Cycle cellulaire 2 et mitochondries Flashcards
Professeur: Gilles Hickson
Nomme les quatre phases du cycle cellulaire dans l’ordre.
G1
S
G2
M
Quel est le nom du checkpoint en M?
SAC
Nomme les 2 conséquences d’activation de l’APC.
1) dégradation de cycline-M
2) dégradation de sécurine
Quel est l’impact de la dégradation de la sécurine?
Clivage des cohésines et séparation des chromatides soeurs
Par quoi est contrôlé la dégradation des cyclines?
APC ou SCF
Quand est actif l’APC?
Phase M et G1
Quand est actif le SCF?
Fin G1
S
G2
Quelle cycline est dégradée par APC?
M
Quelle cycline est dégradée par SCF?
G1
G1/S
De quoi sont composé l’APC et le SCF?
Sous-unité catalytique pour ubiquitiniser le substrat
Sous-unité de spécificité de substrat pour reconnaitre la cycline
Nomme les deux substrats de SCF.
Cycline G1
Cycline G1/S
Nomme les deux substrats de APC.
Cycline M
Sécurine
Vrai ou faux? Les complexes SCF et APC sont actifs en même temps.
Faux
Quand l’APC est active…
SCF est inactif et vice-versa
Que contrôle l’expression et dégradation des cyclines?
l’activation des Cdk et la progression du cycle
Est-ce que le système de contrôle peut arrêter le cycle aux points de contrôle?
OUI
En G1, quelle protéine peut stopper le cycle?
Protéines inhibitrices des Cdks (si ADN endommagé)
Qu’est-ce qui bloque entre G1 et S?
Environnement défavorable
Qu’est-ce qui est inhibé si on arrête de cycle au point SAC?
dégradation de cycline M et sécurine
Explique le mécanisme de réponse au dommage à l’ADN.
- Dommage à l’ADN
- Activation des protéines kinase ATM et ART
- Phosphorylation de p53 (arrêt du cycle cellulaire + réparation) et histone γH2AX (réparation ADN)
Que fait l’histone γH2AX?
Recrutement de protéines de réparation d’ADN
Que fait la p53?
Recrutement de protéines de réparation d’ADN
Arrêt du cycle cellulaire
Si l’ADN est endommagé, où s’arrête le cycle et pourquoi?
En G1
Pour réparer l’ADN avant de le répliquer
Qu’est-ce qui se passe avec p53 si il n’y a pas de dommages dans l’ADN?
p53 est normalement continuellement produite et dégradée
Qu’est-ce qui se passe avec p53 si il y a des dommages dans l’ADN?
- p53 devient phosphorylée et stabilisée (est donc activée)
- p53 transcrit le gène de p21 qui est un inhibiteur de Cdk (CKI)
- Blocage du cycle en G1
Que se passe-t-il avec p53 (et ses autres amis) si le dommage se répare?
- p53 est dégradé
- p21 est dégradé
- Cdk-G1/S et Cdk-S deviennent activés
- La phase S commence
Quelle protéine s’assure que l’ADN n’est répliqué qu’une seule fois chaque cycle?
Cdk-S
Explique l’action de Cdk-S.
- Cdc6 s’associe aux ORCs en G1
- Cdc6 est phosphorylée en par Cdk-S et se dégrade
- Libération des ORC
- Réplication de l’ADN
Nomme les trois mécanismes pour inhiber les Cdk.
1) Dégradation par cycline
2) Inhibiteur de Cdk/cycline
3) Phosphorylation de Cdk
Exemple de dégradation par cycline?
protéasome
Exemple d’inhibiteur de Cdk/cycline?
p21
Explique la phosphorylation de Cdk.
- Liaison de Wee-1 sur Cdk pour l’inhiber
- Simultanément, liaison de Cak sur Cdk pour l’activer
- Pour activer Cdk, il faut enlever le phosphate inhibiteur seulement via Cdc25
- Activation = continuité du cycle
Une fois qu’un seul Cdc25 est activé et active Cdk-M, que va-t-il se passer?
Cdk-M va activer d’autres Cdc25 (rétrocontrôle positif) et la transition G2/M se fera super vite (comme un interrupteur)
Qu’assure l’inhibition et l’activation rapide de Cdk-M?
La production de Cdk-M est progressive (G2 à M). Il faut donc l’inhiber jusqu’au bon moment!
Les Cdks _________ une multitude de substrats spécifiques.
phosphorylent
La dégradation est utilisée pour se débarrasser des protéines qui ont joué leurs rôles et pour assurer que les transitions soient ___________.
unidirectionnelles
Si la cellule ne passe pas de G1 à S, elle fait quoi?
G0 (quiescence)
Que stimule le mitogène?
l’entrée dans le cycle cellulaire
Si la cellule ne reçoit pas de mitogène, il se passe quoi?
La cellule n’active pas les gènes de la prolifération cellulaire, grâce à des freins tel que la protéine Rétinoblastome (Rb)
Quels sortes de protéines sont Rb et p53?
“suppresseurs de tumeurs”
Par quoi sont caractérisé les cancers?
prolifération non-contrôlée
Qui est le gène le plus fréquemment muté dans les cancers (plus de 50% des cas)?
p53
Rb est inactivé dans toutes les __________.
rétinoblastomes (cancer oeil)
Si Rb est muté, il se passe quoi?
La cellule active les gènes de la prolifération cellulaire même quand il n’y a pas de mitogènes
Qu’est-ce qui se passe si le récepteur de mitogène a une mutation activatrice?
La cellule active les gènes de la prolifération cellulaire même quand il n’y a pas de mitogène (pcq les récepteurs agissent comme si il y avait toujours un mitogène)
Si le dommage à l’ADN est très sévère, il se passe quoi?
- p16 est produit
- Arrêt irréversible du cycle cellulaire
Comment appelle-t-on l’arrêt irréversible du cycle cellulaire?
La sénescence cellulaire
Conséquences à court terme de la sénescence cellulaire?
Protection contre cancer (mutation)
Conséquences à long terme de la sénescence cellulaire?
Négative!!!
Nomme les différentes causes de la sénescence cellulaire.
Défaut télomères
Culture cellulaire
Stress oxidatif (radicaux libres)
Dommages ADN
Drogues cytotoxiques
Activation oncogènes
Vrai ou faux? La sénescence cellulaire diminue avec l’âge.
FAUX, elle augmente
Que développe une cellule en sénescence cellulaire?
le SASP
Est-ce que les cellules en sénescence cellulaire meurent?
Non, elles vont s’accumuler
Que sont les télomères?
Les extrémités des chromosomes
Que se passe-t-il avec les télomères avec l’âge (et malheureusement aussi le stress)?
Ils se raccourcissent avec chaque division
Quelle est la conséquence des raccourcissement des télomères?
Dommages à l’ADN
Qu’est-ce que le SASP?
sécrétion d’un cocktail de cytokines pro-inflammatoires
Conséquences du SASP?
Recrutement de cellules immunitaires
Remodelage tissulaire
Rends les cellules voisines en senescence
Conséquences de SASP à long terme?
Cancer
Vieillissement tissulaire
Il y a un équilibre (homéostasie tissulaire) entre…
La prolifération et l’apoptose
Qu’est-ce que la nécrose?
Une mort cellulaire pathologique plutôt caractérisée par l’incapacité des cellules de fournir de l’ATP (par exemple l’infarctus du myocarde où les cellules manquent d’oxygène suite à une sténose coronarienne)
Décrit l’apoptose.
- Processus hautement régulé
- Processus actif consommant de l’ATP
- Mort cellulaire programmée
Explique les étapes morphologiques de l’apoptose.
- Condensation de la chromatine (la pycnose)
- Fragmentation du noyau
- Perte de l’asymétrie des phospholipides de la membrane plasmique (PS dans le feuillet externe)
- Des boutons cytoplasmiques bourgeonnent à la membrane plasmique (“blebbing”) et peuvent être libérés
- Les fragments apoptotiques peuvent être phagocytés par des macrophages (cellules “nettoyeuses”)
Comment s’appellent les fragments de cellules contenant du matériel nucléaire?
corps apoptotiques
À quoi sert la migration du PC dans la membrane externe?
Reconnaissance par les macrophage = apoptose
Nomme les trois voies de l’apoptose.
Intrinsèque
Extrinsèque
Perforine/Granzyme
Pourquoi une cellule utiliserais la voie intrinsèque de l’apoptose?
- Un horloge interne (par ex. cellules interdigitales)
- Dommage (majeur) à l’ADN
- Perte d’interaction cellule-cellule ou cellule-matrice extracellulaire et/ou perte de signaux de survie
Pourquoi une cellule utiliserais la voie extrinsèque de l’apoptose?
Signal de ligands/hormones
Où se trouve la voie perforine/granzyme?
Cellules T-toxiques
De quoi ont besoin les cellules pour inhiber l’apoptose?
de signaux de leur voisines
Nomme une protéine proto-oncogène et inhibitrice de l’apoptose.
Bcl-2
Explique la mort cellulaire chez les neurones.
Lors du développement, il y a une surproduction de neurones, suivi d’apoptose de ceux qui n’ont pas reçu assez de signaux de survie. Cette stratégie assure que toutes les connections appropriées sont faites.
Qu’implique l’apoptose?
Une famille de protéases de suicide intracellulaire, cytoplasmique appelées caspases
Nomme la forme inactive des caspases.
Pro-caspase
Explique l’activation des caspase.
Clivage et association des pro-caspase
Quelle caspase est la première à être activée?
Caspase-9
Qu’est-ce qui se passe une fois que caspase-9 est activée?
- Une fois activé, les caspases peuvent cliver et activer d’autres pro-caspases dans une cascade
- Suite à cette cascade, les composantes de la cellule sont clivées
Nomme les caspase dans leur ordre d’activation.
9 (X)
Y
Z
Que clive une caspase Y?
Protéine cytosolique
Que clive une caspase Z?
Lamine nucléaire
Comment la caspase-9 est-elle activée lors de l’apoptose?
Suite à des signaux provenant des mitochondries
Explique l’activation de la caspase-9.
- Stimulis apoptotique venant des mitochondries
- Libération cytochrome C
- Activation de la protéine adaptatrice
- Association de celles-ci
- Recrutement des molécules de procaspase 9
- Formation de l’apoptosome
- Activation des procaspase 9 dans l’apoptosome
Explique la voie extrinsèque de l’apoptose.
- Des ligands de mort activent le
récepteur à la mort sur une cellule cible - Des caspases sont activées
Les mitochondries sont également impliqués par la suite
Que font les cellules T et cytotoxiques?
Elles tuent via les perforines et les granzymes qui induisent l’apoptose dans les cellules cibles
Apoptose vs nécrose?
Nécrose:
* Non-spécifique
* Manque d’ATP
* Cellules éclatent
* Endommage le tissu
Apoptose:
* Spécifique
* Ordonné
* Besoin d’ATP
* Phagocytose/recyclage
Qu’est-ce que la ferroptose?
Une mort cellulaire dépendant de fer (Fe3+)
Explique la ferroptose?
- Inhibition des voies antioxidatives qui
normalement réduisent les espèces réactives d’oxygène (ROS) - Une surplus de ROS mène à la peroxidation de phospholipides et rupture de la membrane plasmique
Par quoi est induit la ferroptose?
certains stress (température haute ou basse, hypoxie, agents pharmacologiques)
Nomme les deux formes de mitochondries.
Grain
Filament
De quoi est constitué la membrane des mitochondries?
Couche externe
Couche interne formant des crêtes
D’où viennent les mitochondries?
Fusion et endosymbiose avec une autre cellule
Décrit l’activité physique de la mitochondrie.
Mobiles, se fusionnent et se divisent par
fission
La mitochondrie est le siège principal de quoi?
Production d’ATP
Que signal le nb de mitochondries?
L’activité cellulaire
Que contient la mitochondrie?
Plusieurs copies d’ADNmt
Ribosomes
Nos mitochondries sont celles de notre…
mère
À part la production d’ATP, à quoi sert la mitochondrie?
Génération de chaleur
Apoptose
Décrit la membrane externe des mitochondries.
- lisse
- canaux et pores perméables aux molécules <1kDa
Décrit la membrane interne des mitochondries.
- invaginations ou crêtes
- moins perméable
- très imperméable aux H+ (cardiolipine)
Que contient la matrice des mitochondries?
- ADNmt: sans histones, codes pour 13 protéines de la membrane interne enzymes (transcription/traduction)
- ribosomes
Où se trouvent la plupart des gènes mitochondriales?
Dans le génome nucléaire (protéines importés ensuite)
Qu’est-ce qui se passe avec une protéine mitochondriale qui veut rentrer dans la mitochondrie?
Elle se lie à un signal d’import mitochondrial (étiquette) et passe ensuite par deux complexes de transport (un pour chaque couche de la membrane)
Pour quoi code l’ADNmt?
13 protéines
22 tRNA (pour la traduction)
2 rRNA (pour les ribosomes)
~2% des gènes mitochondriales
Qu’est-ce qui se passe avec les mitochondries paternels suite à la fécondation?
Ils sont dégradés
Population ________ des génomes mitochondriales
hétérogène
Quel est l’impact de la population hétérogène des génomes mitochondriales?
Ceci peut mener à un “effet de goulot d’étranglement” dans l’ovocyte
Où se fait le cycle de Krebs?
Dans la matrice
Explique le cycle de Krebs et la chaine respiratoire.
- Utilisation de nutriments et O2 pour former Acétyl-CoA
- Cycle de Krebs dans la matrice de la mitochondrie
- Production de NADH et de Succinate: donneurs d’électrons pour la chaîne respiratoire dans la membrane interne
- L’énergie du transport d’électrons est utilisée pour générer un gradient de protons H+ à travers la membrane interne
- Le fort gradient électrochimique de H+ à travers la membrane interne est utilisé pour générer l’ATP via ATP synthase
S’il n’y a plus de gradient de protons, l’ATP synthase utilise quoi?
l’ATP!
Qu’est-ce que la cardiolipine?
phospholipide specifique des membranes des bactéries et de mitochondrie
Où se trouve la cardiolipine?
principalement dans la membrane interne
À quoi sert la cardiolipine?
essentiel pour la chaîne respiratoire et pour l’imperméabilité aux H+
Les mitochondries sont situées près des…
sites de fortes utilisation de l’ATP
Les mitochondries sont dynamiques et se…
fusionnent et se divisent
Qu’est-ce qui fusionne les mitochondries?
Mfn
Qu’est-ce qui divise les mitochondries?
Drp1
Est-ce qu’il existe un cycle de fusion et de fission mitochondriale?
Oui
Quand est-ce que Drp1 est très actif?
Mitose mitochondriale
Drp1 est dégradé via quoi?
APC/protéasome
Qu’est-ce qui se passe si on inhibe la fission mitochondriaque?
Si on inhibe la fission, le cycle cellulaire s’arrête en G2/M et ceci peut induire l’apoptose
Qu’active la fuite des cytochrome C?
Les caspases, des protéases qui dégrade les composantes de la cellule de façon ordonnée
Quelle sorte de mitochondrie est efficace pour créer de l’ATP, mais pas pour la chaleur?
Filaments
Quelle sorte de mitochondrie est pas efficace pour créer de l’ATP, mais efficace pour la chaleur?
Graines
Dans quel tissus trouve-t-on les mitochondries qui font de la chaleur?
Adipocytes bruns
Qu’est-ce qui est utilisé pour générer de la chaleur?
Gradient de H+
À quoi sert UCP1?
Généré la chaleur
Les protons vont passer par là
Qui active UCP1?
Acide gras libre
Explique la formation de chaleur dans les mitochondries.
Le processus est le même que pour la production d’ATP sauf qu’une lipase sensible aux hormones sera activée et cela libérera un acide gras libre qui activeras UCP1
Pourquoi 98% des gènes de la mitochondrie sont dans le noyau?
Taux de mutation moins élevé
Quelle forme ont les mitochondries quand Drp1 est actif?
Grain
