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cours 7 : la croissance et division cellulaire -1 Flashcards

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1
Q

Q’est-ce qui ce passe aux phases M, G1,G2, S

A

M : Le cytoplasme et le génome dupliqué sont repartis en deux parts égales

G1: (gap) : la taille de la cellule doit atteint un seuil critique

S : (synthèse) : La réplication de l’ADN.

G2: (gap) la taille de la cellule doit en avoir doublé.

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Q

vrai ou faux

Le temps de génération est le temps nécessaire pour terminer le cycle cellulaire (la somme de G1+S+G2+M).

A

vrai

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Q

Exemple
Commence avec une population de cellule : première journée = 1000 cellules, 2e journée = 2000 cellules, 3e journée 4000 cellules, 4e journée = 8000 cellules

quel est le temps pour doubler le nombre de cellules?

A

le temps pour doubler le nombre de cellules = 1 journée (longueur totale)

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4
Q

Pour une population aléatoirement distribuée à travers les différentes phases du CDC (G1; S; G2; M), il y a deux façons principales de déterminer la longueur de chaque phase:

lesquelles?

A

1) Proportion de chaque phase dans une population;

2) Cytométrie en flux (FACS).

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Q

(1) Proportion de chaque phase dans une population
Avec une distribution aléatoire dans les phases du CDC, la longueur d’une phase est proportionnelle à sa fraction dans la population.
si on a une cellule sur 6 en mitose…
Longueur de la phase M est quoi, si la longueur du CDC est d’un jour est quoi?

A

1/6 x 24 h = 4 h

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6
Q

quelle phase est la plus visible entre M et S?

A

M

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7
Q

si on a 2 cellules sur 6 en phase S (marquée à la thymine radioactive)
Longueur de la phase S, si la longueur du CDC est d’un jour :

A

2/6 x 24 h = 8 h

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8
Q

La longueur de la phase G2 est le temps nécessaire pour voir une cellule en mitose marquée avec 3H-thymidine

*4 heures après l’ajout de 3H-thymidine, une cellule ayant incorporé la radioactivité arrive en phase M.

donc la longueur de la phase G2 est quoi?

A

4H.
On voit des cellules en phase M avec le marqueur radioactif dans l’ADN (s’il a été incorporé pendant la phase S = temps minimal nécessaire est la longueur totale de G2)

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9
Q

cytométrie en flux
vrai ou faux
La coloration avec thymine radioactive permet une mesure de la quantité d’ADN par cellule par fluorescence (FL).

A

faux coloration avec DAPI

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10
Q

Sachant que la cytométrie de flux : le liquide passe à travers un laser et le degré de fluorescence pour chaque cellule est mesuré et une courbe de fluorescence en fonction du temps

entre G1 et G2 : quelle phase a le plus de fluorescence?

A

G1 : moitié de la fluorescence que G2 (viens de dupliquer le génome au complet = 2x plus ADN, 2x plus de fluorescence)

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11
Q

Pour des analyses biochimiques, on a souvent besoin de cultures synchronisées, que l’on fait par …? (2)

A

Exploitation de la forme des cellules en culture

Trieuse de cellules (FACS)

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12
Q

Exploitation de la forme des cellules en culture : pour les analyses biochimiques

On dit que les cellules en culture ont une forme différente en M, pourquoi?

A

Différence de conformation des cellules en phase M ou interphase
M = condensation des chromosomes : assure une conformation presque sphérique, nombre de contact avec le pétri est très petit!

Une conformation aplatie en G1, S, et G2.

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13
Q

Exploitation de la forme des cellules en culture : pour les analyses biochimiques

comment se fait la séparation des cellules en phases M des autres sur le pétri?

A

Le lien cellule matrice est très faible. Pour synchroniser les cellules ici, on balance le pétri de gauche-droite pour séparer les cellules de la matrice. Seules les rondes vont partir, donc juste des cellules de la phase M au même moment.

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14
Q

2) Synchronisation des cellules par la cytométrie en flux avec une trieuse de cellules (FACS, fluorescence activated cell sorter)

*Mesure ADN/qté de fluorescence
Quelle est la procédure?

A

Cellules diluées avant de passer dans le détecteur et quand le liquide sort = petit flux. Chacune des gouttes doit posséder 1 seule cellule.

Il change la charge des gouttelettes en G1 (faible fluo) et donne une autre charges pour les cellules en G2 : charge nette correspond au stade du cycle. L’électro-aiment dévie les gouttes de différentes charges : divise les cellules des 2 types.

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15
Q

Vrai ou faux :

Il existe une trieuse pour les spermatozoïdes

A

VRAI
La trieuse sépare les spermatozoïdes avec un chromosome X et Y par le ~ 4% ADN de plus dans les gamètes avec un chromosome X.
Exploite la différence de taille et de fluorescence

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16
Q

Est-il correct de dire que des événements spéciaux ont lieu dans la phase S et la phase M.

A

Oui

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17
Q

La division cellulaire chez les cellules animales dépend de facteurs externes.

vrai ou faux :

Les cellules se divisent indépendamment si les conditions sont favorables ou non

A

faux

Les cellules se divisent seulement quand les conditions sont favorables

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18
Q

vrai ou faux
Les cellules sont capables de recevoir des signaux de l’extérieur, soit sous forme soluble, soit sous forme de signaux donnés par la MEC.

A

vrai

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19
Q

Il y a des facteurs de croissance (mitogènes) qui influencent la décision de se diviser dans le …….mais pas dans le ……

A

sérum (produit par coagulation)

plasma (produit par centrifugation)

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20
Q

vrai ou faux
facteurs de croissance (mitogènes)
Les cellules en culture poussent en bicouche (confluence à cause de leur dépendance d’ancrage).

A

faux

en monocouche

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21
Q

La coagulation du sang libère du …… des plaquettes (facteur de croissance dérivé des plaquettes).

A

PDGF

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22
Q

Fusion des vésicules à l’intérieur des plaquettes : contient des facteurs de croissance : relâche les molécules de signalisation PDGF pour stimuler la division cellulaire des cellules adjacentes.

PDGF active quoi?

A

PDGF active un RTK (récepteur tyrosine kinase)

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23
Q

L’ajout d’un mitogène : synthèse des enzymes pour entrer en phase …..?

A

S et démarrer un CDC

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24
Q

Ajout d’un mitogène

La cascade de MAPK active E2F, un facteur de transcription, dont les cibles sont des gènes encodant des protéines nécessaires pour entrer en ??

A

en phase S.

Genès pour réplication & réparation d’ADN.

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25
Q

La dépendance d’ancrage et les RTK.

Grande probabilité d’entrer en phase ???

A

S

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26
Q

Dépendance d’ancrage avec les RTK
–>Nombre de liens fait avec la matrice

M = ??
cellule en autres types de cycles = ??

A

peu de contact avec milieu externe (sphérique)

Applati

*différence avec le nombre de liens avec la matrice. On une plus grande chance d’entrer en phase S (voie de traduction de signal qui répond à cela est presque la même que pour les facteurs de croissance)

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27
Q

Les intégrines activées lient des FAK, qui s’autophosphorylent partiellement, attirent des kinases Src et activent la voie de signalisation Ras.

au final, ça fait quoi?

A

Agit sur le facteur de transcription et contribue à la formation d’enzymes pour commencer la phase S

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28
Q

vrai ou faux :
Les points de contact focal et les facteurs de croissance qui lient les récepteurs tyrosine kinase (RTK) activent la même voie de signalisation avec le même résultat

A

vrai

Lien cellule matrice avec intégrines. Activation de la kinase, puis Ras

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29
Q

quelles sont les 2 choses à prendre en considération quand on parle des mitogènes?

A

Qté de lien avec son entourage

Présence de mitogènes dans le milieu

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30
Q

que veut dire FAK? et que fait-elle?

A

focal adhesion kinase

elle active Ras via des kinases Src

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31
Q

La croissance des cellules chez un organisme multicellulaire est contrôlée par les signaux extérieurs, soit….., soit fournis par ……

A

solubles

la MEC

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32
Q

Qu’est-ce que MPF et SPF?

A

L’activateur de la phase S (SPF)

L’activateur de la phase M (MPF)

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33
Q

La fusion de deux cellules forme quoi?

A

des hétérocaryons

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34
Q

Les cellules en phase S contiennent un facteur «promouvoir» de la phase S (SPF).

*donc le noyau en G1 ferait quoi ?

A

commence la phase S immédiatement

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35
Q

vrai ou faux

Le SPF est actif seulement avec les cellules en G2

A

Faux

seulement en G1

36
Q

Effet du SPF est pour quoi?

A

pour que l’ADN ne se re-réplique pas

37
Q

Fusion cellule en M et n’importe quel autre type de cellule : on voit que la cellule essaie de faire quoi?

A

la condensation des chromosomes

38
Q

Les cellules en phase M contiennent un facteur «promouvoir» de la phase M (MPF).

vrai ou faux ; fusion de cellules en phase M et d’autres :
MPF est actif avec les cellules de toutes les phases.

A

vrai

39
Q

Les fusions G2/S démontrent qu’il y a un inhibiteur de la formation du MPF présent dans les cellules en phase S.

donc si un noyau est en phase S et l’autre en G2?

A

un noyau en G2 n’entre jamais en phase M si l’autre noyau est en phase S.

n’entre pas en phase M jusquà temps que la phase S ne soit pas complètement finie (inhibition)

40
Q

vrai ou faux
Dans les études du cycle cellulaire, on dit que les activations de SPF et MPF permettent à la cellule de passer des «points de contrôle» (checkpoints).

A

vrai

41
Q

quels sont les 3 points de contrôle?

A

Il y a 3 points de contrôle: un pour entrer dans la phase S, un pour entrer dans la phase M, et un pour sortir de la phase M (qu’on ne va pas étudier)

42
Q

quels sont les points de contrôle des phases S & M: (2)

A
  1. MPF est activé après la phase S, une fois pendant le CDC (sauf en méiose).
  2. SPF est activé après la phase M, une fois dans le CDC (l’ADN n’est répliqué qu’une fois).
43
Q

vrai ou faux
MPF influence la condensation de n’importe quel type cellulaire
SPF actif uniquement pour les cellules qui sont prêtes à entrer en S (ne marche pas sur les cellules G2 exemple)

A

vrai

44
Q

MPF est une kinase et son activité est régulée par une protéine dont les niveaux cellulaires dépendent de la phase du CDC.
laquelle?

A

cycline de la phase M

45
Q

identité de MPF, vrai ou faux

un dimère kinase avec un activateur (cycline)

A

vrai

46
Q

vrai ou faux

L’identification du MPF a été faite à partir d’un facteur «promouvoir» de la maturation des œufs chez la poule

A

faux, chez la grenouille!

L’oscillateur biochimique a été identifié chez l’œuf fécondé de grenouille qui se divise rapidement.

47
Q

Prend cytoplasme en phase M dans et injecte dans une autre cellule pas encore prête = déclenche quoi??

A

la division cellulaire (MPF)

Un facteur «promouvoir» de la maturation (MPF), actif dans les cellules en métaphase II, peut faire progresser une autre cellule de la prophase I à la métaphase II.

48
Q

MPF purifié est composé de deux protéines, p34 et p56. Pourquoi les appelle-t-on comme cela?

A 
à cause de leur poids moléculaire
56 kDa (cycline)
34 kDa (kinase)

démontre que MPF est un dimère de 2 protéines !!

49
Q

Le niveau de p56 (la cycline) oscille (comme le sable dans le sablier) : MPF est activé aux concentrations …. (élevée/basse?)

A

élevée

50
Q

la 2e protéine p34 est une serine/thréonine (S/T) kinase qui est inactive sans cycline car une boucle de la protéine bloque le site actif (on ne va pas étudier la CAK).

donc c’est une CDK, ça veut dire quoi?

A

MPF est une kinase cycline dépendante (CDK)

51
Q

MPF, activé par sa cycline, phosphoryle des protéines nécessaires pour entrer en phase M.
quels sont ses substrats?

A 
Substrats de MPF :
 1. Condensines
2.  Lamines nucléaires
 (Histone H1)
 3. MAPs
52
Q

Cohésines et condensines, actifs par la phosphorylation par MPF font quoi?

A

tiennent les chromosomes ensembles.

Condensines attachent le même brin de l’ADN avec lui-même : conformation très compacte (dans la mitose)

53
Q

Les lamines nucléaires (des FI dans le noyau) doivent être phosphorylées pour permettre quoi?.

A

leur désassemblage

54
Q

La phosphorylation des protéines accessoires aux microtubules (MAPs) aide à un remodelage du réseau.

quel est le phénomène ici exploité?

A

Augmentation de l’instabilité dynamique

55
Q

La phosphorylation des protéines accessoires aux microtubules (MAPs) :
La catastrophine fait quoi?

A

catastrophine qui permet la dépolymérisation plus rapide

56
Q

Pour mettre fin à la phase M, MPF est inactivé par une ubiquitine ligase appelée APC (Anaphase Promoting Complex) qui cible quoi?

A

la cycline pour la dégradation

57
Q

APC phosphorylé (actif) fait quoi?

A

chute dans la quantité de cycline mitotique

58
Q

L’APC est activée dans la phase M par quelle protéine?

A

Cdc20

59
Q

Cdc20 se lie seulement à une APC phosphorylée (peut-être phosphorylé par MPF…)
Cdc20 est une protéine qui est synthétisé en quelle phase?

A

G2

60
Q

Un des substrats de la G1/S-CDK est la protéine rétinoblastome (Rb),

il fait quoi par rapport à E2F?

A

un inhibiteur du facteur de transcription E2F

61
Q

Qu’est-ce que le facteur de transcription E2F contrôle?

A

E2F contrôle la transcription de gènes importants pour la phase S, comme la polymérase d’ADN

**formation des enzymes/protéines pour la réplication de l’ADN

62
Q

Un des substrats de la S-CDK est la protéine Cdc6, essentielle pour l’initiation de la réplication d’ADN.

La réplication d’ADN ne se fait pas deux fois parce que la Cdc6 est synthétisée seulement en phase……et après sa phosphorylation, Cdc6 est la cible d’une ubiquitine ligase appelée …..

A

G1

SCF

63
Q

Cellule en G2 ne peut pas activer la réplication, car S-CDK n’a pas de cible, laquelle?

**kinase cycline dépendante (CDK)

A

protéine Cdc6

Cdc6 = freint mis sur le complexe pour empêcher la réplication. Synthétisé que lors de la phase G1

64
Q

vrai ou faux
L’ubiquitine ligase SCF dégrade les cyclines G1/S lorsqu’elles sont phosphorylées par S-CDK, ainsi que les cyclines S lorsqu’elles sont phosphorylées par M-CDK

A

vrai

Cible pour SCF = dégradation de Cdc6 ou cycline de la phase G1S (ou S lui-même)

65
Q

quel est le cycle des évènements

par rapport aux kinases / cyclines

A

Cycle de évènements
Kinase activé par cycline phase M = entrée phase M
Fait en sorte de dégrader sa propre cycline (APC)
Laisse de la place sur la kinase, forme complexe avec nouvelle cycline (S)
On a SPF qui a le rôle de promouvoir la phase S (réplication de l’ADN en dégradant le Cdc6-P par SCF)
Dégradation de la cycline de la phase S, libère encore une fois la kinase pour lier la cycline M
Recommence le cycle

**cycle conservé chez les eucaryotes!

66
Q

Survol du cycle cellulaire au niveau moléculaire

  1. La taille de la cellule active G1/S-CDK;
  2. G1/S-CDK active la synthèse de S-cyclines;
  3. ???
  4. S-CDK active la transcription des M-cyclines;
  5. ????
  6. SCF dégrade S-cyclines phosphorylées;
  7. APC dégrade M-cyclines.
A

SCF dégrade G1/S-cyclines phosphorylées par S-CDK

M-CDK est activée et phosphoryle S-cyclines et l’APC

67
Q

vrai ou faux
Les changements dans les niveaux cellulaires des cyclines sont contrôlés par leur dégradation.
La cycline détermine la spécificité de la kinase pour ses substrats.

A

vrai

MPF et SPF contiennent une S/T kinase activée par une cycline (CDK).

68
Q

quels sont les substrats phosphorylés de la phase s?

A

Rb, Cdc6

69
Q

vrai ou faux

Les chromosomes et la masse de la cellule doivent doubler avant la mitose

A

vrai

70
Q

La phosphorylation change la forme et la fonction d’une protéine: il y a deux types de kinases, lesquelles?

A

S/T kinase

tyrosine kinase

71
Q

doubler l’ADN et le cytoplasme : permet la division et la formation de ?

A

2 cellules filles identiques

72
Q

Le Cdk1 est un intégrateur pour tous les facteurs qui influencent la capacité d’une cellule à ??

A

se diviser et constitue le point de contrôle pour la progression à travers le CDC

*La présence de cycline est un des signaux qui doit être intégré.

73
Q

Le …… …… ….. des mutants ts (sensible à la température) arrêtés à un point précis dans le CDC. On les mélange avec populations de plasmides qui contient de l’ADN du type sauvage
Seulement une cellule mutante qui a reçu l’ADNc qui encode la version WT du gène mutant peut pousser

A

clonage par fonction

système de criblage qui permet d’identifier le gène qui va compléter le mutant

74
Q

vrai ou faux
Les mutants qui arrêtent la progression du CDC à une étape précise peuvent être des composantes essentielles (comme une polymérase d’ADN) ou des éléments régulateurs.

A

vrai

75
Q

Chez S. pombe
cdc2 : S/T kinase cycline-dépendante, cdc13 : cycline

cdc25 : ??dont le substrat est cdc2.
wee1 : ???dont le substrat est cdc2.

A

tyrosine phosphatase

tyrosine kinase

76
Q

Les phénotypes des mutants donnent des indices du rôle normal des gènes.
2 types de mutants..

A

cellule très petite (ne double pas comme il faut sa taille lors de la division cellulaire)

phénotype très grand = ne peut pas se diviser (phase M mutée) Sans la kinase activée par la cycline, on ne peut pas entrer en phase M = cellule va gonfler

77
Q

vrai ou faux

les 2 gènes régulateurs : Wee 1 et Cdc25 : fonctions qui se complètent

A

faux

Wee 1 et Cdc25 : fonctions opposées quand à l’activation/freinage de MPF

78
Q

La Cdc25 (une tyrosine phosphatase) active la CDK et Wee1 (une tyrosine kinase) inhibe la CDK ; ces enzymes définissent une boucle de ??

A

rétroaction positive.

79
Q

Comment Cdc25 et Wee font-il leur rôle de régulation?

A

Wee1 :ajoute d’un phosphate inhibiteur : Inactivation de la sous-unité kinase, même liée à la cycline (MPF inactif)
Grande quantité s’accumule dans la cellule

Cdc25 : enlève le phosphate inhibiteur mis par le complexe inhibiteur : la kinase-S est maintenant active
Activation de la kinase : 2 cibles : la phosphatase qui va produire davantage de MPF actif (rétroactivation positive), ET boucle de rétroaction négative sur Wee1 qui l’inactive.

80
Q

Le seuil dans la quantité de cycline correspond a l’initiation de la boucle de rétroaction : ça fait quoi?

Transition entre la forme active et inactive de la kinase = contrôle le passage en phase M

A

on commence à déphosphoryler et activer la CDK (kinase dépendante de la cycline).

Activité de MPF commence uniquement a une concentration seuil de cycline (peut activer MPF et la boucle de rétroaction positive et activation du tout)

Enlève de la sous-unité kinase un phosphate inhibiteur (ajouté par Wee1) : activation davantage de la sous-unité kinase.

81
Q

Le boucle de rétroaction positive produit un comportement de «switch» (interrupteur).
pourquoi?

A

Rétroaction : voit dans la cinétique que l’activité qui reste bas, augmentation du substrat, puis augmentation de l’activité seulement quand ont fait le switch à un certain seuil

monte de façon drastique l’activité de la sous-unité kinase (irréversible)

82
Q

vrai ou faux

de la cycline dans le milieu amène nécessairement l’activation de l’activité kinase

A

faux : il faut un certain seuil
suffisament de cycline dans le milieu qui permet un échappement de l’inhibition par Wee1 : activation de la boucle de rétroaction, switch ouvert!

83
Q

Un signal envoyé de l’ADN en train de se répliquer va phosphoryler et inhiber la Cdc25 (via Chk1): ce signal est l’inhibiteur de la formation de….

A

MPF

84
Q

Rum1 (et son homologue Sic1 chez la levure bourgeonnante) inhibe S-CDK et M-CDK, mais pas G1/S-CDK.
pourquoi?

A

Lie de complexe cycline-kinase et le laisse dans un état inactif : indépendamment la phosphoylation de la sous-unité kinase

85
Q

Sic1 est activé par déphosphorylation quand l’APC inactive la CDK en phase M et assure qu’aucune M-CDK n’est active dans la phase G1.

pourquoi?

A

Phase G1 : veut pas d’activité MPF (dégradé la cycline par APC ubiquitinase)
MAIS si l’APC ne dégrade pas totalement la cycline, il y aurait encore du MPF actif. La cellule a trouvé une régulation qui met en jeu un inhibiteur qui va inactiver MPF (Sic1)
Sic1 enpêche l’activité de la sous-unité kinase par sa phosphorylation. En phase G1, la G1-S est active et elle inactive sic1, car il est phosphorylé.

86
Q

DONC
Système hautement régulé. La cellule doit toujours assurer sa division cellulaire et la production de 2 cellules filles identiques

3 systèmes de régulation de CDK…

A

la présence de la cycline;
l’absence d’un inhibiteur;
l’absence d’un phosphate inhibiteur (ajouté par la Wee1);

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