Communication cellulaire - Rokeach

Question 1

À compléter: La communication cellulaire permet la _____ des activités biochimiques de la cellule.

Answer 1

Coordination

Question 2

Vrai ou faux. Les organismes unicellulaires sont incapables d’effectuer de la communication cellulaire.

Answer 2

Faux

Question 3

À compléter: Si une molécule de signalisation produite par une 1)_______________ ne peut pas passer à travers la 2)______________, elle devra se lier aux 3)_____________ de la 4) ____________ via des liaisons chimiques 5)____________.

Answer 3

1) Cellule de signalisation
2) Membrane cible
3) Récepteurs membranaires
4) Membrane cible
5) Faibles (ou non covalentes)

Question 4

Qu’est-ce que la transduction d’un signal?

Answer 4

Transformation d’un type de signal en un autre type.

Question 5

Quels sont les 4 types de communication cellulaire? Indiquez les sous-types s’il y a lieu et expliquez en quoi chacun d’entre eux consiste.

Answer 5

1. Endocrine:
   - Molécule de signalisation = hormone
   - Agit sur de longues distances
   - LENTE (pcq implique de nombreuses étapes)
2. Paracrine:
   - Principe: des molécules de signalisation produites par une cellule de signalisation vont se lier aux récepteurs membranaires des cellules adjacentes.
   - Agit sur de courtes distances et LOCALEMENT
3. 1 Autocrine:
   - Type de communication cellulaire paracrine
   - Principe: des molécules de signalisation produites par une cellule de signalisation vont se lier aux récepteurs membranaires de cette même cellule, ce qui va induire des réponses à l’intérieur de celle-ci.
   - Permet: maintient de l’identité cellulaire, apoptose, métastase, inflammation
4. Neuronale:
   - Signal parcourt de longues distances (axone)
   - Molécules de signalisation parcourent de petites distances (fente synaptique)
   - RAPIDE
5. Contact-dépendant:
   - Dépend du contact direct entre la cellule de signalisation et la cellule cible

Question 6

Vrai ou faux. Une même molécule de signalisation peut induire des réponses différentes dans des cellules différentes.

Answer 6

Vrai

Question 7

Vrai ou faux. Un récepteur ne peut pas lier plus qu’un type de ligand.

Answer 7

Faux

Question 8

Vrai ou faux. Un même ligand peut se lier à plusieurs récepteurs différents.

Answer 8

Vrai

Question 9

Expliquez la différence de réponses induites par une même molécule de signalisation variant d’un type de cellule à un autre (utilisez l’acétylcholine pour appuyez vos explications).

Answer 9

1. Liaison Ach avec les récepteurs des cellules du muscle cardiaque: diminue fréquence cardiaque
2. Liaison Ach avec les récepteurs des cellules des glandes salivaires: stimule la sécrétion de la salive
3. Liaison Ach avec récepteurs des cellules des muscles squelettiques: permettent contraction
   Donc, une même molécule de signalisation exerce des réponses différentes d’un type de cellules à un autre.

Question 10

À compléter: Malgré que la molécule de signalisation demeure inchangée, la différence de réponses induite d’une cellule à une autre est due ____________.

Answer 10

Au fait qu’elle se lie à différents TYPES de récepteurs, ce qui engendre une interprétation intracellulaire différente

Question 11

Vrai ou faux. Une cellule est constamment soumise à différents signaux extracellulaires.

Answer 11

Vrai

Question 12

À compléter: Une cellule est constamment soumise à différents 1)____________ parce qu’elle contient plusieurs 2)__________ différents.

Answer 12

1) Signaux extracellulaires

2) Récepteurs

Question 13

Quelles sont les étapes de la signalisation cellulaire concernant une molécule de signalisation hydrophobe (liposoluble)?

Answer 13

1) Hormone stéroïdienne (molécule de signalisation hydrophobe) va traverser directement la membrane cellulaire
2) H.S va se lier à son récepteur intracellulaire, ce qui va détacher la protéine inhibitrice à laquelle il était lié.
3) Une protéine co-activatrice va se lier au récepteur nucléaire, ce qui va activer la transcription d’un gène cible dans le noyau

Question 14

Quelles sont les protéines (mis à part les récepteurs) qui sont incluses dans les étapes de la signalisation cellulaire qui concerne des molécules de signalisation hydrophobe? Décrivez brièvement leurs rôles.

Answer 14

1. Protéine porteuse: se lient aux molécules de signalisation hydrophobes (ex. hormones stéroïdiennes) pour permettre leur circulation dans le sang
2. Protéine inhibitrice: les récepteurs intracellulaires, sous leur forme inactive, sont liés à des protéines inhibitrice.
3. Protéine co-activatrice: se lient aux récepteurs nucléaires liés à une hormone stéroïdienne pour activer la transcription d’un gène cible dans le noyau.

Question 15

À compléter: Les molécules de signalisation hydrophiles ne peuvent passer directement par la 1)__________. Ils doivent donc se lier à des 2)_____________.

Answer 15

1) Membrane cellulaire

2) Récepteurs membranaires

Question 16

Quels sont les 3 types de récepteurs membranaires auxquels une molécule de signalisation hydrophile peut se lier?

Answer 16

1) Récepteur couplé à une protéine G trimérique
2) Récepteur couplé à une enzyme (récepteur tyrosine kinase)
3) Récepteur couplé à un canal ionique

Question 17

Donnez quelques caractéristiques des récepteurs couplés à une protéine G trimérique (3).

Answer 17

1) Traversent la membrane cellulaire 7x (possède 7 passages membranaires)
2) 3 domaines: extracellulaire, intramembranaire, intracellulaire
3) 700 sortes chez l’humain; souvent la cible des médicaments (50%)

Question 18

Combien de sous-unités compte une protéine G trimérique? Donnez leur nom et décrivez-les brièvement.

Answer 18

3 sous-unités:

• Alpha (a une activité GTPase, activée lorsque liée au GTP, inactive lorsque liée au GDP)
• Bêta
• Gamma

Question 19

Vrai ou faux. Les hormones stéroïdiennes doivent être liées à des protéines porteuses pour être en mesure de circuler dans le sang.

Answer 19

Vrai

Question 20

Expliquez les étapes de la signalisation cellulaire concernant un récepteur couplé à une protéine G trimérique. (LONG)

Answer 20

1. D’abord, une molécule de signalisation hydrophile va se lier au domaine extracellulaire d’un récepteur couplé à une protéine G trimérique, ce qui va changer la conformation de ce dernier et donc, l’activer.
2. Le RCPG va ensuite activer la protéine G en poussant sa sous-unité alpha à éliminer son GDP et à le remplacer par du GTP.
3. La sous-unité alpha et la sous-unité bêta-gamma vont se détacher, et elles sont désormais activées.
4. La sous-unité alpha a désormais 2 types de cibles différentes: des enzymes telles que l’adénylate cyclase ou la phospholipase C, et des canaux ioniques (ne seront pas vus)
5. La sous-unité alpha va se lier à une enzyme, ce qui va l’activer et l’amener à produire plusieurs petites molécules appelées messagers secondaires: c’est l’étape de L’AMPLIFICATION DU SIGNAL
6. Ces messagers secondaires pourront ensuite se lier à d’autres protéines intracellulaires, ce qui entraînera une panoplie de réactions.

Question 21

Expliquez les étapes de la signalisation cellulaire concernant un récepteur couplé à une protéine G, et qui aboutit à l’activation de PKA (protéine kinase A).

Answer 21

1. Si la sous-unité alpha activée se lie à de l’adénylate cyclase, celle-ci sera activée, et va donc produire plusieurs messagers secondaires à partir de l’ATP: l’AMPc.
2. L’AMPc diffusera ensuite librement et pourra se lier à d’autres enzymes dans le cytosol ou le noyau, notamment la PKA
3. 2 AMPc vont se lier à chaque sous-unité régulatrice (2) par protéine kinase A, ce qui va détacher les sous-unités régulatrices des sous-unités catalytiques. Ces dernière sont désormais activées.
4. Les sous-unités catalytiques qui se retrouvent dans le noyau pourront permettre une réaction lente, c’est-à-dire la modulation de l’expression génique par la phosphorylation de protéines régulatrices de la transcription
5. Si les sous-unités catalytiques de la PKA restent dans le cytosol, elles pourront permettre une réaction rapide, c’est-à-dire une modulation de l’activité catalytique des enzymes par leur phosphorylation.

Question 22

Quels sont les 2 types de réactions permises par la PKA?

Answer 22

1) Réaction rapide: si la PKA demeure dans le cytosol, elle permettra la modulation de l’activité catalytique des autres enzymes par leur phosphorylation
2) Réaction lente: si la PKA se rend au noyau, elle permettra la modulation de l’expression génique par la phosphorylation de protéines régulatrices de la transcription.

Question 23

Expliquez comment l’AMPc active la PKA.

Answer 23

1. Chaque sous-unité régulatrice de la PKA se liera à 2 AMPC, ce qui fera en sorte que les sous-unités régulatrices et les sous-unités catalytiques vont se détacher.
2. Les sous-unités catalytiques sont désormais activées et permettront 2 types de réactions: une rapide et une lente.

Question 24

Qu’est-ce que l’amplification du signal?

Answer 24

Se produit lorsqu’une sous-unité alpha active (appartenant à une protéine G trimérique) se lie à une autre enzyme, laquelle va s’activer à son tour et produire, par conséquent, plusieurs petites molécules appelées messagers secondaires.

Question 25

Comment s’effectue la dégradation du glycogène en glucose par l’adrénaline?

Answer 25

1. Adrénaline va se lier à un récepteur couplé à une protéine Gs, qui va changer de conformation, ce qui va l’activer.
2. GPCR active la protéine Gs en poussant sa sous-unité alpha à éliminer son GDP pour le remplacer par du GTP.
3. Sous-unité alpha et sous-unités bêta gamma se détachent, et sont désormais activées.
4. Sous-unité alpha se lie et active l’adénylate cyclase, ce qui augmente la production d’AMPc
5. AMPc, produit à partir de l’ATP, active la PKA qui va activer la phosphorylase kinase qui, elle, active à son tour le glycogène phosphorylase (dégrade glycogène en glucose)

Question 26

Quelle enzyme est ultimement responsable de dégrader le glycogène en glucose?

Answer 26

Glycogène phosphorylase

Question 27

Quelle enzyme est chargée d’activer le glycogène phosphorylase?

Answer 27

Phosphorylase kinase

Question 28

Quelle famille de protéines G l’adrénaline stimule-t-elle?

Answer 28

Gs: active l’adénylate cyclase

Question 29

Qu’est-ce qui détermine la cible de la sous-unité alpha une fois activée (ex. si elle va inhiber ou activer une enzyme)?

Answer 29

La famille de protéines G à laquelle le récepteur est lié. Par exemple, si le récepteur est couplé à une protéine Gs, alors il en résultera une activation de l’adénylate cyclase. Si le récepteur est couplé à une protéine Gi, il en résultera une inhibition de l’adénylate cyclase. Si le récepteur est couplé à une Gq, il en résultera une activation de la phospholipase C.

Question 30

Quelles sont les familles de protéines G? Quel est leur rôle?

Answer 30

1. Protéine Gs: active adénylate cyclase
2. Protéine Gi: inhibe adénylate cyclase
3. Protéine Gq: active phospholipase C

Question 31

À compléter: L’adrénaline, via une cascade de réactions, permet non seulement la dégradation du 1) ________ en 2) _______ (réaction: 3) ________), mais aussi la 4)_________ (réaction: 5) ________).
Au numéros 3) et 5): répondre par rapide ou lente.

Answer 31

1) Glycogène
2) Glucose
3) Rapide
4) Transcription (de gènes cibles dans le noyau)
5) Lente

Question 32

Vrai ou faux. L’adrénaline, lorsqu’elle se lie à un récepteur couplé à une protéine Gi, permet, via une cascade de réactions, la transcription de gènes cibles dans le noyau.

Answer 32

Faux, elle doit se lier à une protéine Gs.

Question 33

Vrai ou faux. L’adrénaline permet uniquement des réactions rapides.

Answer 33

Faux, elle permet aussi des réactions lentes.

Question 34

Comment l’adrénaline permet-elle la transcription de gènes cibles?

Answer 34

1. D’abord, elle se lie au domaine extracellulaire d’un récepteur couplé à une protéine Gs, ce qui va changer sa conformation et l’activer.
2. Le GPCR va activer la protéine Gs en poussant sa sous-unité alpha à éliminer son GDP pour le remplacer par du GTP.
3. Sous-unité alpha se détache de la sous-unité bêta gamma, et sont donc activées.
4. Sous-unité alpha activée se lie à l’adénylate cyclase qui, elle, va produire plusieurs petites molécules appelées messagers secondaires: l’AMPc
5. L’AMPc va diffuser librement. Puis, 2 AMPc par sous-unité régulatrice de la PKA vont les activer, ce qui va les détacher des sous-unités catalytiques. Ces dernières sont désormais activées.
6. PKA va permettre la modulation de l’expression génique par la phosphorylation de protéines régulatrices de la transcription dans le noyau: RÉACTION LENTE.

Question 35

Expliquez la voie de signalisation concernant un récepteur couplé à une enzyme.

Answer 35

1. Une molécule de signalisation hydrophile va se lier au domaine extracellulaire du récepteur couplé à une enzyme (récepteur tyrosine kinase), ce qui va causer la dimérisation du RTK et donc, la mise en contact des domaines kinases.
2. Phosphorylation réciproque des tyrosines des domaines intracellulaires.
3. Tyrosines phosphorylées (phosphotyrosines) pourront agir comme site de liaison spécifique pour d’autres protéines intracellulaires (dans la voie de signalisation de la MAP-kinase: protéine adaptatrice; dans la voie de signalisation du PI3K: PI3K)

Question 36

Expliquez la voie de signalisation de la MAP-kinase (récepteur couplé à une enzyme).

Answer 36

1. Protéine adaptatrice va lier son domaine SH2 aux tyrosines phosphorylées du RTK et va lier son domaine SH3 à la protéine RAS-GEF (ou protéine activatrice de RAS)
2. Protéine RAS-GEF va ensuite remplacer le GDP du RAS par un GTP, ce qui va l’activer.
3. Le RAS activé va ensuite activer la MAP-kinase kinase kinase qui va phosphoryler et activer la MAP kinase kinase qui va phosphoryler et activer la MAP kinase qui, elle, se chargera ultimement de 2 types de réactions intracellulaires:
   1) Réaction lente: modulation de l’expression génique
   2) Réaction rapide: modulation de l’activité de protéines

Question 37

Comment s’effectue la régulation du RAS? (activation; désactivation)

Answer 37

RAS couplé au GDP est inactif. Son activation s’effectue par la protéine RAS-GEF, qui remplace le GDP par le GTP. Son inactivation se fait par le GAP, qui remplace le GTP par du GDP.

Question 38

Expliquez la voie de signalisation de PI3K (VOIE DE SURVIE).

Answer 38

1. Molécule de signalisation de SURVIE se lie au RTK, ce qui l’active.
2. RTK active ensuite PI3K qui, lui, va phosphoryler un phosphatidylinositol de la membrane plasmique.
3. Le PI phosphorylé va attirer d’autres protéines intracellulaires dont l’AKT qui, lui, sera phosphorylé et activé par 2 kinases: mTor et PDK
4. AKT activé va se libérer de la membrane plasmique pour phosphoryler d’autres protéines en aval dont le Bad (protéine pro-apoptotique), ce qui libère BCL2 (protéine anti-apoptotique) et donc, inhibe l’apoptose.

Question 39

Que sont les domaines SH2 et SH3?

Answer 39

Ce sont les domaines que l’on retrouve au niveau des protéines intracellulaires qui se lient aux tyrosines phosphorylées des domaines intracellulaires du RTK.

• SH2: a deux sous-domaines:
  1) Reconnaissance des tyrosines phosphorylées (phosphotyrosines)
  2) Reconnaissance de la séquence d’AA autour des tyrosines phosphorylées
• SH3: permet les interactions spécifiques entre le récepteur et des molécules ayant des séquences riches en proline

Question 40

Quelle est la structure d’un récepteur couplé à une enzyme.

Answer 40

• 1 passage membranaire
• 2 domaines: extracellulaire (lie le ligand) et intracellulaire (a une fonction catalytique ou lié à une enzyme)
• Rôle: souvent croissance et prolifération des cellules DONC, permet des réactions lentes impliquant la modulation de l’expression génique

Question 41

Quelles sont les deux réactions permises par l’adrénaline? Via quel récepteur agit-elle?

Answer 41

1. Dégradation du glycogène en glucose
2. Transcription de gènes cibles dans le noyau (modulation de l’expression génique)
   Via récepteur couplé à une protéine Gs

Question 42

Dans quelle réaction sont impliquées les enzymes phosphorylase kinase et glycogène phosphorylase?

Answer 42

Dégradation du glycogène en glucose par l’adrénaline.