Embryo 7 Flashcards
Gènes homéotiques
Que cause une mutation de gène homéotique?
Segment corporel qui en remplace un autre
En quoi sont traduits les gènes homéotiques?
En facteurs de transcriptions appelés homéoprotéines
Que contiennent les homéoprotéines?
Une séquence de 60 aa (appelé homéodomaine) très bien conservée qui contrôle sa liaison à l’ADN
Par quoi est codé l’homéodomaine?
Par une séquence de 180 nucléotides très bien conservés
Vrai ou faux? Il n’existe aucun gène qui ont une fonction homéotique sans posséder d’homéodomaine.
Faux
Sur quoi agit les homéoprotéines?
- Promoteurs
- Activateurs
- Répresseurs
Que détermine les homéoprotéines sur les gènes qu’elle contrôle?
Détermine l’intensité (absence ou extrême) de la transcription de ses gènes subalternes
Qu’est-ce qui déterminera l’intensité de la transcription d’un gène?
Effet cumulatif d’une multitude de facteurs de transcription qui inhibent et activent le promoteur
Décrit l’évolution du segment chromosomique contenant le complexe homéotique principal.
- Duplication
- Remaniement
- Formation de 4 complexes sur 4 chromosomes différents
Que contient chacune des 4 séquences homéotique?
9-12 gènes HOX (“homéobox”)
Pourquoi l’homologie entre les 4 complexes homéotiques est importante?
Car les différents HOX peuvent être substitués sur un autre complexe sans impact phénotypique important s’ils sont placés dans le bon ordre
Qu’est-ce qu’un gène HOX?
- Situé sur un complexe homéotique
- Architecture détermine la chronologie et la topographie d’expression
Par rapport à quoi réfère-t-on les gènes HOX?
- Origine
- Emplacement sur leur complexe
Vrai ou faux? Les gènes dérivés d’un même gène primordial sont moins homologue moléculairement qu’avec les gènes HOX de leur même complexe.
Ex: HOXA2 est plus homologue avec HOXA3 qu’avec HOXB2
Faux
Nomme les HOX en 3’.
- HOX-A1
- HOX-B1
- HOX-C4
- HOX-D1
Nomme les HOX en 5’.
- HOX-A13
- HOX-B13
- HOX-C13
- HOC-D13
De quoi est responsable la topographie des HOX?
De l’activation chronologique des gènes HOX chez l’embryon
Effet de l’activation d’un HOX en 3’?
Active le HOX en 5’ voisin
Que fait HOX quand il est activé?
Sa structure chromatinienne change et devient de l’euchromatine ce qui se propage au HOX suivant (vers 5’) et ainsi de suite jusqu’à ce que tout le complexe soit activé
Quels HOX se font transcrire simultanément en premier?
HOX-A1, -B1 et -D1
pas de HOX-C1 (ni HOX-C2 / HOX-C3), HOX-C4 activé avec les autres HOX-?4
Qu’est-ce qui joue un rôle majeur dans l’expression spatiale et chronologique des HOX?
Acide rétinoïque
Est-ce que les HOX-A/B/C/D13 ont besoin d’un faible gradient d’acide rétinoïque pour être transcrit?
Non, ils ont besoin d’une concentration très élevée en acide rétinoïque
Décrit l’impact de l’acide rétinoique sur HOX.
Les gènes de 3’ vers 5’ ont besoin d’un gradient de plus en plus élevé pour se faire activé
Dans quel axe l’expression des gènes HOX est-elle segmentée?
Dans l’axe caudo-céphalique
Est-ce que l’action des HOX A4, B4, C4 et D4 sont interchangeable?
Oui (grande redondance)
Vrai ou faux? Il existe un HOX-C1, -C2 et -C3.
Faux
Quelle protéine activant un gène contrôleur maitre est diffusé par la chorde?
SHH
Quelle protéine activant un gène contrôleur maitre est diffusé par le tube neural dorsal?
BMP
Que provoque la concentration de SHH et de BMP?
- Induction du SNC primitif à se diviser/différencier en 7 types de neurones distincts
- Expression de différents gènes contrôleurs maîtres dans ces 7 segments du tube neural
Par qui est segmentée le tube neural caudo-céphaliquement?
HOX
Par qui est segmentée le tube neural dorso-ventralement?
SHH
BMP
Décrit la segmentation de l’arbre broncho-alvéolaire.
Interaction entre les morphogènes, le mésenchyme et les cellules épithéliales = développement de l’arbre bronco-alvéolaire
Qu’amène une forte concentration de BMP?
Neuroblastes produisent PAX3 et PAX7 et deviennent des neuroblastes dorsaux
Qu’amène une forte concentration de SHH?
Neuroblastes produisent NKX2.2 et NKX6.1 et deviennent des neuroblastes ventraux
Explique précisemment la croissance et la séparation dichotome de l’arbre broncho-alvéolaire.
- Mésenchyme sécrète FGF10 proche du bourgeon épithélial
- FGF10 stimule la sécrétion de SHH par l’épithélium
- SHH inhibe FGF10 et scinde le mésenchyme en deux
- Les deux agrégats sécrètent FGF10 ce qui amène la prolifération de deux bourgeons épithéliaux
- On recommence le cycle = sépération/croissamce dichotome
Vrai ou faux? La croissance de l’arbre pulmonaire continue pendant l’enfance.
Vrai
À partir de quel stade sont détectés les homéoprotéines?
Blastocyte
Segmentation à la 2e semaine (stade de 2 feuillet)?
Bandes transversales d’homéoprotéines
Que contrôle l’expression segmentaire d’homéoprotéines?
L’expression de morphoprotéines
Que contrôlent les morphoprotéine?
La différenciation des cellules qui les expriment
Quelles sont les conséquences d’une mutation de HOXD-13?
Anomalie développementales:
- Syndatylie
- Polydactylie
Quelle est la conséquence d’une mutation de HOX-A13?
Anomalie développementale: brachydactylie (doigts trop courts)
Nomme les 3 gènes qui vont conférer à une cellule son “adresse” moléculaire.
- Gap
- Pax
- HOX
Comment les gènes qui contrôlent les aspects fondamentaux du développement le font?
En contrôlant toute une batterie de gènes subalternes
Est-ce que l’expression d’un gène sélecteur à des moments différents change l’effet? Pourquoi?
Oui
Les gènes subalternes ne sont pas disponible aux même moments
Nomme les 7 interactions cellulaires.
- Contact direct
- Synapse
- Stimulation paracrine
- Stimulation autocrine
- Stimulation endocrine
- Stimulation jonctionnelle
- Exosome
Explique le contact direct. Donne exemple.
Un signal sur la membrane plasmique d’une cellule interagit avec le récepteur d’une autre cellule
- ex: macrophage/cellule dendritique qui présente un antigène à un lymphocyte
Explique la synapse.
Le signal électrique d’un neurone est converti en signal chimique qui active les cellules cibles au niveau des synapses
Explique la stimulation paracrine.
Une cellule sécrète un signal qui diffuse et stimule les récepteurs des cellules adjacentes qui sont d’un autre type de cellules
Explique la simulation autocrine.
Une cellule sécrète un signal qui diffuse et stimule les récepteurs des cellules adjacentes qui sont du même type de cellules
Par qui est souvent utilisé la stimulation autocrine?
Cellules cancéreuses
À quoi peut servir une stimulation autocrine?
Renforcer le signal de différenciation (feed-back positif pour un groupe de cellules)
Décrit la stimulation endocrine.
Les hormones sécrétées dans la circulation contrôlent des cellules cibles à distance
Localisation des récepteurs hormonaux dans le stimulation endocrine?
- sur la membrane plasmique
- dans le cytoplasme
- dans le noyau
Décrit la stimulation jonctionnelle.
Les jonctions “gap” (jonctions communicantes) permettent l’échange de molécule et d’ions ainsi qu’un couplage électrique entre les cellules adjacentes (= action coordonnée des cellules dans un tissu)
Exemple de stimulation jonctionnelle et de son impact?
Si manque de CONNEXINE-43, graves malformations cardiaques
Explique l’exosome comme interaction cellulaire.
Les cellules peuvent moduler leurs voisines et des cellules distantes par la sécrétion d’exosomes
Que peuvent contenir les exosomes?
ARNm
miRNAs
Qui utilise les exosomes?
Endomètre
Embryon
De quoi dépend la réponse des cellules au signaux?
- Récepteurs
- Statut de différenciation
- Autres facteurs de stimulation (qui stimule en même temps)
De quoi va dépendre la réponse combinatoire?
- Vitesse de diffusion, transport et demi-vie des morphogènes
- Nombre et type de récepteurs
- Différentes molécules stimulantes
- Concentration des molécules stimulantes
Est-ce que différents types de cellules peuvent exprimer différents types de récepteurs qui reconnaissent les mêmes ligands?
Oui
Que peut activer un récepteur?
Différentes cascades moléculaires dépendement du type de cellules qui l’expriment
Effets possibles d’un récepteur stimuler par un ensemble de signaux?
- Survie
- Division
- Apoptose
- Différenciation
Qu’engendre une absence de signaux de survie?
Apoptose
Quelles cellules peuvent interagir ensemble via des signaux inhibiteurs dans l’inhibition latérale?
Cellules au même stade de différenciation
Effet des signaux inhibiteurs?
Différenciation divergente
Décrit la différenciation divergente.
Certaines cellules résistent moins fortement aux signaux inhibiteurs → produisent plus d’inhibiteurs
Exemple d’utilisation de l’inhibition latérale chez l’humain?
Différenciation peau/poils
Décrit les 5 étapes de l’inhibition latérale et diversification cellulaire.
- Toutes les cellules initialement similaires (même stade de différenciation) tentent d’inhiber leurs voisines
- Les cellules + résistantes expriment un FT qui produisent plus d’inhibiteurs et moins de récepteurs de cet inhibiteur
- L’inhibiteur diminue la synthèse de FT par les voisines = diminue leur capacité de synthèse de l’inhibiteur et augmente leur nombre de récepteurs
- FT enclenche la formation de poils/plumes
- = renforce le potentiel inhibiteur des cellules “résistantes”
Caractéristiques de la substance de différenciation?
- Sécrété pendant courte période
- Effet limité dans l’espace
Comment agissent les morphogènes?
Diffusent et agissent sur de plus ou moins grandes distances pour contrôler la segmentation via leur gradient de concentration
Que contrôlent les morphogènes?
Détermination et différenciation des champs développementaux
Mécanisme pour limiter l’étendue de l’action des morphogènes?
Antagonistes qui peuvent se lier et inhiber le morphogène ou son récepteur
Par quoi est accomplie la segmentation g/d?
Par le battement des cils du noeud de Hensen qui distribue les morphogènes de façon asymétrique
Dans quel sens se font les somites?
Cervical vers caudal
Localisation de le première paire de somites?
Région cervicale
Vrai ou faux? Chaque somite induit la formation de la prochaine.
Vrai
Qu’exprime le front de croissance des somites en formation?
Expriments cycliquement des gènes responsables de l’organisation du mésenchyme en somites
Que permet l’horloge moléculaire?
Permet aux cellules du mésenchyme somitique de savoir comment de développer
Décrit le développement selon l’horloge moléculaire.
- Temps 1: première tranche de cellule du 1er somite
- Temps 2: 2e tranche
- Temps 3: 3e tranche
- Temps xyz jusqu’à la dernière tranche
- Retour au temps 0: couche inter-somitique
- Temps 1: première tranche de cellule du 2e somite
- …
Les cellules caudales au dernier somite ont une expression ____________ de gènes de l’horloge.
oscillatoire
Quelles substances sont inclus dans les mécanismes de l’horloge moléculaire?
NOTCH
FGF8
WNT3a (et WNT3a
AXIN (et Axin)
Qu’est-ce qui est activé par FGF8 en absence de la protéine AXIN?
WNT3a
Quelle cascade est activé par WNT3a?
NOTCH
Quel promoteur est stimulé par WNT3a?
AXIN (gène AXIN)
Effet de AXIN?
production protéine AXIN qui inhibe le promoteur de FGF8 et de WNT3a
Combien de temps dure l’effet inhibiteur du promoteur AXIN (et de sa protéine AXIN)?
90 minutes
Intervalle de la cascade NOTCH?
Activé cycliquement à chaque 90 minutes
Quand se développent les espaces inter-somites?
Quand expression de NOTCH est au plus faible
Quand se développent les espaces centraux des somites?
Quand l’expression de NOTCH est au plus fort
Que font les cils de Hensen?
Se contractent et établissent un mouvement rotatoire dans le sens inverse des aiguille d’une montre = le flux nodal
Que produisent les cellules du noeud de Hensen?
FGF
Effet de FGF?
Enclenche l’exocytose de NVPs (petites vésicules) qui contiennent du SHH et de l’acide rétinoïque
Vers où va les NVPs?
Vers la gauche du noeud de Hensen pour activer l’expression de Nodal à gauche
Qu’active l’expression de Nodal?
Les morphogènes activant l’expression de Nodal stimulent la transcription des gènes de latéralité droite à gauche
Combien de patients atteint du syndrome Kartagener ont une dextrocardie.
1/2
Vrai ou faux? Si les cils ne fonctionnent pas, la latéralité est établie au hasard.
Vrai
Maladies qui touche les cils?
- Syndrome de Kartagener (absence des bras interne et externe dû à une molécule de dyénine anormale = cils immobiles)
- mutation homozygotes iv/iv - Mutation homozygote inv/inv = cils motiles qui battent dans la bonne direction, mais plus lentement que des cils normaux
Que peut-on dire par rapport aux mécanismes des cils?
Mécanisme qui établit un gradient de concentration d-g, ils sont mal compris
3 fonctions/rôles des cils?
- Mouvement
- Chimiosensoriel
- Mécanocepteur
Type de cils mécanorécepteur et chimiosensoriel?
cils primitifs “9+0” (pas de microtubule interne)
Comment est accompli le rôle chimiorécepteur des cils?
Via le grand nombre de récepteurs situés sur la membrane plasmique des cils ce qui leur permet d’être stimulés par les molécules de type morphogène (ex: SHH)
Vrai ou faux? Aucun cils ne se fait stimuler par le SHH.
Faux
Nomme 3 voies de signalisation des cils primitifs “9+0” et dans quoi ces voies ont une importance critique?
- SHH (voir Sonic Hedgehog)
- WNT (voie non canonique)
- PCP (voie polarité planaire cellulaire)
Voies critiques dans:
- le développement embryonnaire et postnatal
- le maintient de la fonction cellulaire et de l’homéostasie
Fonction des cils primitifs “9+0”?
Capteurs d’informations sensorielles (chimiques ou mécaniques) qu’ils relayent et coordonnent au sein de différentes voies de signalisation cellulaires
Cause du syndrome de Meckel-Gruber?
Anomalie des cils
Phénotype du syndrome de Meckel-Gruber?
- Rachischisis crânien
- Exencéphalie
- Polydactylie (mains + pieds)
- Anomalie des tubules pancréatiques et hépatiques → fibrose péri-tubulaire
- Dépolarisation des tubes rénaux → kystes = reins énormes et vessie/uretères hypoplasiques
- Pas urine = oligohydraminos/anamnios (encéphalocèle)
- Oligohydraminos = séquence de Potter et hypoplasie pulmonaire
- Anamnios = foetus écrasé par l’utérus = arthrogrypose
Cause de l’hypoplasie pulmonaire du syndrome de Meckel-Gruber?
- Reins deviennent énorme
- Fibrose péri-tubulaire
- Tubules deviennent kystique
- Absence d’urine (vessie hypoplasique)
- Absence de liquide amniotique
- Foetus écrasé par l’utérus
Que permet la fonction mécanoréceptrice des cils?
Permettre de bien polariser certains tubules (direction des flux = bien orienter les cellules)
Qu’est-ce qui se passe si les cellules des tubules n’arrivent plus à s’orienter?
Malformation: dilatation et kystes (non fonctionnement des tubules)
Mode de transmission du syndrome de Meckel-Gruber?
Autosomique récessive
Cause et conséquence de la polykystose rénale?
- Mutation “germinal” d’un gène impliqué dans la formation des cils
- Cellules de tubules rénaux ne peuven plus s’orienter dans l’axe longitudinal = dilatation progressive jusqu’à la formation de kystes dans les tubules rénaux
Vrai ou faux? Les ciliopathies sont toutes à risque de développer une anomalie de segmentation du coeur ou d’autres viscères.
Vrai
Explique la polarisation des cellules d’un tube.
Le flux liquidien pousse toutes les cils dans la même direction, ce qui polarise les cellules et le tubule = oriente les centrioles et la plaque équatorial = détermine l’axe de la mitose
Est-ce que les exosomes sont visible au microscope?
Non
Rôles pathologiques des exosomes?
- Pré-éclampsie
- Neurodégénérescence
- Oncogénèse
Rôle physiologique des exosomes?
Développement de l’embryon et de l’adulte (endomètre surtout)
Est-ce que la fusion des exosomes avec les membranes se fait au hasard?
Non, fusion et reconnaissance très spécifique
Qui permet la segmentation d/g?
Noeud de Hensen
Qui permet la segmentation ventral/dorsal?
SHH
BMP
Qui permet la segmentation céphalique/caudal?
HOX
Que fait la nétrine?
Facteur chimiotaxique qui attire
Que fait la sémaphorine?
Facteur chimiotaxique qui repousse
Caractéristiques des cellules qui expriment le FT?
- Moins de récepteurs à l’inhibiteur
- Plus de production de l’inhibiteur
Nomme les 3 fonctions des cils.
- Oriente la mitose (mécanorécepteurs)
- Récepteurs morphogènes (chimiorécepteurs)
- Moteur (mouvement)
Que fait entrer la pression exercé sur le cil primitif?
Ca++
