Cours 4 Flashcards
CDK kinase
Cycline dépendant kinase
Permet de faire avancer le cycle cellulaire
Quels sont les maîtres de la régulation du cycle cellulaire?
CDK kinases
Cyclines
G2 =
Phase finale de méiose
Les cellules humaines complètent le cycle en combien de temps?
24h
Vrai ou faux, en général, les cellules saines et différenciées ne se divisent plus
Vrai
Les cellules post-mitotiques ont sortie du cycle cellulaire en G1 pour entrer dans quelle phase?
G0 ou quiescence
Quand est-ce que les cellules peuvent quitter la phase G0
Quand elles reçoivent les signaux de régulation adéquats pour retourner en réplication active
Le cycle cellulaire est régulé par 2 complexes qui stimulent la dégradation
APC/C
SCF
SCF
Complexe protéique
Ubiquitine ligase
CDK
Kinases dépendantes des cyclines
Inactive si pas associé à cycline (ne peut pas phosphoryler leurs substrats)
Expression plutôt uniforme durant le cycle cellulaire
Régulées par Phosphorylation et déphosphorylation
Cycline
Expression restreinte à une période définie du cycle cellulaire
Quelles sont les 3 règles associées aux CDK
- Actives seulement si liées à une sous-unité régulatrice (protéine cycline)
- Différents complexes de CDK-cycline initient différentes phases du cycle cellulaire
- Plusieurs mécanismes assurent l’activité spécifiques des CDKs
G1 et G1/S CDK
Facilitent l’entrée du cycle cellulaire
S CDK
Cause l’initiation de la phase S
M CDK
Initié les événements de la mitose
Quels sont les 3 mécanismes qui assurent l’activité spécifique des CDK?
- CDK peut s’associer avec différentes cyclines mais seulement 1 à la fois
- Expression des cyclines est régulée durant le cycle cellulaire et leur stabilité est régulée par la dégradation (Protéases)
- Activité des CDK est aussi régulée par la Phosphorylation et la déphosphorylation
Combien de CDK chez mammifères et combien contrôle le cycle cellulaire?
20
4 contrôle cycle
Tableau : CDK1
Cycline A et B
Mitose
Tableau : CDK2
Cycline A et E
Phase S
Tableau : CDK4
Cycline D
Phase G1
Tableau : CDK6
Cycline D
Phase G1
T-loop
Boucle peptidique qui bloque le site catalytique des CDKs
Forme libre = bloque l’accès au substrat à phosphoryler
Liaison avec cycline = Libération du site actif de la CDK (ATP)
Liaison avec cycline et phosphorylé (P-Thr160) = Complexe 100x plus actif
CAK
CDK activating kinase
Phosphorylé la Thréonine 160 de la CDK
Y15 et T14
Phosphorylations qui inhibent l’activité des CDKs
Régulation des CDK par transcription
- Moduler l’expression des cyclines pour permettre la transcription
- Agents mitogènes stimulent expression des facteurs de transcription qui vont induire l’expression des cyclines
- Ces facteurs sont activés pour induire production des cyclines
Myc
Induit les cyclines de la phase G1
Agents mitogènes
Molécules qui induisent la croissance et la prolifération cellulaire
Activent l’entrée dans le cycle cellulaire
Régulation des CDK par Phosphorylation/déphosphorylation
- Pour être active, les CDK doivent être phosphorylées sur la thréonine 160 par la CDK
- 2 sites conservés de la Phosphorylation par la kinase Wee1 qui inhibe l’activité (Y15 et T14) en bloquant le site catalytique
- Phosphatase CDC25 retire les groupements phosphates sur Y15 et T14
Wee1
Kinase qui inhibe l’activité (de Y15 et T14) en bloquant le site catalytique
L’activité de Wee1 est forte en S et G2 et réduite en M
CDC25
Phosphatase qui retire les groupements phosphates sur Y15 et T14
Active l’activité des CDK
Cyclines
- Cofacteur des CDK
- Pas d’activité catalytique, leur activité est définir par les CDK quand lié
- Généralement présentes dans leur phase seulement
- Surtout régulées par la transcription et la dégradation via protéasome (donc activité non-réversible)
Classes des cyclines
Chaque classe a une structure particulière, mais toutes ont séquence conservé de 100 aa
G1
G1-S
S
M
Protéasome
Dégradé les protéines
Peuvent donc réguler le cycle cellulaire
Complexe E3 ubiquitine ligase
SCF pour la phase S
APC/C anaphase promoting complex pour la phase M
Protéines inhibitrices de CDKs
CDKi
Lient directement le complexe CDK-cycline donc complexe devient inactif
INK4/p16
p21, p27, p57
INK4 et p16
Bloquent le G1/S
Se lient à CDK4 et CDK6
Empêche la formation du complexe actif avec la cycline D
p21, p27, p57
Bloquent G1/S et S
Essentielle pour empêcher l’entrée prématurée en mitose
Se lient à CDK2
Doivent être dégradés avant la réplication de l’ADN
Cycline de G1 (cycline D)
- Coordonne le cycle cellulaire en fonction du milieu extracellulaire + microenvironnement
- Induite ou inhibé par signalisation cellulaire
- Se lient à CDK4 et CDK6
Cycline de G1/S (Cycline E)
Se lient à CDK2
S’accumulent en fin de G1, sommet en S et diminue à fin de réplication
Fonction primaire = propulser le début de la phase S avec l’aide des cyclines de la phase S
Cycline de S (Cyclines A et E)
Présentes à partir de G1/S et durant phase S, diminue au début de la mitose
Se lient à CDK2
Activent la synthèse d’ADN durant la réplication
Cycline de M (cycline A et B)
Se lient à CDK1
Synthétisées durant la phase S et G2
Inactivent tant que l’ADN n’est pas répliqué
Responsable de la phosphorylation de protéines permettant de mettre en place la mitose
Complexe APC/C en lien avec cyclines de M
Promeut la dégradation des cyclines de S et mitotiques, ce qui met fin à mitose et permet le désassemblage de composantes spécifiques
Rb
Se lie à E2F
Prévient la transcription de pls gènes du cycle cellulaire
Cdc14
Phosphatase
Active Cdh1 pour dégradé les cyclines mitotiques
L’addition d’agents mitogènes active le cycle cellulaire via quoi?
Via la transduction de signal initiée par certaines récepteurs à Tyrosine kinase (puis active facteurs de transcription et cela induit expression des cyclines)
Myc
Facteur de transcription
Induit la transcription des gènes de cyclines de la phase G1 (cycline D)
Les mitogènes régulent négativement quoi?
L’expression des inhibiteurs de CDK (CDKi) qui empêche la progession du cycle cellulaire
En G0, E2F est inactif à cause de quoi?
Liaison avec Rb
L’activité CDK est stimulé par quoi?
Par facteurs de croissance et donc augmente en G1
Quand stimulation par facteur de croissance, c’est quoi l’impact sur CDK4/6-Cycline D?
Ce complexe va phosphoryler Rb et causé sa déstabilisation et va donc libérer E2F
E2F active quoi?
Active la transcription des cyclines de la phase S (cycline a et e)
Lorsque les niveaux de CDK2/Cycline E sont suffisant ça fait quoi?
Cellule passe le point de restriction R et entame la phase S et la duplication des centrosomes
Quels signaux régulent négativement la division cellulaire?
Anti-mitogènes empêche l’entrée dans le cycle cellulaire
TGF-B
Stimule directement l’expression de p16 et INK4
Stimule la transcription de p16 et INK4 qui sont des inhibiteurs de CDK
Durant quelle phase, les CDK maintiennent la phosphorylation de Rb?
Phase S, G2 et M
Après la mitose, que cause la dégradation des cyclines des phase S et M
Causent une réduction importante de la phosphorylation de Rb
Donc favorise la réformation du complexe Rb-E2F = cause arrêt du cycle cellulaire
p27
- CDKi qui inhibe la réplication de l’ADN et phase S
- Prévient l’activation prématurée des CDK-cyclines de la phase G1/S et S
- Liaison de p27 au complex CDK2/Cycline E empêche la phosphorylation de Rb et donc de la transcription des gènes de la phase S
Dégradation de p27
- Par SCF
- Dégradée par le protéasome durant la transition au début de la phase S pour permettre la réplication de l’ADN
- quand accumulation de complexes CDK-Cycline G1/S et S = permet phospho de p27
- Permet l’activation des CDK-cyclines de la phase S qui vont phosphoryler les substrats de la réplication d’ADN
SCF
- Dégrade CDKi p27, ce qui relâche l’activité des complexes CDK-cyclines de la phase S
- Ces complexes permettent l’attachement des facteurs de réplication et aussi marque protéines Cdc6 et Cdt1 pour la dégradation PAR le complexe SCF pour éviter de recommencer la réplication
Durant la réplication, les chromatides soeurs deviennent liées par quoi?
Cohésines
Scc1
Va être cliver par le complexe séparase
Polo kinase et Aurora B kinase
Phosphorylation des cohésines pour dégrader la protéine sororin
Mei-S332/Shugoshin-PP2A
Phosphatase pour protéger les cohésines au niveau des centromères
Recruter à la fin de la phase S
Coat
Ajoute des groupes acétyles sur les cohésines pour empêcher leur dissociation prématurée (stabilise leur attachement)
Sororin
Stabilise les cohésines après acétylation par CoAT
Définir : Après la phase S, la phase G2/M
- Pôles mitotiques centrosomes migrent aux pôles opposés
- Les fuseaux mitotiques sont polymérisés
- Les chromosomes sont codensés et se font attacher aux fuseaux mitotiques via leur kinétochore sur leur centromère
- L’enveloppe nucléaire est désassemblée et les organites sont modifiés
Chez mammifères, parler de CDC25 et Wee1
Plusieurs CDC25 et Wee1 qui sont activées à différents étapes du cycle cellulaire
Décrire le réseau de lamines durant la mitose simplement
Réseau de lamines est désassemblé par phosphorylation durant la mitose
Qu’est-ce qui provoque la phosphorylation des lamines et ça permet quoi?
- CDK-cycline M provoquent la phosphorylation des lamines
- Cela permet la dissolution de la membrane nucléaire
- En télophase, les phosphatases retirent le groupement phosphate, ce qui permet de reformer le réseau de lamines
Rôles des CDK mitotiques (cycline A et B)
- Association des centrosomes pour permettre leur maturation
- Au noyau = stimulation de la condensation des chromosomes
- CDK mitotiques collaborent avec kinases (ex. Polo + Aurora) pour réguler les fuseaux mitotiques + pôles mitotiques
- Stimule la dissociation du noyau en phosphorylant 3 types de lamine
- Phosphoryle certaines nucléoporines ce qui facilite leur désassemblage + le désassemblage de protéines transmembranaires
But général des CDK mitotiques
Réduire au maximum les liens entre la chromatine et la membrane nucléaire pour permettre sa rétraction et sa dissolution
En anaphase, la séparation des chromatides soeurs débute avec quoi?
Dégradation des cohésines
Séparase
Anaphase : Protéase qui coupe les sous-unités Scc1 des cohésines
Avant anaphase : Lié à une protéine inhibitrice (Sécurine)
Complexe APC/C-Cdc20
Ubiquitine la Sécurine, ce qui stimule sa dégradation par le protéasome et permet de stimuler l’activité protéolytique de la séparase
APC/C Cdh1
- Régule la stabilité des cyclines de la phase S et M
- CDK-cycline phase G1/S phosphorylise Cdh1 pour que APC/C devienne instable pour que cyclines se stabilisent
CDC14
Après la mitose, CDC14 phosphatase déphosphoryle Cdh1 = active le complexe APC/C Cdh1 + permet de dégrader les cyclines M pour sortir de la mitose et entrée en G0/G1
Pour conclure la mitose et en sortir, les substrats des CDK mitotiques doit être quoi? Et faire quoi?
Doivent être déphosphorylés
(Désassemblage du fuseau mitotique, Réformation de la membrane nucléaire, Décondensation des chromosomes, Initiation de la séparation des cellules filles)
Comment se passe la déactivation des CDK mitotiques?
- Complexe APC/C Cdh1 promeut la dégradation des cyclines mitotiques
- Phosphatase Cdc14 exécute la déphosphorylation des substrats des CDK mitotiques
Point de restriction où dans le cycle cellulaire
À la fin de G1
Point de contrôle se trouve où?
Entre fin de G2 et début M
Nommez plusieurs points de surveillance contrôle le cycle cellulaire.
- Surveillance de la croissance
- Surveillance de l’intégrité de l’ADN
- Surveillance du positionnement du fuseau mitotique
Quelles sont les 3 voies qui sont activées par les facteurs de croissance et qui régulent positivement le cycle cellulaire?
Ras
AMPK
mTOR
Nommez 2 trucs responsables de la réponse aux dommages à l’ADN
Activation de p53 et p21
Inhibition de Cdc25 (donc inhibition des CDKs)
Knl1
Quand kinétochore n’est pas attaché, cette composante est phosphorylé par Mps1
Quand phosphorylé = lie le complexe kinase Bub1-Bub3-Mad3
Mps1
Phosphoryle Knl1 quand kinétochore n’est pas attaché
Bub1-Bub2-Mad3
Recrute le complexe Mad2 dans le kinétochore
Mad2
Quand forme active (lié à Bub1-Bub3-Mad3), lie le complexe inhibiteur de point de contrôle mitotique (MCC), cela empêche APC/C-Cdc20 de reconnaître et d’ubiquitiner son substrat
Quand tous les microtubules sont attachés ça fait quoi?
= Génère tension et phosphatase désactive Knl1 + tout le complexe MCC
p31 comet
Empêche Mad2-A de lier le complexe APC/C-Cdc20
Déstabilise MCC
MCC
Quand attaché à APC/C-Cdc20, ça rend le complexe inactif
