Communication cellulaire Flashcards
Quels sont les 3 principes généraux de la communication cellulaire
Coordonner les activités biochimiques
Précise, régulable et fiable
Dérégulée dans les maladies humaines
Donne 2 exemples de maladies qui entraine un changement dans la communication cellulaire
Diabète de type 2: résistance à l’insuline
Cancer: changement dans les voies de signalisation et qui entraine une croissance cellulaire excessive
Quelle partie de RAS est mutée par le cancer et quels sont les effets de cette mutation
RAS est mutée au niveau de sont site GTPasique qui transforme le GDP en GTP lié à RAS ce qui augmente son activité
- les cellules cancéreuses peuvent déclencher des voies de signalisation sans facteur de croissance (messager initial)
Le cancer peut aussi provoquer des mutation au niveau de RAS-GAP (permet transfert du GTP en GTP = inhibition de RAS) ou au niveau de RAS-GEF (transfert du GDP en GTP = activatrice)
Qu’est-ce qui provoque le diabète de type 2
Production insuffisante d’insuline (insulinoplénie) ou une résistance à l’insuline des cellules cibles (insulinorésistance) qui empêche le glucose d’entrer dans les cellules
- en résulte un concentration élevé de glucose dans le sang (augmentaitn de la glyécmie)
Qu’est-ce que la transduction du signal et explique comment il se produit
Processus biologique par lequel un signal est convertir en un autre
- Une cellule source de signal produit un messager (molécule de signalisation)
- Le messager ne peut pas toujours entrer dans la cellule (hydrophile) donc il se lie à un récepteur membranaire
- Le récepteur est responsable de la tranduction du signal qui déclenche une cascade de réaction dans la cellule
Les cellules des organismes unicellulaires communiquent-elles entre elles et donne un exemple
OUI
- levures
Comment se lie le ligands/molécule de signalisation et le récepteur
Par les liaisons chimiques faibles
- force de van der waals
- pont hydrogènes
- lien ioniques
- interactions hydrophobes
*plus le nombre d’interactions est élevé, plus l’affinité sera forte
Quels sont les différents types de communication cellulaire et explique-les
Endocrine: une cellule source de signal envoie la molécule de signalisation via le sang pour atteindre la cellule cible (agit à distance) = communication lente
Paracrine: la cellule source de signal envoie le messager aux cellules avoisinantes (agit localement), lors d’inflammation ou de cicatrisation; pas de propagation à travers le corps
Autocrine: la cellule source de signal produit un messager qui agit sur cette même cellule = communication rapide
Neuronal: le signal traverse l’axone qui libère des neurotransmetteurs à courte distance pour agir sur le prochaine neurone = très rapide
Contact dépendant: contact direct entre les récepteurs ou les ligands de 2 cellules (communication très spécifique) souvent dans le système immunitaire
À quoi peut servir la signalisation autocine et paracrine (3 exemples)
- Maintien de l’identité cellulaire lors du développement: la cellule va produire un signal qui va renforcer son identité (autocrine) ou celle des cellules avoisinantes (paracrine)
- Réaction inflammatoire: la cellule va libérer un signal inflammatoire qui agit sur des cellules avoisinantes qui vont déclencher diverses réponses inflammatoires (vasodilatation, recrutement de cellules immunitaires)
- Apoptose: la cellule va produire un signal qui déclenche sa propre mort (autocrine) ou la mort de cellules avoisinantes (paracrine)
Par quel type de communication se produit l’activation des lymphocytes T auxiliaire et explique le processus
Communication dépendante du contact
Les lymphocytes T aUxillaire recoivent le signal des cellules présentatrices d’antigène (CPA) qui présente l’antigène via le complexe d’histocompatibilité de classe II (communication dépendante du contact)
Les récepteur du lymphocytes T auxiliaires activés (TCR) reconnaisse l’antigène et déclenche une réponse immunitaire spécifique
Communication paracrine
Les lymphocytes T auxiliaires libèrent des interleukines qui viennent se fixer sur les récepteurs des cellules immunitaires effectrices avoisinantes (lymphocytes B et lymphocytes T cytotoxiques)
Quels sont les 2 types de molécules de signalisation
Molécules hydrophiles:
- ne traversent pas la membrane plasmique donc possède des récepteurs à la surface de la MP
- peuvent circuler librement en milieux aqueux
Molécules hydrophobes:
- peuvent traverser la membrane plasmique
- viennent se fixer sur des récepteurs intracellulaire (noyau ou cytoplasme)
- se déplacent dans l’organisme en étant liées à des protéines porteuses (car hydrophobes)
Explique brièvement la transduction du signal externe
- Molécule de signalisation arrive sur le récepteur à la surface de la membrane
- Changement de conformation du récepteur
- Activation d’une cascade de signalisation (inhibition et activation de protéine): amplification des effets car une protéine activée en active plusieurs autres
- Activation d’une protéine cible qui change la forme d’une cellule, active/inhibe une enzyme, ou stimule la transcription d’un gène pour la synthèse protéique)
Quelles sont les différentes interactions possible pour une ligand et un récepteur
- Un même ligand peut agir sur différents récepteurs
ex: acétylcholine, domaine, sérotonine, insuline
= différentes cellules répondent au même signal, mais de manière différentes - Différents récepteurs activent différentes molécules de signalisation
- Différents ligands peuvent se lier au même récepteur
ex: caféine et adénosine
Donne un exemple de ligand qui peut agir sur différents récepteurs
Acétylcholine
- Cellule du myocarde: diminue la fréquence et la force des contraction cardique
- Glande salivaire: augmente la sécrétion de la salive
- Cellule musculaire: provoque la contraction des muscles
Comment la cellule est-elle soumise à différents signaux extracellulaire et que peut provoquer le relais de ce signaux
Parce qu’elle possède plusieurs récepteurs
Le relais de ces signaux peuvent interagir entre eux
De quelles façons les protéines de signalisation intracellulaire peuvent-elles agir comme commutateur moléculaire
- Par phosphorylation:
- l’addition d’un groupement phosphate par une protéine kinase qui hydrolyse l’ATP va ACTIVER la protéines
- la phophatatase retire le groupement phophate, ce qui DÉSACTIVE la protéine - Par une protéine liant le GTP
- La protéine liée au GTP va être ACTIVÉE
- ex: le transfert GDP en GTP sur la RAS par la RAS-GEF active RAS
- l’hydrolyse du GTP en GDP par l’activité GTPase de RAS qui se lie à la protéine va la DÉSACTIVER
- ex: RAS-GAP permet à RAS hydrolyser le GTP et favorise sa forme inactive sous forme GDP
Comment les signaux extra cellulaires peuvent-ils agir rapidement ou lentement
Rapidement: la cascade de signalisation va provoquer une changement de conformation et donc de fonction direct de la protéine cible: des secondes à minutes
Lentement: la cascade de signalisation va favoriser l’activation d’une protéine qui va provoquer la transcription d’un gène pour permettre la synthèse protéique: des minutes à des heures
Quels sont les messagers traversant la membrane cellulaire
Les hormones stéroidiennes
Explique la transduction du signal fait par les hormones stéroidiennes
- Hormone voyage dans le sang
- Atteint la cellule cible et traverse la MP pour se lier au récepteur intracellulaire qui est dans le noyau ou le cytoplasme
- Les récepteurs sont dits nucléaires, car ils finissent par se rendre dans le noyau pour agir sur la transcription de gènes
Comment est activé le récepteur intracellulaire de l’hormone stéroidienne
Le récepteur inactif est lié à une protéine inhibtrice
- L’hormone se lie au récepteur ce qui change sa conformation
- le lien avec la protéine inhibtrice se défait ce qui la détache du récepteur
- active le récepteur qui se lie à une protéine coactivatrice qui active la transcription du gène dans le noyau
Quelles sont les 3 grandes familles de récepteurs membranaires
- Récepteurs liés à une protéine G trimérique (GPCR): récepteurs possède 7 passages transmembranaires (7 hélices alpha dans le même polypeptide) ; les plus fréquents chez l’humain
- Récepteur liés à une enzyme (RTK): déclenche la phosphorylation de molécules dans la cellule
- Récepteurs liés à un canal ionique: moyen privilégié dans la communication neurone
Combien y-a-t-il de GPCR chez l’humain et la souris
humain: 700
souris 1000
Comment est structuré le récepteur couplés aux protéines G (GPCR)
- Récepteur membranaire qui traverse 7 fois la membrane
- possède une domaine extracellulaire, intramembranaire et intracellulaire
- la molécule de signalisation reconnait le domaine extracellulaire et le récepteur change de conformation
Comment fonctionne brièvement le GPCR
- Le ligand reconnait le domaine extracellulaire
- Changement de conformation du GPCR lui permet se lier à la protéine G
- Activation de la protéine G
- Protéine G active une enzyme et déclenche la cascade de signalisation
Quelles sont les 3 sous-unités de la protéine G et laquelle est la plus importante et pourquoi
alpha, bêta et gamma
alpha est la plus importante
- possède une activité GTPase: GTP en GDP
- active sous la forme GTP
- inactive sous la forme GDP
Explique les étapes d’activation et de désactivation du signal de la protéine G
- Messager se fixe sur le domaine extracellulaire du GPCR qui change de conformation
- Le GPCR recrute les protéines G associé au GDP
- Le GPCR induit un changement de conformation de la sous-unité alpha de la protéine G qui remplace le GDP par le GTP
- La forme active liée au GTP de la sous-units alpha active aussi les sous-unités bêta et gamma et peuvent se lier aux protéines cibles de la membrane: adénylate cyclase ou la phospholipase C (PLC)
- La sous-unité alpha possède une activité GTPase qui hydrolyse le GTP en GDP pour retrouver sa forme inactive
- La protéine G redevenue liée au GDP peut se lier à nouveau au récepteur GPCR
Quel est l’un des principe à la base de la signalisation
Le signal doit toujours être désactivé pour pouvoir se réactiver
Qu’est-ce qu’un second messager
Petites molécules produites par les enzymes de la signalisation quo activent d’autre protéines de la voies de signalisation pour amplifier le messager initial
Nomme deux protéines cibles de la protéine G
Adénylate cyclase
Phospholipase C
Quel est le second messager produit par l’adenylate cyclase
AMPcyclique
Explique le fonctionnement de l’activation de l’adenylate cyclase par la protéine G
- L’adenylate cyclase produit l’AMPcyclique à partir de l’ATP
- l’AMPc se lie à des enzymes dans le noyau ou le cytoplasme
- L’AMPc phophodiestérase arrête hydrolyse l’AMPc en AMP qui la désactive
À quoi se lie l’AMPc (quelle protéine active-t-elle)
à la protéine kinase A (PKA)
Comment l’AMPcyclique active la PKA
La PKA inactive possède deux sous-unités régulatrices et deux sous-unités catalytiques formant un hétérotétramère
2 AMPc se lient à chaque sous-unités régulatrices ce qui dissocient les sous-unités catalytiques qui deviennent actives et forment la PKA active
Quelles sont les deux types d’activation de signalisation par la PKA active lorsque l’adrénaline se lie au GPCR
1.PKA module l’activité des enzymes par phosphorylation = RAPIDE
- AMPc active la PKA
- PKA active phosphoryle la phophorylase kinase qui devient active
- la phosphorylase kinase phosphoryle la glycogène phophorylase dégrade le glycogène en glucose soluble
- Avec transcription de gène et synthèses protéique = lente
- AMPc active la PKA
- PKA active se déplace dans le noyau et phophoryle des protéines responsable de la transcription de gènes responsable de la production d’hormone ou de protéine impliquée dans la mémoire à long terme; synthèse protéique
Explique le chemin complet de l’activation des voies de signalisation par la récepteur GPCR
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Quels sont les 2 types de récepteurs liés à une enzyme
Récepteur dont la partie intracellulaire agit comme une enzyme elle-même
- le messager se lie à la partie extracellulaire qui lie les 2 dimères du récepteur qui va avoir une fonction enzymatique
Récepteur se lie à une enzyme lorsque le messager se lie au domaine extracellulaire
Quelles sont les 4 éléments de la structure générale du récepteurs lié à une enzyme
- Protéine transmembranaire
- Passe une seule fois à travers la membrane
- Possède une domaine extracellulaire
- Domaine intracellulaire a une fonction enzymatique ou est lié à une enzyme (souvent la tyrosine kinase
Quels sont les types de récepteurs liés à une enzyme
Facteurs de croissance, facteurs mitogène, facteurs de différenciation cellulaire, signaux de survie
Comment les récepteurs liés à une enzyme ont-ils été découverts
Pour leur rôle dans les réponses à des protéines de signalisation extracellulaire contribuant à la prolifération cellulaire (cancer)
Les récepteurs liés à des enzymes génèrent généralement des réaction lentes ou rapides
Lentes, car transcription de gènes
Quels sont les étapes qui mènent à la phosphorylation de chaque tyrosine du récepteur lié à une enzyme (RTK: récepteur tyrosine kinase)
- Messager vient se lier au récepteur
- Mène à la dimérisation du récepteur: ligand d’ibérique force deux monomères à se lier pour former un récepteur digère
- Le RTK sous forme de dimère met en contact les domaines kinases de chaque monomère qui phophoryle les tyrosine (résidu du récepteur)
- Les tyrosine phophorylées vont être des sites la liaison de protéines/molécule de signalisation qui vont engager une voie de signalisation cellulaire
- Les protéine liées au tyrosine phosphorylée possède des sites de liaisons/domaines SH2 et SH3 responsable des associations
Quelles sont les différentes protéines de signalisation liée à la tyrosine phosphorylée
- PI3 kinase
- RAS-GEF
- Phospholipase C (PLC)
- Protéines adaptatrices
Qu’est-ce qui est responsable de la spécificité d’association des protéines de signalisation liées à la tyrosine phosphorylée
les domaines SH2 et SH3
Qu’est-ce que le domaine SH2 et quels sont ses sous-unités
Domaine qui reconnait le déterminants structuraux des récepteurs phosphorylés et qui permet la liaison avec la tyrosine phophorylées
2 sous-unités:
1. reconnait la tyrosine phosphorylée et la lie
2. reconnait les acides aminés autour de la tyrosine phosphorylée: permet la liaison à une phosphotyrosine particulière
Qu’est-ce que le domaine SH3
Domaine qui permet l’interaction entre le récepteurs et d’autres molécules ayant des séquences riches en proline qui permettent de se lier à la protéines de signalisation
Explique les étapes de la signalisation du couplage du récepteur RTK à la voie de signalisation RAS
- le ligand se lie au récepteur qui se dimérise, provoque la phosphorylation des tyrosines par les domaines kinase
- protéine adaptatrice se lie aux phosphotyrosines via leur domaine SH2
- via le domaine SH3, la RAS-GEF se lie à la protéine adaptatrice
- RAS-GEF active RAS en provoquant le changement du GDPc lié à RAS par du GTP
- RAS est lié à la MP par un liaison lipidique
- activation de RAS lui permet d’interagir avec la MAPKKK et de l’activer
- MAPKKK phosphoryle la MAPKK qui phosphoryle MAPK
- MAPK:
- agit directement sur les protéine: module l’activité des protéines
- agit sur les facteurs de transcription des gènes (protéines) pour permettre la transcription de gène
L’activité de RAS est inhibé par son activité GTPase, la RAS-GAP qui hydrolyse le GTP en GDP pour désactiver RAS
Explique les étapes de la signalisation du couplage du récepteur RTK à la voie de signalisation PI3-kinase
- ligand se lie à RTK pour provoquer sa dimérisation, lie domaine kinase qui phophoryle les tyrosine
- phosphotyrisine du récepteur recrute et active la PI3-kinase qui s’y lie via son domaine SH2
- PI3-kinase phophoryle une phospholipide inositol de la membrane plasmique
- inositol phosphorylé attire à la membrane des protéines intracellulaire comme AKT qui implique deux kinases: PDR et mTOR
- les deux kinases phosphoryle et active AKT qui se détache de la membrane pour phosphoryler d’autres protéines en aval au niveau de leur sérine et thréonine
Explique comment AKT est impliquée stimule la survie
AKT phosphoryle BAD pour l’inactiver:
- lorsque non-phosphorylé, BAD est une protéine qui stimule l’apoptose et qui est lié à la protéine Bcl2 anti-apoptotique
- lorsque phosphoylé, BAD libère Bcl2 qui bloque l’apoptose pour permettre la survie
