des protéine d’Échafaudage avec les modules MAPK?
On peut utiliser des protéine d’échafaudage pour avoir la même MAPKK par exemple, avec des MAPKKK et des MAPK différentes pour deux réponses différentes
Expliquez les étapes de la régulation de la migration du cône neural par les RHo GTPases.
1- La liaison de la molécule signal ephrin Ai active le récepteur tyrosine kinase Eph4A
2- La phosphorylation des résidus tyrosine du récepteur recrute une tyrosine kinase cytoplasmique
3- Cette tyrosine kinase phosphoryle et active RhoGEF ephexin qui est liée au récepteur
4- La RhoGEF ephexin active RhoA
5- Effondrement du cône de croissance grâce au remodelage du cytosquelette
À quoi sert la régulation par les Rho GTPases dans la migration du cône neural?
à orienter le cône neural au travers des cellules. Les cellules qui expriment la molécule signal ephrinAi sont des indicateurs de changement de direction du cône neural…
Quelle est la fonction de la PI-3 kinase?
De phosphoryler le PIP2 en PIP3 pour créer des sites d’amarrage pour les protéines qui on un domaine PH
Vrai ou faux. L’action de la PI-3 kinase est irréversible
Faux, elle est réversible
Quelle est la fonction de PTEN?
La déphosphorylation du PIP3 en PIP2 (inverse de la PI3 kinase en fait)
Quels sont les deux roles les plus importants de la PI-3 kinase?
La survie et la croissance cellulaire
Expliquez le fonctionnement d’AKT pour la survie cellulaire.
- le facteur de croissance de typer insuline (IGF) se lie à un récepteur tyrosine kinase
- Le récepteur activé recrute et active la PI-3 kinase qui créé des sites d’amarrage pour les kinases AKT et PDK1
- AKT est activé à la membrane
- AKT se détache par son activation et inhibe les signaux d’apoptose
Quel est le rôle de PTEN dans la suppression de tumeurs? Expliquez aussi les conséquence de sa mutation.
C’est lui qui va ‘‘défaire’’ les sites d’amarrage créés par la PI-3 kinase pour AKT et donc provoquer l’apoptose des cellules. C’est un régulateur
Si PTEN n’est plus fonctionnel, l’apoptose des cellules ne sera jamais déclenchée et toujours inhibée par la voie AKT
Qu’est ce que le chevauchement de la signalisation? (2)
1.Les récepteurs tyrosine kinases et couplés aux protéines G peuvent activer les mêmes voies de signalisation
2.L’activation de ces deux récepteurs peut mener aux même molécules de signalisation
Expliquez le rôle de Notch dans la détermination des cellules nerveuses
Les cellules qui vont devenir des cellules nerveuses expriment la molécule signal delta à leur surface. Les cellules avoisinantes qui expriment le récepteur Notch vont se lier à delta et encercler la cellule nerveuse.
Quelle est l’action de Notch dans le noyau?
Il va se lier à un inhibiteur transcriptionnel Rbpsuh et va le transformer en activateur et active la transcription des gènes cibles.
Quelles sont les trois coupures protéolytiques subies par Notch?
- Lors de sa synthèse, Notch est clivé dans le trans-golgi pour former un hétérodimère
- La liaison de Delta cause la coupure dans le domaine extracellulaire
- Le dernier clivage libère la queue cytoplasmique de Notch
Pourquoi est-ce difficile de réguler la voie Notch?
Parce que l’activation des gènes par Notch est irréversible et que le récepteur ne peut pas être recyclé
Expliquez le comportement de la beta-caténine en absence de signal WNT avec le complexe de dégradation
- la beta-caténine est phosphorylée par CKI
- beta-caténine est rephosphorylée par GSK3, qui cause sont ubiquitinylation et donc sa dégradation
- APC et AXIN agissent comme des protéines d’échafaudage pour stabiliser le complexe de dégradation
- les gènes sensibles à WNT sont maintenus inactifs par le co-répresseur Groucho qui est lié au régulateur transcriptionnel LEFI/TCF
Expliquez le comportement de la beta-caténine en présence de signal WNT
- WNT se lie à Frizzled et LRP
- Recrutement de Dishevelled au récepteur
- LRP est phosphorylé par GSK3 et par la kinase CKI par après
- L’axine se lie à la protéine LRP phosphorylée
- Déssassemblage du complexe de dégradation
- La beta-caténine non phosphorylée s’accumule dans le noyau
- La beta-caténine déplace Groucho en se liant à LEFI/TCF
- Transcription des gènes WNT
