Le Cycle Cellulaire Flashcards
Qu’est-ce que le cycle cellulaire
Séquence ordonnée d’hébergements cellulaires au cours desquels la cellule duplique son contenu puis se divise en deux
Unicellulaire : nouvel organismes
Pluricellulaire : maintien de l’intégrité et survie
Quels sont les phases du cycle cellulaire
Interphase : G1 S G2
Mitose
Sortie du cycle G0 : définitive ( sénescence : neurone ) ou temporaire ( quiescente : hepatocytes )
Quelle est la durée du cycle cellulaire
Variable selon le type cellulaire : c’est G1 qui varie ; les cellules cancéreuses ont G1 raccourcie ( plus de prolifération )
Chez les erythroblastes, G1 est court car fort besoin de GR
G1 est la seule phase à varier en fonction du type cellulaire, conditions externes et signaux extracellulaire
Quelles phases seront particulièrement visées par les drogues anti cancéreuses
S et M
Quels devenir pour les cellules dans le cycle cellulaire
Quiescence
Senescence
Différenciation
Apoptose
Quel est le rôle des phases Gap
« De vérifier que tout va bien»
Quelle est la quantité d’ADN en G1
2n
En G1 le métabolisme est il actif ou interrompu
Phase de croissance : métabolisme important
Que dire de la taille cellulaire et de l’activité transcription/traductionelle en G1
Augmentation de la taille et activité importante
Une fois en G1 comment là cellule peut évoluer
S : entrée définitive une fois le point de restriction franchi
G0
Quels sont les deux majeurs acteurs de la phase G1
pRb : protéine retinoblastome
E2F : famille de facteurs de transcription
Quel sont les rôles d’E2F
Gouverne expression des gènes impliqués en G1 et S : transcription d’acteurs comme Cycline A et E, cdk 1 et 2, cdc25, pRb, enzymes de réplication et de synthèse de l’ADN qui seront nécessaires en S
E2F régule la transcription de facteurs qui vont permettre au cycle cellulaire de continuer
Quel est le mécanisme d’activation de E2F
E2F est inactif quand lié à pRb, quand pRb est phosphorylé, E2F est libéré
Quelle est la quantité d’ADN en S
Elle passe de 2n à 4n
Quel mécanisme corrige les potentielles erreurs en S
Le mécanisme de correction sur épreuve
Que dire de l’activité transcription/traductionelle en S
Traduction transcription maintenues mais moindre qu’en G1 : concerne les Xomes qui ne sont pas en cours de réplication ( elle se fait petit à petit et concerne des morceaux de Xomes )
Que dire de l’activité transcription/traductionelle en G2
Encore actif mais moindre qu’en G1
Quelle est la quantité d’ADN en G2
Reste fixe à 4n
La phase M est elle courte ou longue
Courte
Que dire de l’activité transcription/traductionelle en M
Inactive : on a de la chromatine
Légère transcription au début de M ( prophase : ADN pas complètement compacté )
Quelles sont les phases de la mitose
- Prophase : condensation et formation du fuseau mitotique
Prometaphase : disparition enveloppe nucléaire ; MT s’attachent aux Xomes via kinetochore ( structure protéique au niveau de centromère )
Métaphase : alignement sur plaque équatoriale
Anaphase : sep° Xides sœurs vers le centrosome ( origine des MT : un a chaque pôle, il est dupliqué en S )
Telophase : réformation EN
~ Cytokinese : en dehors de la mitose : séparation des cellules filles par formation d’un anneau contractile par MF d’actine
Comment fonctionne la cytométrie en flux
On marque l’ADN et en fonction de la quantité d’ADN observe on en déduit la phase du cycle dans laquelle la cellule se situe
Qu’est-ce que de BrdU et quel est son rôle
Bromodeoxyuidine
Analogue de la thymidine
On le détecte ensuite soit par immunohisto ou par fluorescence : plus le signal est fort plus il s’est incorporé : il mesure la réplication de l’ADN de la cellule
Quels sont les protéines impliqués dans le déroulement du cycle cellulaire ( changement de phase )
Cyclines et kinases dépendantes des cyclines ( cdk ) : ce sont elles qui vont former des complexes
Comment fonctionnent les cdk
Serine-thréonine kinase : fixent ATP et une protéine qui sera phosphorylée par transfert de P à partir de l’ATP
( souvent phosphorylation : activation )
Elle doit être liée à une cycline pour être active
Elle est aussi activée par phosphorylation
( [cdk] = cte )
Que dire de la diversité des cdk
Il en existe des différentes et qui peuvent se fixer à différentes cyclines : diversité de cdk et de combinaisons
Comment fonctionnent les cyclines
Protéines cycliques
Cycle de synthèse dégradation : concentration varie au cours du cycle
Quelle sont les cdk et cycline des différentes phases ?
G1 : Cycline D ; cdk 4 et 6
G1/S : Cycline E ; cdk 2
S : Cycline A ; cdk 2
M : Cycline B ; cdk 1
Quelle est le rôle du complexe cdk-Cycline en G1/S
Cycline E aide à franchir le point de restriction ; le complexe D-2 continue phosphorylation pRb
Quelle est le rôle du complexe cdk-Cycline en S
Cycline A : stimule duplication Xomes
le complexe A-2 phosphoryle substrats qui
- entraînent la réplication et l’inactivation des facteurs de transcription de G1
- entraîne duplication centrosome
- arrêt dégradation Cycline B qui s’accumule pour transition G2/M
Quelle est le rôle du complexe cdk-Cycline en G2/M
Cycline B : active cdk stimulant entrée en mitose
Le complexe B-1 dirige la transition G2/M par phosphorylation/polymérisation de lamine/tubuline
Quelles sont les deux sous unités des complexes cyclines-cdk
Cdk : partie catalytique, activité kinase
Cycline : partie régulatrice
Quels est le rôle du complexe cdk-Cycline en G1
Cycline D : coordonne croissance cellulaire ; participe à l’entrée dans un nouveau cycle
D-4/6 phosphoryle et inactive pRb entraînant libération de E2F transcrivant cyclines D E A ( de la phase G1/S ) : auto entretien
Comment a t on d’abord appelé les premiers facteurs du cycle cellulaire
MPF ( mitoses promoting factor ) : phosphorylation des lamines ( disparition enveloppe nucléaire ) et condensation de l’ADN
On a découvert ça grâce à la formation d’un bicaryon
Comment a t on découvert les SPF et comment fonctionnent ils
Expérience de bicaryon
Fusion S et G1 donne 2 S mais fusion S et G2 ne change pas
Quels sont les paramètres qui régulent le cycle cellulaire
Concentration des cyclines
Activateurs et inhibiteurs des cdk
Quels sont les activateurs de cdk et comment fonctionnent ils ?
CAK ( cdk activation kinase ) : elle même un complexe Cycline/cdk qui rend accessible site de fixation à la protéine ; la CAK régule toutes les cyclines/cdk
Cdc25 : phosphatase qui active cdk ( isoformes a ou c existent ) : active 2,4,6 en G1 et 1 en M ; elle dephosphoryle le site de fixation de l’ATP
Quels sont les inhibiteurs de cdk et leurs mécanismes
WEE1 : antagoniste de cdc25, phosphoryle le site de fication de l’ATP donc m’inactive : régulation de cdk 1-2 ; elle agit quand les complexes sont déjà formés
CKI ( Cycline kinase inhibitor ) : 2 familles :
CIP/KIP ( p21-27 ) : bloque site de fixation de l’ATP, p21 sur tout le cycle, 27 plus localisé, agit une fois le complexe forme
INK4 ( p16 ) fixation sur cdk uniquement en G1 ( 4-6 ), intervient avant formation du complexe : réduit l’affinité pour la Cycline et empêche la formation du complexe ; p16 est active par un signal de sénescence
Comment se fait l’activation du complexe B-1
Complexe inactif : CAK place phosphate activateur et WEE1 phosphate inhibiteur
Cdc25 retiré phosphate inhibiteur donc active le complexe
Boucle positive du complexe à la fois sur WEE1 et cdc25 : équilibre
Ou se situe le point R
En G1 : il la sépare en deux : phases précoces et tardive
Avant les facteurs de croissance sont nécessaires
Après, l’évolution se fait grâce à l’autoamplification de la déphosphorylation de pRb par D promue par E2F
Ou va t on arrêter le cycle en fonction de L’anomalie
Lésion adn : DNA damage Check point en G1 et parfois G2
Anomalie réplication : réplication checkpoint en S et G2 : pas de passage en M
Mauvaise répartition des chromatides sœurs : mitotic checkpoint : la cellule ne va pas en anaphase
L’arrêt dans le cycle se fait avec les inhibiteurs vus précédemment
Une fois arrêté a un checkpoint que se passe t il
Soit réparation et levée des inhibiteurs : cycle continue
Persistance de l’anomalie : activation apoptose/sénescence
Quels sont les outils de détection et réparations d’anomalies de l’adn
P53 : régulation de transcription / supresseur de tumeur
Les kinases
Comment fonctionne p53
Constitutivement p53 est lié à MDM2 qui favorise sa poly-ubiquitinylation / dégradation
Si hypoxie/lésions adn/activation d’oncogene : les cassures de l’ADN sont reconnues par des protéines qui phosphoryle y p53 donc empêche sa dégradation, il va favoriser la transcription de protéines de réparation de l’ADN et de l’apoptose ( BAX, p21… ) et si la réparation est bonne le cycle continue sinon apoptose
Comment fonctionnent les kinases intervenant suite aux lésions de l’ADN
Si on a une cassure simple brin : ATR ( ataxia telangiectasia related) et double brin ATM ( mutated ) qui sont des kinases à serine/thréonine.
Puis intervention des chk-1/2 ( checkpoint protéines kinases ) qui sont des kinases de surveillance
Comment sait ok s’il faut arrêter la cellule au DNA Damage checkpoint ( G1/S )
C’est la phosphorylation de pRb par E-2 qui entre en jeu : si insuffisante, la cellule ne passe pas le checkpoint et s’il y’a des lésions de l’adn la phosphorylation est moindre par deux mécanismes :
Voie rapide ( ATM : double brin ) : les protéines qui se mutent aux cassures recrutent ATM, ATM active chk2, chk2 dégrade cdc25 donc ne phosphoryle plus cdk2-4 donc pRb moins phosphoryle : D-4 ( précoce ) E-2 ( tardif ) sont inactives.
Dommage à l’ADN tardif : même mécanisme jusque chk2, chk2 phosphoryle p53, p53 plus dégradé donc active p21 qui inhibe E/A-2 et D-4 donc arrêt du cycle
Cette surveillance se fait aussi en S et G2
Comment sait on s’il faut arrêter au réplication checkpoint en G2/M
Anomalies de réplication simple brin : ATR -> active chk1 -/-> inhibe cdc25
Anomalies double brin : ATM -> chk2 -> p53 -> p21 -/-> B-1
Comment les Xides sœurs restent attachées ? Comment se séparent elle ?
Les chromatides restent assemblés grâce à une protéine, la cohésine
Normalement elles se séparent car APC ( anaphase protéine complexe ) activé par cdc20 ubiquitine la sécurine ce qui libère et active la séparase qui va séparer les chromatides.
Si les MT sont mal attachés aux kinetochores ( endroit où ils s’attachent sur les Xides ) on a activation de mad2 ( mitotic arrest deficient) qui inhibe APC-cdc20 donc pas de séparation des Xides : pas d’anaphase
Quel est l’importance de p53 en onco
Mutation dans 50% des cancers sporadiques
Cycle cellulaire échappe aux contrôle donc prolifère même si anormal
Qu’est-ce que le syndrome de Li-Fraumeni
Mutation germinale de p53 ( 80% sont germinales, 20 autres sont germinales homozygotes et de novo )
On a 10-12% de cancer infantile, à 70 ans 100% chez la femme et 70% chez l’homme
Au fil des générations ça se déclare de plus en plus tôt Pas de traitement connu
Comment fonctionnent les HPV
HPV 16 et 18 synthétisent E6-7 qui interagissent avec p53 et pRb respectivement
E6 lie p53 et facilite sa dégradation
E7 lie pRb donc favorise dissociation pRb E2F
L’accumulation des lesions après une dizaine d’années cause de cancer du col utérin
Qu’est-ce que le lymphome du manteau
Réarrangement entre X 11 et 14 qui touche la Cycline D et le promoteur IGH de la chaîne lourde des Ig : activation constante de Cycline D
En plus d’autres mutations s’ajoutent souvent : p53
Atm dans 40-75% des cas
Quelles drogues jouent sur S
S : Dérives de nucléotides : 5-FU, cytarabine, gemcitabine : inhibe la synthèse d’ADN
M : taxanes ( taxol ) qui inhibe dépolymérisation des MT donc pas de M donc apoptose
Vinca-alcaloides ( vinblastine ) qui empêche la polymérisation des MT : au final même effet
