Cours 7 - Cycle cellulaire partie 1 Flashcards
Pourquoi s’intéresser au cycle cellulaire ? (3)
1- À la base, le cycle cellulaire est absolument essentiel pour la formation et la survie d’organismes
multicellulaires
2- Plusieurs processus développementaux dépendent de cycles cellulaires spécialisés
3- La prolifération aberrante des cellules cancéreuses dépend d’altérations du cycle cellulaire
(simultanément une conséquence et une cause du cancer)
Mitose vs division mitotique ?
- Mitose : étape du cycle cellulaire qui contient l’acte de la division
- Division mitotique : cycle cellulaire normal complet chez les eucaryotes
Est ce qu’un cycle non standard donnent nécessairement des cellules anormales ?
Non y’a des cycles cellulaires atypiques (ne sont pas pour autant nocifs)
Donne 4 exemples de cycles cellulaires atypiques
- Niches et cellules souches (asymétrie) : avec neuroblaste par exemple
- Stress (polyploïdie) : polyploïdie résulte de l’endoréplication (réplication sans cytokinèse) dans les
cellules du foie et certains tissus spécialisés : larve de drosophile ou cardiomyocytes - Différentiation (endoréplication et mitose acytokinétique) dans le coeur
- Spécialisation (tétraploïdie et sénescence) placenta
Qu’est ce qui est souvent à l’origine des syncytium ? qu’est ce que c’est ?
Endoréplication précoce drosophile : cause un synctium
- Noyaux sont suspendus dans un seul compartiment de l’oeuf comme une cellule géante
- Plusieurs réplications de cycles cellulaires complets sans cytokinèse = créer un syncytium
- Le mouvement des noyaux vers la périphérie de l’embryon cause l’apparition de membrane plasmiques
Quelles sont les deux types d’endoréplication ?
2 Types d’endoréplication
- Réplication suivie d’une mitose dans cytokinèse : polyploïdie = les xsome retiennent leur identité
individuelle ; cell à pls noyaux - Réplication sans re-former de nouveaux noyaux : polyténie = les xsome reste en alignement précis
dans se séparer formant des xsome géant = permet à des cellules d’exprimer plus du produit d’un gène
Le cancer est avant tout un problème de cycle cellulaire
donne 2 points et 1 moyen de l’éviter
- Perte de contrôle de la fréquence de la division cellulaire
- Génome instable
= inhiber le cycle cellulaire est un traitement très prometteur contre tous les types de cancers
C’est quoi l’homéostasie ?
La déficience de la prolifération (avec des maladies qui y sont associées) ?
La déficience de la perte cellulaire (avec des maladies qui y sont associées) ?
- Homéostasie : équilibre prolifération et perte cellulaire = MATURITÉ
- Déficience de la prolifération : perte excessive vers la dégénération tissulaire = SÉNESCENCE
o Maladies neuro-dégénératives
o Maladies infectieuses
o Maladies hématologiques
o Maladies hépatiques induite par toxines et lésions ischémiques (perte hépatocytaire) - Déficience de la perte cellulaire : prolifération excessive vers le cancer = CROISSANCE
o Désordres auto-immuns
o Virus Latents
o Maladies hépatiques induite par toxines et lésions ischémiques (fibrose)
2 Caractéristiques universelles du cycle cellulaire ?
1- Réplication de l’ADN
2- Ségrégation des chromosomes
Les 2 grandes étapes du cycle cellulaire ? durée moyenne chez l’homme ? identique chez toutes les espèces ?
2 grandes étapes
1- Interphase : G0, G1, S, G2
2- Mitose : M
Chez l’humain, le cycle cellulaire peut durer 12-48 heures (36-48h)
Tous les cycles cellulaires ne sont pas identiques, pour mammifères = G1 – S – G2 – M – Cy
Qu’ont permis Les levures S. cerevisiase et S. pombe ? via quoi genre méthodes ou caractéristiques ? (4)
elles ont permis l’identification des mutants qui sont bloquer à une
étape du cycle cellulaire
a. Morphologie des cellules est diagnostique de l’étape dans laquelle elle se trouve
b. Cycle de vie haploïde = plus facile à trouver des mutants ou diploïde = permet analyses
génétiques complexes
c. Criblage : identifier cellules avec mutation empêche la progression dans cycle cellulaire = léthal
d. On utilise des mutants conditionnels (ex. sensible à la température) + effectuer un criblage avec réplica biologique
2 étapes pour identifier les mutants chez Les levures S. cerevisiase et S. pombe ? permis d’identifier quoi ? (2)
1ère étape : criblage pour identification de mutants qui ne forment pas de colonies à la température restrictive
2e étape : classification cytologique et temporelle du point d’action des gènes du cycle cellulaire (cdc)
i. Permis identification d’un grand groupe de gènes impliqué dans le cycle cellulaire et
la caractérisation de leur point d’action CDK1
ii. Analyse génétique complexe= détermine la relation fonctionnelle entre les gènes cdc
Qu’ont permis les Embryons d’oursin de mer Arbacia punctulata ? grâce à quelles caractéristiques ? (2)
les Embryons d’oursin de mer Arbacia punctulata ont permis la découverte des cyclines (cycline B) protéine qui augmente juste avant la division cellulaire puis
disparaît brusquement quand la division est complétée
a. Ovocytes transparents et division cellulaires rapides + synchrones (meilleur pour microscopie)
b. Facile d’avoir de grande quantité de cet organisme
En quoi les Oeufs de la grenouille Xenopus Laevis sont un système clé pour l’analyse du cycle cellulaire ? MPF (cdk1-Cycline B) (3)
a. Avantage majeur pour biochimie : facile d’avoir bcp d’oeufs
b. Peut induire un cycle cellulaire virtuel dans un extrait de protéines isolées = système unique
pour caractériser la fonction des régulateurs du cycle cellulaire par immuno-déplétion
c. Isoler des protéines à un stade particulier + utiliser pour éliminer une protéine particulière
En quoi les cellules d’organismes vertébrés en culture (ex. cellules HeLa) ont été importantes ? (2)
a. Important pour identification et caractérisation des éléments de la régulation de la phase G1
b. Système de validation et de raffinement des mécanismes cellulaires
C’est quoi les hétérocayons ? a quoi ça a servi ? (2) Les exp de Rao et Johnson ont montré quoi ? (3)
Cellule contenant 2 ou pls noyaux de nature distincte (ex. poulet + humain)
- Outil très puissant pour déterminer quel état cellulaire ou génotype domine sur un autre
- Permet compréhension du cycle cellulaire : domino (événement séquentiel et dépendant) vs oscillateur
(contrôleur central)
a. G1, S G2 + M = M via MPF
b.G1 + S = S via SPF
c. G2 + S = G2 et S (pas de new duplication
Ça prouve que les facteurs mitotiques sont plus forts que ceux en interphase mais y’a quand mm des check point
Qu’est-ce qui contrôle la progression dans le cycle cellulaire ? Donne 4 Check points
1- G1 Checkpoint = point de restriction avec la protéine Rb, est-ce que l’environnement est favorable ?
2- S checkpoint = réparation durant réplication ADN mais plus permissif car ralentit seulement n’arrete pas le cycle comme les autres
3- G2 Checkpoint = avant d’entrer dans la phase M, est-ce que l’ADN est bien répliqué ?
4- Checkpoint métaphase = est-ce que les chromosmes sont bien attachés ?
Donne 5 caractérisques générales des cyclines
- Régule les membres d’une famille de protéines kinases (CDK)
- Accumulation cyclique dans l’interphase et dégradation abrupte autour de la mitose
- Cycline = ½ vie courte
- Nécessité d’un partenaire protéique = cycline dependant kinase = CDK
- Redondance, complexité et variabilité
Donne les 2 types de cyclines ainsi que leurs caractéristiques
- Cyclines G1
a. Cycline C en G0, Cycline D et Cycline E ; pic d’expression en G1 et G1/S
b. Cycline E promouvoit l’entrée en phase S
c. Turn over rapide
d. ½ vie de 30 minutes - Cyclines mitotiques
a. Cycline A et B ; pic en G2/M
b. Augmentation progressive durant l’interphase
c. Pic puis dégradation rapide durant la mitose
Les 2 étapes pour la découverte des CDK-cycline ? est ce qu’elles sont toutes importantes pour le cycle cellulaire ?
Étape 1 (Génétique)
- Identification des mutants cdc2 et cdc28 = finalement ils encodent pour des kinases similaires CDK1
Étape 2 (Conservation évolutive de la levure à l’humain)
- La séquence de l’homologue humain est très similaire à celle de cdc2 chez la levure
= Découverte de CDK1 et CDK2
Ce n’est pas toutes les CDK qui sont importantes pour le cycle cellulaire : ex. CDK7-8-9 sont importantes pour
la transcription des gènes
Donne le rôle des cyclines en G1, en phase S, en phase M ?
- Cycline en G1 : accélère le passage pour G1
- Cycline phase S : requise pour initier la réplication de l’ADN
- Cycline phase M : stimulent les événements mitotiques
Explique comment les cyclines régule transcription de la phase G1 vers S
Au début de la phase G1, la protéine Rb bloque le facteur de transcription E2F, empêchant ainsi l’activation des gènes nécessaires pour progresser vers la phase S. En réponse aux signaux de croissance, la Cycline D se lie à CDK4/6, formant le complexe Cycline D-CDK4/6 qui phosphoryle Rb. Cette phosphorylation libère E2F, qui peut alors activer la transcription des gènes de la phase S, y compris ceux des Cyclines E et A.
Ensuite, Cycline E-CDK2 renforce la phosphorylation de Rb, créant une boucle de rétroaction positive qui pousse la cellule de manière irréversible vers la phase S. Cycline A-CDK2 prend le relais en début de phase S pour assurer la réplication de l’ADN.
Donne les 4 cyclines présentes pdt le cycle cellulaire, à quelles CDK elles correspondent et à quel moment du cycle cellulaire ?
Cycle D - CDK4/6 : G1
Cycle E - CDK2 : S
Cycle A - CDK2/1 : G2
Cycle B - CDK1 : M
Explique comment les cyclines régule transcription de la phase S vers G2 (2)
1- Transcription est induite par les facteur de transcription B-Myb, NF-Y et FoxM1 en phase S
2- La transcription des cyclines n’est pas suffisante pour activer la CDK
