Fajas 1

Question 1

Que signifie le terme N ?

Answer 1

• un jeu de chromosomes dans une cellule
• Une cellule haploïde est 1N et une cellule diploïde est 2N
• Le chiffre N ne change pas entre G1 et G2 car un chromosome avec une ou deux chromatides reste un chromosome.

Question 2

Que signifie le terme C ?

Answer 2

• la quantité d’ADN (contenu) dans un exemplaire de génome
• En phase G1, une cellule (ou un gamète) haploïde possède une quantité d’ADN 1C et une cellule diploïde possède un contenu de 2C
• En phase G2, la quantité d’ADN augmente, donc une cellule haploïde possède un contenu d’ADN 2C et une cellule diploïde possède un contenu de 4C

Question 3

Quelles sont les 4 phases du cycle cellulaire ?

Answer 3

• G1, S, G2, M
• G1: phase très variable en longueur où les cellules grossissent et attendent des signaux extérieurs et intérieurs pour déclencher la phase S au départ (chez la levure) ou au point de restriction (chez les cellules mammifères), le point de non-retour du cycle cellulaire.
• S : la cellule réplique son ADN lors de la phase S
• G2 : répare l’ADN endommagé
• M : l’ADN se divise pendant la mitose et la cytocinèse de la phase M

—> Les quatre phases du cycle cellulaire sont très conservées chez les eucaryotes

Question 4

Qu’est-ce que la phase additionnelle G0 ?

Answer 4

• les cellules peuvent sortir de la phase G1 du cycle cellulaire pour des périodes très longues, même jusqu’à la mort de la cellule ou de l’organisme

Question 5

Quel est le rôle des checkpoints/ points de contrôle du cycle cellulaire ?

Answer 5

• En utilisant des capteurs, le contrôleur assure qu’à chaque étape les conditions sont correctes pour la poursuite du cycle cellulaire.
  Sinon le cycle est arrêté avec des interrupteurs, jusqu’à ce que les conditions soient bonnes (p. ex., réparation de dégâts d’ADN)
• Les interrupteurs sont binaires (marche/arrêt) et unidirectionnels.

Question 6

Quels sont les trois principaux points de contrôle ?

Answer 6

• contrôle G1/S (départ à la phase G1 tardive)
  —> conditions métaboliques favorables?
  —> Taille cellulaire suffisante?
  —> ADN endommagé?
• contrôle G2/M
  —> Conditions métaboliques favorables?
  —> Taille cellulaire suffisante?
  —> Tout l’ADN est il répliqué et non endommagé?
• contrôle M (transition de métaphase à anaphase)
  —> Tous les chromosomes sont-ils attachés au fuseau?

Question 7

La régulation du cycle cellulaire : (voir p.18)

Answer 7

=> régulé par des kinéases dépendant de cycline

Ex: (CyclineD - Cdk4/6) et (CyclineE - Cdk2) phosphorylent la protéine RB
=> dissociation de E2F de la pRB phosphorylée

-> E2F/DP permet de régulé la transcription)

Question 8

Quel est le composant clé du contrôle du cycle ?

Answer 8

Le complexe Cycline et kinéase dépendante de la cycline (Cdk) = composant clé

• Ce sont des familles apparentées de protéines. Les cyclines activent les Cdk.
• Les cyclines sont appelées ainsi car elles subissent un cycle de synthèse et dégradation au cours de chaque cycle cellulaire. La dégradation assure la directivité dans un sens du cycle.
• En revanche, les niveaux des Cdk sont relativement constants.

Question 9

Quelles sont les principales cyclines et Cdk ?

Answer 9

• Il y a quatre classes de cyclines dont trois sont universelles : G1/S, S et M.
• La quatrième, appelée G1, se trouve chez les mammifères et contrôle la phase G1 tardive.
• Chez la levure, il y a qu’une CDK.
• Par contre chez les mammifères, il y a quatre CDKs directement impliquées dans le cycle cellulaire: CDK1, CDK2, CDK4, et CDK6.
• G1-Cdk = Cycline D + Cdk4 ou Cdk6
• G1/s-Cdk = Cycline E + Cdk2
• S-Cdk = Cycline A + Cdk2 ou Cdk1 (aussi appelée Cdc2)
• M-Cdk = Cycline B + Cdk1

(Il y a 3 Cyclines G1 : D1, D2, D3)

Question 10

Niveau des différentes cyclines varie de facon cyclique lors du cycle cellulaire

Answer 10

voir p.21-22

Question 11

L’activation de la Cdk par la cycline et la kinase d’activation de la Cdk (CAK)

Answer 11

La Cdk est activée en deux étapes moléculaires :

1/ La cycline induit un changement de conformation/structure chez la CDK (=> inactive -> partiellement active)

2/ La kinase d’activation CAK (CDK7) phosphoryle la CDK (=> –> totalement active)

Question 12

CDK subit aussi une phosphorylation inhibitrice dominante :

Answer 12

• La kinase Wee1 phosphoryle la CDK pour inhiber son activité et en revanche la phosphatase Cdc25 active la CDK en supprimant les phosphorylations de la kinase Wee1.

=> (wee 1 : active -> inactive) et Phosphatase Cdc25 : inactive –> active

Question 13

Le facteur de transcription E2F et Le Retinoblastoma (pRB)

Answer 13

voir p.25

Question 14

Inhibition du complexe cycline-CDK par des protéines inhibitrices de CDK pendant la phase G1

Answer 14

(protéines inhibitrices de CDK = large famille de protéines)

• Inhibition de l’activité d’une kinase par l’association stable avec une protéine inhibitrice :
• ex: Inhibition de la S-CDK par la protéine inhibitrice de CDK (CKI) appelée p27.

Question 15

Contrôle de la phase M par la protéolyse : APC/C

p.27

Answer 15

• APC/C = complexe de promotion de l’anaphase / cyclosome ; une ubiquitine ligase
• Ubiquitine = petite protéine hautement conservée qui marque les protéines cibles pour la dégradation par le protéasome
  1) APC/C activée par sous-unité activatrice (Cdc20)
  2) complexe M-Cdk est dégrader dans le protéasome par l’ APC/C et Ubiquitine + Enzymes d’ubiquitinyation

Question 16

Promotion de la phase G1 par la protéolyse : SCF

p.28

Answer 16

= Un contrôle de protéolyse comme pour l’APC/C, mais avec des différentes cibles (p. ex. les CKI, dont p27 en G1).

• Le taux du SCF est constant lors du cycle cellulaire. Son activité est régulée par l’état de phosphorylation des protéines cibles.

Etapes:

1) CKI subit une kinase –> CKI phosporylée
2) Complexe SCF actif avec Ubiquitine + E1, E2(enzymes d’ubi.) va permettre dégradation de CKI dans le protéasome

Question 17

Récapitulatif principales protéines régulatrices du cycle cellulaire (incomplet)

Answer 17

lire p.29

Question 18

Comment fonctionne le contrôle de la duplication des chromosomes ?

Answer 18

1) Complexes pré-réplicatifs (pré-RC) se forment aux origines de réplication (ori), ce qui s’appelle « autorisation » (licensing)
2) Formation des complexes de pré-initiation et activation de l’initiation de la réplication par le complexe S-Cdk
3) Réplication des chromosomes
4) Activation de la ségrégation des chromosomes par M-Cdk
5) Activation de l’assemblage de nouveau pré-RC aux ori par APC/C qui dégrade les complexes cycline-Cdk et inhibition de l’assemblage de pré-RC aux ori par cycline-Cdk

Question 19

Comment fonctionne le contrôle de l’initiation de la réplication de l’ADN ?

Answer 19

1/ Le Complexe de reconnaissance de l’origine (ORC) est toujours associé à l’origine de réplication

2/ Pendant la phase G1 précoce, les facteurs Cdc6 et Cdt1 sont recrutés aux ori, puis l’hélicase Mcm, pour former le complexe de pré-réplication (pré-RC)

3/ Dans la phase S, S-Cdk induit la dégradation de Cdc6 par sa phosphorylation et Cdt1 est inhibé.
-> Ainsi la réplication est déclenchée et l’ORC reste inactif.
=> réplication est terminée après phosphorylation de ORC

Question 20

Le rôle de la cohésine est ??

Answer 20

=> Maintient ensemble les 2 chromatides soeurs

a) Deux protéines — Smc1 et Smc3 — superenroulées avec un domaine ATPase, qui forment une vaste structure en forme de « V »
b) Deux protéines — Scc1 et Scc3 — qui connectent les domaines ATPase

–> Ainsi une structure d’anneau est construite autour des deux chromatides sœurs après la réplication.

Question 21

Que peut on dire pour résumer le cours ?

Answer 21

• Le cycle cellulaire se passe en quatre étapes très conservées : G1, S, G2 et M.
• Les cellules peuvent sortir du cycle cellulaire et entrer dans une phase G0.
• Le cycle cellulaire a un contrôleur : la famille de kinases appelées complexes cycline-Cdk.
• Les complexes cycline-Cdk sont régulés positivement et négativement par une panoplie de stratégies : synthèse, phosphorylation et déphosphorylation , association entre protéines et la dégradation par la protéolyse.
• La synthèse et destruction cycliques des cyclines assurent la bonne direction du cycle.
• L’activation de la réplication de l’ADN en deux étapes assure que l’ADN est répliqué une fois et seulement une fois par cycle cellulaire.