Cytosquelette Et Mitose Flashcards by Ellina Zrihen

Nécessité super importante de la division cellulaire (résultat)

S’assurer que le génome issu de la cellule d’origine se retrouve à l’identique dans les 2 cellules filles issues de la division cellulaire

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4 phases du cycle cellulaire

M
— Division (info génétique/2)
G1 (Gap)
— Pause/Attente
S
— Synthèse d’ADN
G2
— Pause/Attente

=> G1 + G2 + S = INTERPHASE

Cycle recommence…

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Étapes de la mitose (et déroulement au niveau des chromosomes)

Prophase (et pro-meta)
— Condensation
— 2 chromatides attachées au niveau du centromère (= 1 chr dupliqué)
— Disparition de l’enveloppe nucléaire
Métaphase
— Alignement des chr sur la plaque équatoriale
Anaphase
— Séparation des chromatides (+ kinétochores associés) à chaque pôle
Télophase
— Chromatides séparées
— Séparation des cellules (=2 cellules filles)
— Reformation de l’enveloppe nucléaire
— Chaque cellule fille contient 1 copie de tout le matériel génétique

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Dans la cellule, qu’est-ce qui permet le bon déroulement de la mitose (globalement)?

Le cytosquelette
— Microtubule (fuseau mitotique)
— Filaments d’actine (anneau contractile)
— Filaments intermédiaires (enveloppe nucléaire)

=> Action COORDONNÉE

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Structure de l’ATP

Adénosine triphosphate comprend:

Adénine
Ribose
3 groupements phosphates attachés à l’Adénine-Ribose (adénosine)

1 groupement phosphate =
— 1 atome phosphore
— 3-4 atomes d’oxygène

=> Rupture de la liaison du 3ème groupement phosphate très facile (-> ADP): LIBÉRATION D’ÉNERGIE
= Hydrolyse de l’ATP en ADP

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Où peut aller le groupement phosphate libéré par l’hydorlyse de l’ATP en ADP (donner un exemple)

Transfert sur une protéine au niveau d’un groupement alcool OH
Phosphorylation de la Sérine
— Ajout d’un groupement très hydrophile (au lieu du groupement OH légèrement hydrophile)
— Changement de la répartition des charges
— Ajustement conformationnels dans cette zone (peuvent se répandre à l’ensemble de la protéine

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Quels acides aminés permettent la phosphorylation des protéines?
Pourquoi eux?

Possèdent un groupement OH (chaîne latérale)

Sérine
Thréonine
Tyrosine

—> Système différent et phosphorylation différente en fonction de l’acide aminé (pas spontané/enzymes Kinases spécifiques de l’a.a./PROT)

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Protéine responsable de la phosphorylation (+dephosphorylation) des prot
Modification réversible ou irréversible? (+ utilisation d’ATP?)
Sont elles spécifiques? De quoi?

KINASE (~500)
—> À partir d’ATP + prot non-phophrylée =
—> Production d’ADP + Ajout d’un groupement phosphate (vient de l’ATP) sur prot

=> Modification RÉVERSIBLE = déphosphorylation par la PHOSPHATASE (~ +100)

=> Phosphatase et Kinase sont SPÉCIFIQUES de l’a.a. voir d’une prot (substrat)

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4 fonctions des protéines régulées par la phosphorylation: (ce qui peut être modifié)
(4)

Tout peut changer…

Activité enzymatique (y compris kinase)
Interactions protéiques
Stabilité d’une protéine
Localisation intracellulaire

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Sous quelle forme sont les lamines nucléaires lors de l’interphase?

Non-phophorylées
(Enveloppe nucléaire présente dans la cellule en interphase)

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Étapes de la mitose et déroulement au niveau des filaments intermédiaires

Prophase
1. Phosphorylation et désassemblage (= inactivation) des lamines
2. Fragmentation de l’enveloppe nucléaire (= conséquence)
Télophase
1. Déphosphorylation et réassemblage (= activation) des lamines
2. Réassemblage de l’enveloppe nucléaire (autour du squelette)

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Rôle des filaments intermédiaires lors de la mitose:

Ils (lamines nucléaires) sont responsables du délassemblage (phosphorylation) et du réassemblage (déphosphorylation) de l’enveloppe nucléaire
-> Prophase et Télophase

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Rôle des microtubules lors de la mitose:

Formation du fuseau mitotique

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Qu’implique la mitose concernant l’organisation des microtubules?
Comment réguler tout ça?

Cytosquelette de microtubule doit changer complètement d’organisation (formation des pôles au extrémités)
=> RÉGULATION nécessaire
— Phosphorylation
— Déphophorylation
— Cytosquelette très dynamique (change de forme/s’adapte)!!!

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Exemple (prot associée, stathmine) de régulation du cytosquelette lors de la mitose (=> devient très dynamique)

Stathmine déphophorylée = fonctionnelle

Liaison/capture de la tubuline libre
Polymérisation diminue (nb microtubules diminue)

Stathmine phosphorylée (Kinase spécifique contrôlée par signaux cellulaires)= non-fonctionnelle

Libération de tubuline libre (équilibre précédent déplacé)
Polymérisation augmente (+ de microtubule)

=> Déphophorylations peuvent aussi avoir lieu

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Étapes de la mitose et déroulement au niveau des microtubule

Prophase
1. Duplication et Séparation des centrosomes à chaque pôles du noyau (= pôles)
2. Mise en place du fuseau mitotique
Métaphase
Alignement des chromosomes qui forment la plaque métaphasique (chaque chromosome est attaché aux 2 pôles via les kinétochores)
Anaphase
1. Raccourcissement des microtubules du kinétochore (séparation rapide et adéquate des chromatides)
2. Allongement et glissement des microtubules polaires
3. Traction des microtubules astraux (issus des pôles, ne participent pas au fuseau mitotique) vers les extrémités opposés de la cellule

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Quel impacte sur la mitose peuvent avoir des drogues perturbatrice du réseau tubuline (microtubules)?

Pas d’alignement des chromosomes au niveau de la plaque métaphasique
(normalement maintenus par des microtubules + kinétochores liés aux pôles)

Qu’induit la colchicine sur une cellule (concernant le cycle cellulaire)?

= Inhibition la polymérisation des microtubules (liaison à la tubuline libre)
-> Désassemblage des microtubules

— Perturbation de la division cellulaire (caryotype: chromosomes condensés)
= Cellule coincée en court de métaphase (anticancers, mort cellulaire rapidement)

Quelle est la cibles principale de nombreux anticancers génériques?

Fuseau mitotique
—> Cellules bloquées en métaphase = meurent

Microtubules lors de la prophase de la mitose: (2)

Duplication et Séparation centrosomes à chaque pôles du noyau (= pôles)
Mise en place du fuseau mitotique:

— Microtubules polaires se lient pour connecter les 2 pôles de la cellule

(Ensuite: désassemblage du noyau, puis:)

— Ancrage microtubules- chromosomes (1 kinétochore sur chaque chromatide = associés + liaison des microtubules aux 2 kinétochores)

Microtubules lors de la métaphase de la mitose:

Alignement des chromosomes qui forment la plaque métaphasique (chaque chromosome est attaché aux 2 pôles via les kinétochores)

Microtubules lors de l’anaphase de la mitose: (3)

Raccourcissement des microtubules du kinétochore (séparation rapide et adéquate des chromatides)
— Protéine motrice dynéine au niveau des microtubules/Kinétochores se dirige vers l’extrémité moins des microtubules (pôles)
— Déplacement du kinétochore vers le pôle (centrosome) du fuseau (= déplacement actif)
— Dépolymérisation progressive des microtubules
Allongement et glissement des microtubules polaires
— Protéine motrice MULTIMÉRIQUE Kinésine statique (= prot motrice liées), microtubules bougent
— Pousse les pôles au niveau des extrémités opposées de la cellule (participe à la séparation des chromatides)
Traction des microtubules astraux (issus des pôles, ne participent pas au fuseau mitotique) vers les extrémités opposés de la cellule
— Protéine motrice Dynéine attachée sur la membrane + microtubule se déplace vers l’extrémité moins
— Participe à la séparation des chromatides

Phase de tests des effets du taxol comme anticancer (7)

If du Pacifique
1. NCI screening program
— Pour trouver des traitements anticancers
2. Taxus brevifolia Hit
— extrait de l’écorce d’If fait mourir les cellules cancéreuses (tube à essai)
3. Mode d’action
— Polymérisation des microtubules
4. Phase I
— Test des effets secondaires toxiques (pas bcp)
5. Phase II
— Test sur des patients cancéreux en petit nombre
6. AMM (Bristol Myers Squibb)
— Autorisation de mise sur la marché
7. Synthèse chimique
— Aujourdhui: traitement cancers sein/colon/ovaire

Étapes de la mitose et déroulement au niveau du cytosquelette actine
Que permettent les filaments d’actine? (Nom du phénomène)

+ donner le type de myosine

Télophase
— Séparation/décondensation des chromosomes
— Nouvelle enveloppe nucléaire
Cytodiérèse = Séparation des deux cellules filles (=cytokinèse)
— Anneaux contractile (actine + myosine II) “étrangle” la cellule jusqu’à fusion des membranes => cassure

La mort cellulaire est-elle contrôlée?

Oui hyper mega contrôlée => **Mort cellulaire PROGRAMMÉE**

Répartition des cellules chez le Dyctyostelium discoideum

**Corps fructifère** = amat de cellules qui se répartissent dans - **Spores** = vivant - **Tige** = mort => Mort cellulaire PROGRAMMÉE

3 exemple de **mort cellulaire programmée** chez les êtres vivants

- Dyctyostelium discoideum — Spore vivant — Tige morte - Grenouilles — Têtard herbivore (queue + branchies) — Grenouille carnivore (mort des cellules de la queue + branchies -> formation de poumons) - **Développement de la main humaine** — Main palmée pendant embryogenèse — Cellules interdigitales meurent pendant le développement (*Sauf syndactilie*)

Différence entre **apoptose** et **nécrose** (defs)

**Apoptose**: *une* forme de _mort cellulaire programmée_ ≠ **Nécrose**: mort cellulaire _traumatique_ (mort cellulaire salle, contenu se répand, reconnu comme étranger à l'oganisme)

Qu'est-ce que la **pycnose**?

**Condensation du noyau** d'une cellule en cours d'apoptose

Étapes de l'**apoptose**: (3)

1. **Pycnose**: condensation du noyau 2. **Blebbing**: cellule (+ noyau) se fragmente (fragments entourés de membrane plasmique) 3. **Phagocytose**: absorption + digestion des fragments par cellules phagocytiques ou voisines => Contrôle par les **gènes de la mort** (*cellules meurent pendant un développement normal*)

Gènes mutants trouvés en lien avec l'apoptose lors du développement des C. elegans: (+ découvertes induites) (5)

- Effets indirect - _ced-1, ced-2_: pas de phagocytose des cellules mortes (mais cellules meurent quand même) —> *Phagocytose non responsable de la mort des cellules* - _ced-3_: pas de mort des cellules (**caspase**) —> *Protéines ced-3 PRO-APOPTOTIQUE* - _ced-4_: pas de mort des cellules (**apaf-1**) —> *Protéines ced-4 PRO-APOPTOTIQUE* - _ced-9_: excès de mort des cellules (**Bcl-2**) —> *Protéine ced-9 ANTI-APAOPTOTIQUE* => **ÉQUILIBRE** => Facteurs déclencheur ou inhibiteur d'apoptose => Mêmes mécanismes chez l'homme

Par quel mécanisme a lieu l'apoptose?

Les **caspases** (=protéases) *Cystein-dependent Aspartate-directed Protease* —> Permet le déclenchement de l'apoptose (activation par _coupure protéolytique_)

Mode d'activation des caspases (3 étapes + _rôle_) Réversible ou irréversible ?

1. Signal (interne/externe) 2. _Caspase initiatrices_ inactivés **activées par _coupure protéolytique_** (= par autre protéase ou autoprotéolyse) => **IRRÉVERSIBLE** (libération de caspase activée + fragment impossible à réassembler) 3. Caspases initiatrices activent des _Caspases effectrices_ (coupure protéolytique) *Cascade...* => Caspases effectricent **dégradent** des **Lamines nucléaires (pycnose)** et d'autres prot => MORT CELLULAIRE

2 types de régulations de la mort cellulaire:

- **VOIE EXTRINSÈQUE** = Réponse aux **signaux externes** (*TNF*) - **VOIE INTRINSÈQUE** = Régulation interne — Mitochondries — Régulation interne: _p53_ => Superposition de NOMBREUX signaux

Exemple de la régulation de l'apoptose en réponse au signaux externes (TNF) (4 étapes)

1. _Récepteur au TNF_ transmembranaire 2. TNF largué par une cellule voisine _se lie au récepteur_ 3. Domaine cytoplasmique du répecteur _s'associe_ avec des protéines (TRADD/FADD) 4. Enclanche l'**activation des caspases initatrices** => Cellule reçoit en PERMANENCE de TRÈS NOMBREUX signaux (pro ou anti apoptotiques) envoyés dans des systèmes de relais d'information (plusieurs récepteurs existants)

Déroulement de la régulation **interne** de l'apoptose au niveau des mitochondries: (6 étapes)

1. Cellule reçoit un _signal de Stress_ 2. _Mitochondrie_ sent ces signaux de type métaboliques 3. Prot **Bax** de la membrane mitochondriale forme un _pore_ 4. **Cytochrome C** relâché (pore) dans le cytosol par les mitochondrie (normalement présent UNIQUEMENT dans les mitochondries) 5. _Association_ du Cytochrome-C avec *Apaf-1* 6. Activation des **caspases**

Rôle de la protéine Bcl2? (= homme, équivalent de la ced-9 des C-elegans) + *Exemple de maladie provoquée par la surexpression de Bcl2*

**Protéine ANTI-APOPTOYIQUE** qui BLOQUE le pore formé sur la membrane mitochondriale par _protéine Bax_ (=pro-apoptotique) => ÉQUILIBRE = *B cell lymphoma* (cancer: Bcl surexprimée dans les cellules du lymphome)

Quel sont les 3 rôles de la **protéine p53**? (taille = 53 kDa)

—> Sentir les **lésions de l'ADN (= stress)** => _activation_ de p53 - **Blocage des divisions cellulaires** (temporaire ou sénescence) - Déclenchement des systèmes de **réparation de l'ADN** - _Induction de Bax_ = **Apoptose** (si ADN non réparé)

- Que cause un excès de mort cellulaire? - Un nombre insuffisant de mort cellulaire?

- *Probablement* des **maladies neurovégétatives** (*Parkinson*) - **Cancers**

Que sont les neuroblastomes? (2 types)

= Tumeurs chez les très jeunes enfant de gravité très variable (régression spontanée possible) 2 types de Neuroblastomes: **Surexpression Bcl-2 et perte de caspase** —> diminution de l’apoptose —> _Cancer_ **Expression récepteur au TNF** (Tumor necrosis Factor) —> régression spontanée des tumeurs (?)

De quoi les anneaux contractiles sont ils composés?

Actine + Myosine II