Embryologie 7 : Gènes Flashcards
que cause une mutation de gène homérique?
des transformations homéotiques=caractérisé par un segment corporel qui en remplace un autre!
*drosophile; gène antennapedia fait que les antennes sont remplacées par des pattes!
qu’est ce qu’un gène homéotique?
Se dit d’un gène contrôlant le développement et la mise en place d’une région précise d’un embryon et dont la mutation transforme une partie du corps en une autre.
les gènes homéotiques sont traduits en quoi?
FT aussi appelés homéoprotéines
homéoprotéines contient quoi?
une séquence de 60 aa hautement conservée dans toutes les espèces!!! (levure, drosophila, nématodes, vertébrés)
la séquence de 60 aa des homéoprotéines controle quoi?
controle leur liaison à ADN et à ARN
la séquence de 60 aa est aussi appelée
homéodomaine
un homéodomaine est codée par une séquence de …
180 nucléotides!
(très conservée durant l’évolution)
est-ce que tous les gènes ayant un fonction homéotique ont un homéodomaine?
NON
plusieurs gènes ont une fonction homéotique sans posséder d’homéodomaine
expliquer l’analogie entre les homéoprotéines et les clés
-de légères différences au niveau des aa et de l’homéodomaine (comme les dents de la clé!) réglementent quelles séquences d’ADN (soit la serrure) sont reconnus et lié!
rôles de l’homéoprotéine
chaque homéoprotéine agit sur plusieurs promoteurs, activateurs et répresseurs de la transcription des gènes qu’elle controle afin de déterminer l’intensité ou l’absence totale de la transcription de ses gènes sublaternes
qu’est ce qui détermine l’intensité de la transcription d’un gène?
effet cumulatif d’une multitude de facteurs de transcription activant et inhibant la transcription d’un gène au niveau de son promoteur (allant de l’absence jusqu’à l’extrême)
le segment chromosomique du complexe homéotique primordial contenait combien de gènes?
8
ce complexe s’est dupliqué et remanié de façon à …
ce que l’on retrouve 4 complexes sur 4 chromosomes différents chez les mammifères
chacune des séquences Hox A,B,C et D contient combien de gènes?
9 à 12 gènes homéobox (ou gènes Hox)
**directement apparentés aux gènes de la drosophile!
quels types de gènes HOX peuvent être substitués sur un autre complexe sans avoir d’impact phénotypique important (si dans le bonne ordre)?
HOX A1, B1 et D1
est-ce que tous les gènes homéotiques sont des gènes HOX?
NON
car ils ne sont pas localisés dans une des 4 régions chromosomiques contenant les HOX
**par contre, tous les gènes HOX ont un homéodomaines
qu’est ce qu’un gène homéotique?
contient séquence de 180 nucléotides
qu’est ce qu’une homéoprotéine?
séquence de 60 aa
qu’est ce qu’un gène HOX?
situé sur un complexe homéotique dont l’architecture détermine la chronologie et la topographie de l’expression
quels sont les gènes 3’ du complexe?
HOX A1,B1,C4,D1
quels sont les gènes 5’ du complexe?
HOX A,B,C,D,13
qu’est ce qui joue un rôle majeur dans le contrôle de ces gènes hox?
gradient d’acide rétinoique
**les gènes en 3’ sont activés à de très faibles concentration en AR et chaque gène subséquent en 5” requiert une concentration de AR plus grande pour être activée
expression d’un gène est donc contrôlé par quoi?
par ou il est localisé sur l’embryon via la concentration d’AR!
quels gènes sont semblables?
les gènes dérivés d’un même gène primordial sont moléculairement beaucoup plus homologues entre eux (HOX A9, HOX B9, HOX C9, HOX D9) que les autres gènes HOX d’un même complexe (HOX A1 vs HOX A2)
décrire la séquence chronologique de l’activation des gènes HOX?
activation d’un gène HOX en 3’ active l’expression de son voisin en 5’
qu’arrive t-il avec la structure d’un gène HOX actif?
sa structure chromatinienne change
-passe d’un état fermé et compact (hétérochromatine) a un état ouvert (eu chromatine)
**ces changements se propagent au HOX suivant en 5’ et l’activent!!
=enclencher la transcription au prochain jusqu’à ce que tout le complexe soit activé
existe t-il des gènes HOX C1,2,3?
non!
commence à C4
(qui est exprimé en même temps que A4,B4 et D4)
les gènes HOX segmentent l’embryon dans quel axe?
céphalo caudale
*gènes contrôleurs maitres disent aux cellules qui les expriment quels segments des membres, du SNC et des vertèbres elles doivent former
quels gènes hox sont exprimés en premier?
ceux en plus petits nombres!
(HOX A1,B1,C4,D1)
(ceux avec le plus grand nombre exprimés en derniers!!)
la segmentation se fait dans quel sens?
commence par la région caudale jusqu’à céphalique!
quels gènes requiert une très faible concentration de AR?
HOX A1, B1. D1
quels gènes requiert une forte concentration de AR?
HOX A,B,C,D13
rôle d’un morphogène
active les GCM
donner des exemples de morphogènes
SHH et BMP
SHH et BMP sont produits par …
chorde et cellules dorsales du tubes neurales
*cellules dorsales sécrètent=BMP
*chorde et cellules ventrales=SHH
la segmentation dorso ventrale de l’embryon se fait par
SHH et BMP
la concentration de SHH et BMP produit quoi?
induction des cellules du SNC primitif à se différencier en 7 types distincts de neurones (en stimulant l’expression de différents gènes contrôleurs maitres dans ces 7 différents segments du tube neural)
une forte concentration de BMP stimule les neuroblastes à produire…
PAX 3 et 7 (se différencie en neuroblaste dorsaux)
forte concentration de SHH les stimule à produire…
NKX2.2 et NKX6.1
*et donc à produire les neuroblastes ventraux
le tube neural est segmenté est combien de couches?
7
interaction entre les morphogènes, le mésenchyme et les cellules épithéliales contrôlent quoi?
développement de l’arbre broncho alvéolaire
les cellules mésenchymateuses sécrètent quoi?
FGF10
les cellules épithéliales sécrètent quoi?
SHH
décrire les étapes de la croissance de l’arbre broncho alvéolaire
-cellules mésenchymateuses sécrètent FGF10 qui diffuse et stimule la prolifération cellulaire à l’extrémité du bourgeon épithélial
-cellules épithéliales produisent SHH
-SHH inhibe synthèse de FGF10 par les cellules mésenchymateuses
-agrégat de c mésenchymatheuses est scindé en 2
-chacun des agrégats stimule de manière indépendante la prolifération cellulaire à l’extrémité du bourgeon épithélium (divisé en 2 branches)
mutation au niveau de HOX D13 donne…
polydactilie ou syndactilie des 5e doigts
mutation de HOX A 13 donne …
brachydactilie (des doigts trop courts)
quand sont détectés les homéoprotéines chez les vertébrés?
stade blastocyte
quand est-ce que l’embryon devient segmenté en bandes transversales d’homéoprotéines?
embryon atteint le stade bilaminaire
la segmentation correspond à quoi?
expression différente d’homéoprotéines au sein de chaque segment
l’expression segmentaire d’homéoprotéine controle quoi?
l’expression de morphoprotéines spécifiques
rôle des morphoprotéines
-réglementer la différenciation des cellules qui les expriment
-controler l’expression de gène subalternes qui détermineront la cascade de différenciation des cellules qui les expriment
la segmentation du cube se fait en combien d’axes?
3
-gauche droite; M1 à M3
-céphalo caudal par HOX; C1à C5
-dorso ventral par SHH; V1 à V5
quels gènes initient la segmentation de l’embryon?
gap (de façon moins linéaire que chez la drosophile)
quels gènes contrôlent la segmentation?
PAX
l’adresse moléculaire correspond à quoi?
FT (GCM) exprimés par chaque cellule
=cette adresse déterminera la cascade de différenciation que suivra chaque cellule
hélice boucle hélice est un facteur de…
transcription
qu’est ce qui détermine l’architecture finale des tissus?
interaction entre le mésenchyme et les cellules épithéliales
**et gène PAX
PAX 3 est exprimé par les cellules…
somitiques
un manque de PAX 3 cause…
syndrome de Waardenburg
une sur expression de PAX 3 cause…
*rhabdomyosarcome
(oncogénique)
rôle de PAX 6
-enclencher la cascade moléculaire nécessaire au développement de l’oeil
*sans son expression; l’oeil ne forme même pas un ébauche
doigt de zinc est un…
facteur de transcription
pourquoi il y a un effet différent si un gène sélecteur est exprimé à un moment ou un autre du développement embryonnaire?
les promoteurs des gènes subalternes ne sont pas toujours disponibles pour stimulation en même temps
quel mécanisme de communication cellulaire?
signal sur la membrane plasmique d’une cellule interagit avec le récepteur d’une cellule cible (macrophages dendritiques qui présentent un antigène à un lymphocyte)
contact direct
quel mécanisme de communication cellulaire?
signal électrique d’une neurone est converti en signal chimique qui active les cellules cibles au niveau des X
synapses
quel mécanisme de communication cellulaire?
cellule sécrète signal qui diffuse et stimule les récepteurs des cellules adjacentes qui font partie d’un autre type de cellule
stimulation paracrine
quel mécanisme de communication cellulaire?
cellule sécrète un signal qui diffuse et stimule les récepteurs du même type de cellule que la cellule sécrétante
*feedback positif (toutes cellules se détermine et se différencie dans la même voie)
*cellules cancéreuses
stimulation autocrine
quel mécanisme de communication cellulaire?
hormones sécrétées dans la circulation contrôlent des cellules à distance
*récepteurs hormonaux peuvent être situés sur membrane plasmique, dans le cytoplasme et dans le noyau
stimulation endocrine
quel mécanisme de communication cellulaire?
jonctions gap/communicantes permettent échange de petites molécules et ions, de même qu’un couplage électrique entre les cellules adjacentes permettant une action coordonnée des cellules du tissu
stimulation fonctionnelle
humains et souris déficients en connexine 43 ont des problèmes…
cardiaque!
protéine requise pour la formation des jonctions gap
quel mécanisme de communication cellulaire?
les cellules peuvent moduler leurs voisines et des cellules distantes par la sécrétion d’exosmose qui peuvent contenir des ARNm et des miRNA
*embryon et endomètre utilise ce mode de communication croisé (cross talk)
exosome
est-ce que les vésicules d’exosome peuvent être vues au microscope?
NON
vraiment plus petit qu’une plaquette
(0,1 micron alors que plaquette a une taille de 1 micro mètre)
qu’est ce que le principe de réponse combinatoire?
*toutes les cellules sont programmées pour répondre de facon très spécifique à une combinaison de signaux
=réponse dépend des récepteurs et son statut de différenciation
=influencée par d’autres facteurs qui stimulent la cellule en même temps
(dépend donc du nombre et des types de récepteurs exprimés par une cellule, des différents molécules qui stimulent la cellule et la concentration de ces molécules)
l’équation de la réponse combinatoire doit également tenir compte de?
vitesses de diffusion et de transport des morphogènes et leur demi vie
comment un même signal peut avoir des effets différents selon le type de cellule?
-différents types de cellules=différents types de récepteurs (qui reconnaissent néanmoins les mêmes ligands)
-un récepteur peut activer différentes cascades moléculaires, dépendament du type de cellules qui l’expriment; un récepteur peut interagir avec différentes molécules cytoplasmiques et la différenciation controle l’Activé des molécules/cascades de cette cellule
tailles des exosome
vésicules de 30 à 100 nm de diamètre
exosome contient quoi?
protéines, miRNA, ARNm
comment peut agir les exosome?
de facon paracrine ou à distance via la circulation sanguine
particularité de la membrane plasmique des exosomes?
permet une reconnaissance et une fusion très spécifique avec les cellule avec lesquelles ils interagissent
rôle des exosomes
role physiologique crucial autant au niveau de l’embryon que chez adulte
exosomes peuvent être impliqués dans quoi également?
pré éclampsie, neurodégénérescance et oncogénèse
rôle des miRNA dans la communication entre la mère et le foetus
durant l’implantation, plus de 500 miRNA différents sont produits par l’embryon et le tractus génital féminin permettant une communication croisée essentielle entre la mère et le foetus
(communication locale soit paracrine et à distance via circulation sanguine de la mère)
qu’est ce qui amène à une différenciation divergente?
cellules au même stade de différenciation peuvent interagir via des signaux inhibiteurs
=différenciation divergente
(principe d’inhibition latérale)
décrire les étapes de l’inhibition latérale
-cellules similaires veulent inhiber leur voisine
-cellules résistent mieux inhibition expriment FT permettant synthèse d’un inhibiteur et diminue la synthèse du récepteur de cet inhibiteur
-l’inhibiteur empêche la synthèse de FT par les cellules voisines; augmentant la synthèse des récepteurs de l’inhibiteur et en diminuant la synthèse de l’inhibiteur sur les cellules voisines
-diminue ainsi l’inhibition à laquelle les cellules inhibitrices sont soumises
=renforce le potentiel inhibiteur des cellules résistantes
l’inhibition latérale est fréquemment accomplie via quelle cascade?
la cascade Notch, soit une division asymétrique qui génère 2 types de cellules différentes
qui bloque action de Notch
Numb
inhibition latérale est utilisé pourquoi chez les oiseaux et chez l’humain?
peau plumes
peau poils
(différenciation)
quel mécanisme est fréquemment utilisé pour induire 2 types de différenciation à partir d’un groupe de cellules initialement identiques
induction différentielle
comment peut on avoir une induction différentielle?
cellules sécrètent un signal d’induction qui influence la différentiation des cellules adjacentes
*inducteurs sécrétés pendant une courte période de temps, effet limité dans l’espace de facon à avoir un impact restreint à un petit groupe de cellules compétentes
qu’est ce que la segmentation par induction séquentielle?
un groupe de cellules induit un autre groupe, qui induit un autre groupe etc..
(par séquence)
sur quelles distances agissent les inducteurs?
certains longue distance et certain courte distance
nommer les grandes familles d’inducteurs
-récepteurs tyrosine kinase (EGF, FGF, épinéphrine)
-famille TGF bêta (BMP OU DPP, nodal)
-WNT (wingless)
-hedgehog (SHH, IHH)
-notch (delta)
rôle des morphogènes
diffusent et agissent sur distance plus ou moins grande afin de contrôler la segmentation via leur gradient de concentration
*contrôlent détermination et différenciation des champs développement aux
donner des exemples de morphogène et leur rôle
-SHH=développement membres
-AR=controlent expression gènes HOX
comment limiter l’étendu de l’action des morphogènes?
majorité des inducteurs sont également inhibés par des antagonistes qui peuvent lier et inhiber le morphogène ou son récepteur!
comment est accomplie la segmentation gauche droite?
battement des cils au niveau du noeud de Hensen (distribue les morphogènes de manière asymétrique)
l’expression asymétrique de certains gènes dans la segmentation gauche droite est du à …
augmentation de la concentration de plusieurs morphogènes à gauche du noeud
**lefty! (molécule qui détermine le côté gauche)
dans quel ordre se forme les somites?
chronologiquement de la première cervicale à la dernière caudale
quel type cellulaire s’organise en somites?
le mésenchyme
rôle de l’horloge moléculaire
*permet aux cellules du mésenchyme périochordal de savoir comment se développer!
-première tranche de cellules=temps 1
-deuxième tranche= temps 2
qu’arrive t-il quand l’horloge revient au temps 0?
couche cellules inter somatique
quelle est la particularité des cellules caudales au dernier somite formé?
expression oscillatoire de gènes afin de différencier le pôle somitique céphalique et caudale
*la tranche suivante=profil d’expression céphalique
combien de temps dure le cycle oscillatoire chez le poulet?
90 min
*du premier au dernier somites=75 h
quelles molécules sont inclues dans les mécanismes complexes de l’horloge moléculaire?
CAMs, NOTCH, DELTA 1, HES5 et C HAIRY 1
décrire la cascade moléculaire de l’horloge moléculaire ?
-FGF8 (produit de facon constante) active WNT3a
-WNT3a active AXIN et NOTCH
-AXIN inhibe production de WNT3a
si AXIN a une demi vie de 90 min, pendant combien de temps la production de WNT3a est inhibée?
1h
décrire l’effet de la concentration de NOTCH sur les somites?
si concentration au plus bas=espace inter somitique
si concentration au plus haut=portion centralne somite
qu’est ce que le syndrome de Kartagener?
-absence de bras internes et externes avec dynéine
-anomalie des cils; ne produisent pas de vortex (les cils sont immobiles
-50% ont une dextrocardie (coeur à droite)
quel est le rôle du mouvement ciliaire?
établir la latéralité droite gauche
*si anomalie des cils, la latéralité est établie au hasard
quels type de cils peuvent bouger?
9+2 (paire de microtubules centrale)
*flagelle spermatozoide, cils noeud de hensen, voies respiratoires et trompes de Fallope)
rôle des cils 9+0
-rôle chimiosensoriel (grand nombre de récepteurs sur leur membrane plasmique et peuvent être stimulées par morphogènes tels SHH) et mécanorécepteur
-relayent infos sensorielles et les coordonnent au sein de différentes voies de signalisation cellulaire (voie shh, voie non canonique WNT, voie de polarité planaire cellulaire PCP)
qu’est ce que le flux nodal de la segmentation gauche droite?
cils autour orifice du noeud de Hensen contractent et établissent un mouvement rotatoire anti horaire
cellules du noeud de hensen produisent quoi?
FGF qui enclenchent exocytose des petites vésicules NVPs (contenant SHH et AR)
qu’est ce que le syndrome de Meckel Gruber?
*anomalie cils qui causent;
-rachischis crânienne avec exencéphalie, polydactylie mains et pieds
-anomalies tubules hépatique et pancréatique (s’emplissent de sécrétions et forment une fibrose péri tubulaire)
-reins deviennent énorme
-tubules rénaux dépolarisé qui devient kystiques (même si glomérulogénèse est normale)
-risque anomalie segmentation coeur ou viscères
comment le syndrome de Meckel Gruber est associé à la SÉQUENCE de Potter?
-tubules rénaux dépolarisés=ne peuvent plus excrétés d’urine dans les uretères qui, avec la vessie, devient hypoplasique
-absence urine=oligohydramnios ou anamnios
-arthogrypose; foetus écrasé par l’utérus et ses membres ne peuvent pas bouger
-poumons foetaux qui ne peuvent pas respirer le LA pour croitre normalement (hypoplasie pulmonaire)
de quel type sont normalement les anomalies des cils?
autosomiques récessives
qu’est ce que la polykystose rénale?
-autosomique dominante
-mutation gène impliqué formation des cils
-cellules tubules rénaux qui développent une mutation de l’autre allèle perdent leur capacité mécanorâceptrice et ne peuvent plus s’orienter dans l’axe longitudinal
-tubules se dilatent = formation de kystes
la fonction mécanoreceptrice des cils est essentielle à quoi?
-bien polariser tubules
-direction flux du liquide intra tubulaire permet aux cellules de s’orienter unes par rapport aux autres pour former des tubules normaux
comment les cils sont ancrés dans la cellule?
-corps polaire composée de 2 centrioles
-polarisation par le flux liquidien à l’intérieur d’un tube oriente les centrioles et par le fait même la plaque équatoriale (déterminera axe de la mitose)
