Cycle cellulaire 2, apoptose et mitochondries Flashcards
Quelles sont les deux conséquences de l’activation de l’APC, comment l’APC s’active-t-elle et à quel point de contrôle de fait cette activation
Conséquences de l’APC: elle lie une chaine polyubiquitine par l’ubiquitine ligase à:
- la Cdk-M pour dégrader la cycline M
- à la sécurine pour la dégrader = libération de séparase qui séparent les chromatides soeurs
Active lorsque les kinétochores sont alignés et bien attachés aux microtubules
Point de controle SAC; entre métaphase et anaphase
Par quoi est contrôlé la dégradation de cyclines et à quels moments
APC: au point de controle SAC (phase M et G1)
Complexe SCF: en fin de phase G1 et en phase S et G2
Quels sont les substrats controlés par l’APC et la SCF
APC: cycline M et sécurine
SCF: cycline G1 et cycline G1/S
À quel moment sont dégradés respectivement les cycline G1 et G1/S
cycline G1: en phase G1
cycline G1/S: début de la phase S
Que permet la synthèse et la dégradation des cyclines
Les cyclines liées au Cdks vont agir phosphoryler des substrats qui ont une fonction spécifique à une étape du cycle selon la cycline
La dégradation de la cycline permet de faire avancer le cycle de facon progressive et irréversible
Quels sont les points de contrôle majeurs du cycle cellulaire, par quoi ce point de contrôle est-il régulé et quel transition permettent-ils
Vérification de l’ADN endommagé: en fin de G1, (aussi entre S et G2; vérification de la réplication incomplète)
- régulé par des protéines inhibitrices de Cdks
- transition de G1 à S
Vérification de l’alignement et de l’attachement du fuseau mitotique (point de controle SAC)
- régulé par la dégradation de cycline et de sécurine (via l’APC)
- transition de métaphase à anaphase
Si l’ADN est endommagé, où s’arrête le cycle cellulaire
en G1
Décris la réponse au dommage à l’ADN
- Rayons X endommagent l’ADN
- Activation de protéines kinases (ATM et ATR)
- Les kinases ATM et ATR phophoryle un histone spécialisé (gamma-H2AX) ou une autre kinase P53
- histone spécialisé (recruté dans les nuclosomes où il y a le dommage) favorise le recrutement de protéine de réparation de l’ADN
- p53 favorise le recrutement de protéine de réparation de l’ADN et arrête le cycle cellulaire - La p53 transcrit le gène p21 pour former la protéine p21 qui inhibe les Cdk-G1/S et Cdk-S
- Blocage du cycle cellulaire
Qu’arrive-t-il lorsque le dommage à l’ADN est réparé
- p53 est dégradé (ne transcrit plus le gène p21
- p21 est dégradé
- Cdk-G1/S et Cdk-S se réactivent
- Progression du cycle: phase S commence
Que permet la Cdk-S et explique son rôle
Permet d’initier la réplication de l’ADN qu’une seule fois par cycle
En G1, la Cdc6 se fixe au complexe de reconnaissance de l’origine qui est à l’origine de réplication de l’ADN
En phase S, la Cdk-S va ‘initier la réplication de l’ADN et phosphoryler la Cdc6 qui va se dégrader pour s’assurer que l’ORC peut initier la réplication qu’une seule fois
Quels sont le 3 mécanismes qui régule l’activité des Cdks
- Mécanisme de dégradation de cycline via les protéasome
- APC (au point de controle SAC)
- Complexe SCF (en fin de G1, en S et G2) - Inhibition des Cdks
- par p53 qui arrête le cycle cellule pour la réponse au dommage à l’ADN - Phophorylation des Cdks
En quoi consiste la phosphorylation et la déphosphorylation des Cdks et à quel moment se produit-elle
Arrive à la transition entre G2 et M pour déclencher la mitose
- Une kinase inhibitrice (Wee 1) va phosphoryler Cdk-M pour inhiber son activité
- une kinase activatrice (Cak) va phosphoryler Cdk-M pour l’activer
- la phosphatase activatrice Cdc25 va retirer le phosphate inhibiteur de la Cdk-M pour la rendre active et entamer la phase M
Comment la phosphatase Cdc25 joue un role de rétrocontrôle positif et qu’est-ce que ça permet
La Cdc25 permet d’activer la Cdk-M
La Cdk-M active va phophoryler la Cdc25 pour qu’elle retire davantage le phosphate inhibiteur des Cdk-M
Permet à la transition G2/M de se faire comme un interrupteur, de facon irréversible et rapidement
Pourquoi la Wee 1 est tout de même importante pour inhiber l’activité de Cdk-M
Parce que production de cycline M pendant la phase G2 est très lente, donc la cellule doit se préparer pour accumuler les Cdk-M pour la mitose avant qu’ils soient actifs
Qu’est-ce que la quiescence
Lorsque la cellule n’est pas dans un environnement propice à la prolifération (nutriments, facteurs de croissance etc) donc au lieu de transitionner de G1 à S elle sort du cycle cellulaire (G0)
Qu’est-ce qu’un mitogène que permet la transmission de son signal
Molécule de signalisation qui stimule l’entrée dans le cycle cellulaire
Son signal désactive les protéines rétinoblastomes (Rb) qui empêche généralement les gènes de la prolifération cellulaire
À quoi servent les protéines rétinoblastomes
Elles sont actives en quiescence pour mettre un frein sur les gènes de la prolifération cellulaire
Quels sont les suppresseurs de tumeurs et pourquoi sont-ils nommés ainsi
p53 et les protéines Rb qui mettent un frein au cycle cellulaire, donc empêche la prolifération des cancers lorsque l’environnement pour la prolifération cellulaire n’est pas propice (quiescence) ou lorsque l’ADN est endommagé
Qu’arrive-t-il au suppresseurs de tumeurs lorsqu’ils sont mutés
Ils deviennent inactivés et permettent la prolifération du cancer/cellules cancéreuses
- le p53 est le plus souvent muté en cancer (+ de 50%) ; généralement le gardien du génome (car empêche la réplication de l’ADN endommagé
- le Rb inactivé se trouve dans tous les rétinoblastomes (cancer rare de l’oeil chez l’enfant)
Dans une mutation de la protéines Rb ou en absence de Rb, qu’arrive-t-il à la cellule
Elle active les gènes de la prolifération cellulaire même sans mitogène, car Rb actif empêche l’action de ces gènes en absence de mitogène
Pourquo dit-on que les récepteurs de mitogène sont des proto-oncogène
Parce qu’en présence de mutation activatrice, les récepteurs deviennent des oncogène qui n’ont pas besoin de mitogène pour être activé
Les récepteurs activés inactive les protéines Rb, ce qui permet la transcription des gènes de la prolifération cellulaire
Qu’arrive-t-il sir le dommage à l’ADN est trop sévère
Mène à la production d’un inhibiteur (p16) de Cdk-G1/S et Cdk-S plus fort qui arrête le cycle cellulaire de façon irréversible qui mène la cellule en sénescence
Quels sont les effets de l sénescences à court et long terme
Court-terme: protège contre le cancer
Long terme: conséquences négatives
Quelles sont les causes de la sénescence
- Défauts des télomères
- Culture cellulaire
- Radicaux libres (êtres oxydatif)
- Dommage à l’ADN
- Drogues cytotoxiques
- Activation des oncogènes
Comment le raccourcissement des télomères peuvent induire la sénescence
Les télomères sont les extrémités des chromosomes qui ne peuvent pas se faire répliquer complètement par l’ADN polymérase
Ils raccourcissent à chaque réplication avec l’âge et le stress
Raccourcissement induit un dommage à l’ADN
Que développent les cellules sénescentes
Développent le SASP
- sécrétion de cocktail de cytokines pro-inflammatoire qui peuvent avoir des conséquences négatives
Sur quoi agissent le SASP (sécrétion de cocktail de cytokines pro-inflammatoire) et quelles sont les conséquences à long terme
- Agissent pour le recrutement de cellules immunitaire
- contribue au renouvellement du tissus
- induit d’autres cellules voisinantes en sénescence (paracrine)
Entraine à long terme le développement de cancer et le vieillissement du tissus
Quels sont les effets à courts terme de la sénescence
Arrêt de la propagation de cellules cancéreuse (suppression de tumeurs)
Diminution du dommage tissulaire
Qu’est-ce que l’apoptose
Mort programmée des cellules; mécanisme essentiel au développement et au contrôle du nombre de cellules des tissus et qui protège contre le dommage
Quelles sont les 2 caractéristiques de l’apoptose
- hautement régulé
- actif en consommant l’ATP
Qu’est-ce que la nécrose
La mort cellulaire pathologiques due à une incapacité des cellules de produire l’ATP
Quelles sont les étapes morphologiques de l’apoptose
- Condensation de la chromatine (pycnose)
- Fragmentation du noyau
- Perte d’asymétrie des phospholipides de la membrane plasmique (PS se retrouvent dans le feuillet externe)
- Formation de boutons cytoplasmique qui vont bourgeonner à la membrane et être libéré
- Les fragments de cellules contenant du matériel nucléaire (fragments apoptotiques) vont être phagocytés par les macrophages
Quels sont les trois voies qui induisent l’apoptose
- Voie intrinsèque
- Voie extrinsèque
- Voie perforine/ganzymes
De quelles façons peut-on induire la voie intrinsèque de l’apoptose
- Horloge interne (ex: cellules interdigitales)
- Dommage majeur de l’ADN (qui ne mène pas à une sénescence)
- Perte de contact cellule-cellule ou cellule-matrice et/ou par une perte de signaux/facteur de survie
De quelle façon est induite la voie extrinsèque de l’apoptose
Par un ligands/hormone
Quelles cellules peuvent échapper à l’apoptose
Les cellules cancéreuse qui peuvent se diviser sans controle (ne vont plus répondre à la perte de contact cellule-cellule ou cellule matrice, plus d’horloge interne, plus de réaction aux ligands, etc.)
Comment les cellules peuvent inhiber l’apoptose et quelle protéine entre en jeu
Les cellules ont besoin de leur cellules voisines pour inhiber l’apoptose par sécrétion d’un facteur de survie qui active la voie de signalisation de production de Bcl2 (protéine anti-apoptotique et protooncogène)
De quelle facon les neurones peuvent assurer que toutes les connexions se fassent
Lors du développement, il y a une surproduction de neurones pour produire le plus de connexion possible et les neurones non-connecter vont subir l’apoptose par un manque de signaux de survie
Qu’est-ce que les caspases
famille de protéases de suicide intracellulaire et cytoplasmique impliquées dans l’apoptose
Quelles sont les étapes biochimiques de l’apoptose
- Les procaspases sont les caspases sous forme inactivée
- Le clivage et l’association par dimérisaiton des procaspases forme la capsage 9
- La capsage 9 va cliver et activer d’autres caspase dans une cascade
- les caspases sont responsables de cliver les composantes de la cellules
Par quelle voie et comment les mitochondries participent-elles à l’apoptose
Voie intrinsèque
- Stimulus apostolique permet au mitochondries libèrent du cytochrome C
- Cytochrome C active des protéines adaptatrices
- Protéines adaptatrices recrute les procaspases 9 pour les amenés dans les apoptosomes
- Apoptosome transforme les procaspases en caspases. 9
- cascade formation d’autres caspases en aval et clivage des composantes cellulaires
Décris la voie extrinsèque de l’apoptose
- Des ligands de la mort (ex: provenant de macrophages) activent le récepteur de la mort sur une cellule cible
- Déclenche l’activation de caspase via une autre voie 3. activation des mitochondries par la suite
Comment fonctionne la voie perforine/ganzymes de l’apoptose
- Les lymphocytes T cytotoxiques sécrètent des granules de perforine et de ganzyme
- L’exocytose de la perforine et des ganzymes agissent sur la cellules cibles
- la perforine crée des pore pour la ganzyme qui entre dans la cellule cible pour permettre l’apoptose
Quels sont les différences entre l’apoptose et la nécrose
Nécrose:
- non-spécifique
- cellules éclatent
- provoqué par manque d’ATP
- endommage les tissus (composantes de la cellule = mauvais)
Apoptose
- spécifique
- de façon ordonné
- nécessite l’ATP
- fragments apoptotiques sont phagocytés et recyclés
Comment la ferroptose a-t-elle été découverte
Découverte par des cribles de drogues qui tuent sélectivement les cellules exprimant RAS muté (RAS muté dans les cancers)
La mort des cellules pouvait être bloquée par des chélateurs de fer et non des inhibiteurs de caspase
Qu’est-ce que ferroptose
La mort cellulaire dépendant fer
Les cellules voit un inhibition de leur voies antioxydatives qui baissent la quantité de ROS (déchets réactifs de l’oxygène)
Le surplus ROS entrainent la péroxidation de phospholipides de la membrane plasmique
Par quoi peut être induite la ferroptose
Par un stress: température haute ou basse, hypoxie (manque de O2), agents pharmacologiques
D’où provient le nom des mitochondries
Provient de la forme qu’elles peuvent prendre; forme filamenteuse ou forme de graine
Comment ont été formées les mitochondries il y a des millards d’années
Par fusion et endosymbioses
Eukaryotes anaérobie (hôte) à fusionné avec une protobactérie aérobie par endosymbiose; la protobactérie est devenue la mitochondrie
(même processus pour les chloroplaste par la suite)
Combien de mitochondries avons nous environ par cellule
1000
Quels sont les 3 rôles principaux des mitochondries
Production d’ATP
Génération de chaleur; thermogénèse
Rôle important dans l’apoptose
Qu’est-ce qui caractérise la membrane des mitochondries
double membrane
Comment se structure la membrane interne et externe des mitochondries
Externe:
- lisse
- canaux et pores perméables aux molécules (protéines)
Interne:
- Invaginations/crêtes: augmentent la surface par laquelle les protons peuvent passer pour générer l’ATP
- moins perméable
- très imperméable aux ions H+ (cardiolipine)
Que retrouvons-nous dans la matrice des mitochondries
- ADNmt (mitochondriales); sans histones et codent pour 13 protéines de la membrane interne via des enzymes (transcription et traduction0
- Ribosomes
Où se trouvent la plupart des gènes mitochondriales et comment leurs protéines sont-elles apportées
Se trouvent dans le génome nucléaire (98%)
Son importées via des signaux d’import mitochondrial (étiquette de séquence protéinque) qui amènent les protéines sur vers les protéines membranaires des mitochondires pour permettre leur entrée dans la matrice
De quoi est composé l’ARNmt et quelle proportion de gènes mitochondriales représente-t-elle
Combien de copies par cellules
- code pour 13 protéines
- 22 ARNt (pour la traduction)
- 2 ARNr (pour les ribosomes)
2% des gènes mitochondriale
1000-10 000 COPIES/CELLULES
Pourquoi la majorité des gènes des mitochondires ont migré vers le noyau
Parce que le noyau possède un taux de mutations plus faible parce qu’il y a plus de mécanisme de réparation de l’ADN, donc la réplication est plus fiable et controlée
Comment se fait la transmission des mitochondries
Transmission maternelle
Les mitochondries paternelles sont dégrader après la fécondation
Explique l’effet de goulot d’étranglement dans l’ovocyte en lien avec les mitochondries
lors de la formation des ovocytes, la division cellulaire distribue aléatoirement les mitochondries dans la processus de la méiose, donc la cellule mère qui possède mitochondires mutée peut former des ovocytes non-mutés ou muté à différentes proportions
La cellule mère avec une population hétérogène des génomes mitochondriales distribue cette hétérogénéité
Quelle est la fonction principale des mitochondires
Synthèse d’ATP via la chaine respiratoire
Explique brièvement les étapes de la synthèse d’ATP via la chaine respiratoire
- les nutriment permettent de générer l’Acetyl-CoA
- Acetyl-CoA permet le cycle de Krebs (cycle de l’acide citrique)
- Cycle de Krebs produit le NADH et le succinate: donneurs d’électrons à la chaine respiratoire de la membrane interne
- l’énergie du transport des électrons permet aux ions H+ de traverser la membrane interne à travers les protéines/canux pour se rendre dans l’espace intermembranaire
- le fort gradient électrochimique créé par le potentiel de membrane et la chaine de transport d’électrons permet au H+ de retraverser dans la matrice via l’ATPsynthase
- la force du gradient électrochimique de H+ permet de faire tourner l’ATPsynthase pour générer l’ATP à partir du phosphate+ADP
Pourquoi dit-on que l’ATP est synthétisée par une chaine RESPIRATOIRE
parce que l’oxygène est le dernier accepteur d’électrons
Quelle autre réaction peut produire l’ATP synthase, comment et pourquoi
Provoquer l’hydrolyse de l’ATP en retournant les protons H+ dans l’espace intermembranaire contre le grandient électrochimique
Arrive quand il n’y a pas d’oxygène (pas d’accepteur d’électrons)
Qu’est-ce que la cardiolipine, où se trouve-t-elle et à quoi sert-elle
Phospholipide spécifique des membranes des bactéries et mitochondries
Se trouvent principalement dans la membrane interne des mitochondries
Rend la membrane imperméable aux ions H+ et est essentiel à la chaine respiratoire
Pourquoi la cardiolipine est-elle essentielle à la chaine respiratoire
Parce qu’elle empêche les protons de traverser la membrane, ce qui les forces à former un gradient pour ensuite les forcer à passer dans l’ATPsynthase pour former l’ATP
Le nombre de mitochondries dans une cellule est un indice de quel facteur
Indice de l’activité cellulaire d’une cellule: + de mitochondries = + d’ATP = + activité
Pourquoi dit-on que les mitochondries sont dynamiques
Parce qu’elles se fusionnent (fusion-formation de filament) se divisent (fission-formation de graines)
Quelles protéines aident à la fusion et la fission des mitochondries
Fusion: mitofusin
- se situe sur la membrane externe des mitochondries pour qu’elles puissent se reconnaitre et fusionner
Fission: Drp1
- forme un anneau autour de la mitochondria pour la diviser (comme cytocinèse)
À quel moment Drp1 est-elle particulièrement active pour la fission des mitochondries et comment est-elle régulée
Pendant la mitose
Régulée par la protéine ARP qui, une fois active au après le point de controle SAC, va lier la protéine à un polyubiquitine pour la faire reconnaitre et dégrader dans un protéasome pour arrêter la fission
Qu’arrive-t-il si on inhibe la fission des mitochondries en mitose
le cycle cellulaire arrête en G2/M, ce qui peut induire l’apoptose
Sous quelle forme retrouvons-nous les mitochondries en mitose
Graines
Comment les mitochondries contrôlent l’activation de l’apoptose
- signal apoptotique perçu par les mitochondries
- fuite de cytochrome C par les mitochondries qui activent les protéines adaptatrices
- protéines adaptatrices recrutent les procaspases 9 amené à l’apoptosome
- apoptosome active procesase 9 qui se transforment en caspase
- caspase dégradent les composantes de la cellules de facon ordonnée
Quelle forme de mitochondries est plus efficace pour former de l’ATP et quel est le lien avec la nutrition
Forme filamenteuse: plus efficace à former de l’ATP
dans les cas de famine = filamenteuse
dans les cas d’obésité = graines (moins efficaces pour former ATP )
Explique comment les mitochondries sont impliquées dans la thermogenèse
- exposition au froid amène la sécrétion de norépinéphrine
- activation du récepteur dans le TISSU ADIPEUX BRUN lié à une protéine G qui active la production d’AMPc qui active la PKA
- PKA stimule
- Drp1: permet la fission des mitochondries (graines génèrent mieux la chaleur)
- lipolyse: brise les granulations lipidiques en acides gras libres - Acides gras libres activent la protéine de découplage (UCP1) qui génère la chaleur à partir du gradient de proton (H+ passe dans l’UCP1 au lieu de l’ATPsynthase)
- Génération de chaleur par UCP1 et gradient de H+
Dans quelles cellules se fait la thermogenèse
Dans le tissu adipeux brun
Qu’est-ce que le découplage dans la thermogenèse
Utilisation du gradient H+ dans l’espace intermembranaire des mitochondries généré par la chaine de transport des électrons pour produire de la chaleur au lieu de l’ATP par la protéine de découplage UCP1
Quels sont les 2 molécules essentielles à la thermogenèse
Drp1: formation des mitochondries en graines
Acides gras libres: active UCP1
