Communication cellulaire Flashcards
Quels sont les principes généraux de la communication cellulaire?
Mécanismes pour répondre aux changements
physiques et chimiques de l’environnement
se sont développés depuis les unicellulaires
Quels sont les quatre modes de signalisation cellulaire?
- Contact dépendante: le ligand reste fixé à la surface de la cellule émettrice
- Signalisation paracrine: affecte les cellules dans
l’environnement immédiat - Signalisation synaptique: Une signalisation
pour les longues distances - Signalisation endocrine: Fait intervenir les
hormones sécrétées dans le sang
Qu’est-ce qu’un ligand? Qu’est-ce qu’un récepteur?
1) Ligand: Protéine, peptide ou petite molécule (ex: médicament); généralement soluble, extracellulaire (exceptions); constitue le 1er messager
2) Récepteur: servent à la réception des signaux. Ce sont:
– Protéines: modifiées ou non (post-traductionnel)
– Habituellement situés à la surface, mais peuvent aussi être présents dans le cytosol ou le noyau
– Activent une ou des voies de signalisation
intracellulaires –> cibles spécifiques
Comment les cellules sont programmées pour répondre à des combinaisons spécifiques de molécules de signalisation extracellulaires?
Les cellules sont exposées à des centaines de signaux (facteurs de stress, signaux physiologiques…). Elle doit pouvoir intégrer un nombre presqu’illimité de combinaisons de signaux, d’où la complexité. Les récepteurs permettent une réponse sélective aux molécules de signalisation. => Mène au contrôle de:
1. La survie
2. La prolifération
3. La différenciation
Le signal induit une réponse en fonction de l’état de détermination de la cellule, des gènes exprimés, i.e. de sa capacité à répondre dans un sens ou dans l’autre.
Sans signal, la cellule déclenche l’apoptose.
Donner les définitions des concepts suivant:
- Agoniste
- Antagoniste
Agoniste: molécule qui se lie à un récepteur
spécifique et qui déclenche les mêmes effets que le
ligand naturel = un amplificateur (substance analogue)
Antagoniste: molécule qui se lie à une molécule
de signalisation ou son récepteur spécifique à la place
du ligand naturel ou de l’agoniste, et bloque son
activité (ex: médicaments anti-cancéreux tels flutamide et tamoxifène)
Quelles sont les différences entre seconds messagers et protéines de signalisation?
- Seconds messagers:
• Produits en grand nombre, diffusent rapidement
• AMPc, Ca2+ (diffuse au cytosol), NO, Zn, O2
• Diacylglycérol (DAG: diffuse dans la membrane)
• Transmettent le signal aux protéines de signalisation - Protéines de signalisation:
• Grosses molécules
• Produisent de petits médiateurs
• Activent la protéine de signalisation suivante: sentier
Que fait l’addition ou la perte d’un groupement phosphate ou la liaison de GTP?
Cela active ou inactive les deux principales classes de commutateurs moléculaires (Protéines phosphorylées (-PO4) et Protéines liant le GTP
Quel est le fonctionnement général des voies de signalisation intracellulaires et le rôle des différents types de protéines de signalisation impliquées dans la transduction du signal depuis la membrane jusqu’au noyau?
La communication entre cellules se fait essentiellement par des molécules de signalisation extracellulaires (1er messager)
La réception du signal dépend de récepteurs protéiques membranaires, pour la plupart.
Les protéines intracellulaires de signalisation (souvent des kinases) permettent des cascades de réactions pour transmettre le signal.
La voie de signalisation débouche sur des protéines cibles qui affectent le comportement de la cellule selon le signal.
Quels sont les principaux domaines de liaison modulaire et comment fonctionnent ces domaines dans la signalisation intracellulaire?
• SH2: domaine d’homologie Src2 • PTB: phosphotyrosine-binding domain – SH2 et PTB lient les Tyr-PO4 • SH3: domaine d’homologie Src3: – lie une séquence riche en Prolines • PH: domaine d’homologie à la pleckstrine (principal substrat de la PKC dans les plaquettes) – lie les PIP membranaires
Comment fonctionnent les trois types de complexes de signalisation intracellulaire qui augmentent la vitesse, l’efficacité et la spécificité de la réponse?
1) Complexes de signalisation pré-formés sur les protéines d’échafaudage (scaffold proteins)
2) Assemblage du complexe de signalisation sur un récepteur activé
3) Assemblage du complexe de signalisation sur
des sites d’arrimage de phosphoinositides
Expliquer le concept d’intégration du signal.
La cellule doit souvent intégrer l’information (les signaux) provenant d’origines distinctes. Tous les signaux sont pris en compte et le signal le plus fort déterminera le comportement de la cellule.
Quelles sont les rois grandes classes de récepteurs membranaires?
Récepteurs couplés aux
- canaux ioniques
- protéines G
- aux enzymes
Quelle est la différence entre une réponse rapide, une réponse lente et une réponse transitoire?
a. Réponse lente si requiert l’expression de gènes et la synthèse de nouvelles protéines
b. Réponse rapide si requiert la modification de protéines déjà existantes (phosphorylation ou autres modifications post-traductionnelles; canaux ioniques)
c. Réponse transitoire: contôle de la durée de la réponse par 1. Par l’alternance entre une forme active et inactive (via l’effaceur: phosphatase ou GAP)
2. Par la stabilité de la molécule
La réponse cesse quand le signal et la signalisation cesse
Comment la demi-vie d’une molécule de signalisation peut affecter la vitesse à laquelle une cellule peut répondre à l’arrivée ou à l’arrêt d’un signal?
La vitesse à laquelle la cellule répond à l’arrivée ou l’arrêt d’un signal dépend de la stabilité des molécules de signalisation affectées par ce signal. La réponse cessera plus ou moins vite selon que la molécule signalisatrice affectée par ce signal est stable (longue demi-vie) ou labile (courte demi-vie).
Quelles sont les différences entre une réponse progressive (ou additive), discontinue (ou « tout
ou rien ») et coopérative.
Réponse progressive (ou additive): proportionnelle à
la force du signal, hyperbolique
Réponse abrupte (ou coopérative) : pas de réponse au-delà d’un seuil
- discontinue (ou « tout ou rien »): passage abrupt au-delà d’une concentration du signal, ou par rétrocontrôle positif
- sigmoïdale: Pas de réponse à faibles [ligand].
Comment les mécanismes de rétrocontrôle positif et négatif affectent la réponse à un signal?
Avec le rétrocontrôle positif, une fois activé, la réponse persiste même si le signal disparaît.
Avec le rétrocontrôle négatif:
Si le rétrocontrôle est rapide –> réponse brève –> diminution de la réponse
• Si le rétrocontrôle est retardé –> réponse oscillante –> laisse le temps au système de se réactiver complètement
Par quels mécanismes sont contrôlés un système bistable et une réponse oscillante?
Le système bistable se produit lors d’un rétrocontrôle positif. Le système va soit être allumé ou éteint.
Une réponse oscillante se produit lors d’un rétrocontrôle négatif retardé et est contrôlée dans le temps. La réponse cesse rapidement quand le signal cesse même si la protéine est très stable.
Par quels mécanismes les cellules peuvent-elles ajuster leur sensibilité à un signal?
L’exposition prolongée au stimulus diminue la réponse de la cellule à ce signal (processus de désensibilisation) . Cela peut se produire de différentes façons: en affectant soit les récepteurs ou les protéines de signalisation.
Par quels mécanismes fonctionnent les récepteurs couplés aux protéines G?
Lorsqu’un ligand se lie à un récepteur couplé à une protéine G, cela provoque un changement de conformation qui permet à une protéine G de se lier. Dans la protéine G, le domaine AH de la sous-unité α fait des échanges GDP –> GTP. La sous-unité α peut être inactivée par son activité GTPase intrinsèque ou/et une GAP: RGS (Regulator of G protein signaling).
Quel est le rôle de l’AMPc dans le fonctionnement des CPRG?
Dans la voie de l’adénnylate cyclase, lorsque celle-ci est active, elle convertit l’ATP en AMPc. L’AMPc se lie ensuite à une sous-unité régulatrice de la PKA, se qui permet l’activation des 2 sous-unités catalytiques. La PKA est ainsi activée et se rend au noyau pour phosphoryler un facteur de transcription (CREB).
+ AKAP qui lie les sous-unités régulatrices de PKA
et l’ancre sur cytosquelette ou une membrane
Quel est le rôle du Ca2+ et des inositol phospholipides dans le fonctionnement des CPRG?
Le CPRG activé, active à son tour une protéine Gq. Celle-ci active la phospholipase c-β qui va couper le PIP2 en en IP3 et DAG. IP3 se lie à des cannaux Ca2+ dépendant du RE. La Ca2+ sort et se lie à la PKC. Elle se lie à DAG et est activée. Elle peut ainsi phosphoryle des protéines cible et continuer la voie de signalisation.
Quelles sont les étapes du mécanisme de la signalisation par le monoxyde d’azote (NO)?
- Nerfs des parois des vaisseaux sanguins libèrent acétylcholine qui active RCPG sur cellules endothéliales
- RCPG active Gq, qui stimule la synthèse de IP3 et la libération de Ca+2 qui active l’enzyme qui synthétise le NO (NOS)
- Les cellules endothéliales répondent à l’acétylcholine en libérant du NO (second messager)
- Qui relâche les muscles lisses de la paroi qui se dilate
Par quel mécanisme fonctionne le citrate de sildénafil (Viagra)?
Le NO est produit par la désamination de l’arginine par la NO synthase (NOS). Le NO se lie au fer de la guanylyl cyclase. Cela catalyse la réaction GTP–> GMPc, ce qui permet de maintenir la vasodilatation.
Une phosphodiestérase dégrade le GMP cyclique rapidement pour maintenir un équilibre avec la production de GMP cyclique par la guanylate cyclase. Le Viagra inhibe la phosphodiestérase stabilisant ainsi le GMP cyclique dans les muscles lisses. Le GMP cyclique maintient donc les vaisseaux sanguins dans un état de vasodilatation ce qui augmente le flux sanguin.
Par quels mécanismes fonctionnent les récepteurs à activité tyrosine-kinase (RTK), incluant les mécanismes d’activation et d’inhibition?
Activation: 1) Liaison du ligand –> dimérisation et activation des domaines kinase, 2) auto/transphosphorylation 3) activation complète + formation de sites d’arrimage –> recrutement
4) Formation de complexes de signalisation pour différentes voies
Inhibition: Des protéines à domaines SH2 (ex: c-Cbl) lient les RTK via P-Tyr et vont causer leur inhibition
