Mécansimes de signalisation Flashcards
Pourquoi la signalisation intercellulaire est-elle une nécessité?
Au cours de l’évolution: organismes deviennent de plus en plus complexes
-> Pluricellulaires
-> Acquisition de fonctions spécialisées (organes)
-> Besoin d’interaction et régulation entre organes/types de cellules d’un organe
= Communication nécessaire à la fonction
Quels sont les 4 paramètres importants de la signalisation intercellulaire?
-
Domaine d’action: communication peut être
— locale (contact direct/indirect)
— à distance (cellules éloignées au sein d’une même organe/à très longue distance) -
Champ d’action: toutes les cellules ne répondent pas à la même molécule de signalisation (spécificité d’action)
— cellule individuelle
— groupe de cellules -
Temps d’action: temps où un signal est pertinent pour des cellules
— milliseconde
— minute/heure/jour -
Spécificité d’action: une même molécule de signalisation a des actions différentes en fonction des différents récepteurs exprimés par la cellule
— récepteurs X ou Y
2 types de communication intercellulaire directe (développer…)
-
Molécules d’adhésion
— Interaction Portéine-protéine: entre 2 protéines transmembranaires/d’adhésion (prot récepteur + prot signal)
— Jonctions communicantes (gap) - Nanotube = contact entre les 2 cytoplasmes (tunnel)
3 types de communication intercellulaire indirecte (développer…)
Communication intercellulaire INDIRECTE => utilisation de molécule de signalisation
— Communication Autocrine
=> Autorégulation
1. Molécule de signalisation relarguée dans le milieu extracellulaire par cellule qui la produit
2. Diffusion et liaison à un récepteur sur cette même cellule qui a émis le signal
— Communication Paracrine
=> Locale (dans un tissu)
1. Cellule émet une molécule de signalisation dans milieu extracellulaire
2. Réception du signal et réponse d’une autre cellule après liaison du ligand sur récepteur
— Communication Endocrine
=> Grandes distances
1. Molécule de signalisation (Hormone) sécrété par une cellule
2. Molécule de signalisation dispersée à grande distance via le système circulatoire
3. Réponse par des cellules cibles très éloignées
Différents types (7) de molécules de signalisation:
-
Petites molécules chimiques
— glutamate
— acetylcholine
— noradrénaline…
—> =Neurotransmetteurs -
Ions (changement électrique du potentiel de membrane)
— sodium
— potassium
— chlore
— calcium - Molécules chargées/ Voltage
-
Peptides
— insuline
— neuropeptides… -
Protéines
— NCAM
— Cadherin… - Hormones
-
Gaz
— oxyde nitrique NO
Concernant les signalisation intercellulaire (directe) via jonction communicante, donner 6 points importants
-
Connexines s’assemblent et forment des hémi-canaux dans les membranes de 2 cellules
= Zone de perméabilité directe entre les cytoplasmes de 2 cellules - Diffusion d’ion/petite molécules/ATP qui permet la communication entre les 2 cellules
- Directionnalité dépend de la cellule qui émet un signal (ex: AMPcyclique) en premier
- Flux ioniques se déplacent entre les 2 cellules du fait de la communication entre les 2 cytoplasmes
- Permettent les flux ioniques qui génèrent des potentiels d’action qui se répercutent sur la cellule voisine de manière ATTÉNUÉE
- Couplage de l’activité électrique de plusieurs cellules (neurones) qui permet leur action synchrone + augmentation de leur efficacité
Manipulation permettant de mettre en évidence le rôle des jonctions communicantes (gap) dans la communication entre 2 neurones via des ions + conclusion: (4)
- 2 neurones connectés par des jonctions communicantes (gap)
- Dépolarisation (100aine de mV) d’un neurone (injection d’un courant qui augmente sont potentiel de membrane)
- Génération de potentiels d’actions dans les cellules
- Observation: même type de dépolarisation (quelques mV) a lieu dans le second neurone + changements du potentiel de membrane identiques au premier neurone (mais ce sont pas des vrais potentiels d’action)
=> Jonction de communication permettent les flux ioniques qui génèrent des potentiels d’action qui se répercutent sur la cellule voisine de manière ATTÉNUÉE (=filtrage de l’info entre les 2 cellules connectées)
=> Communication par intermédiaire des ions permet le couplage de l’activité électrique des 2 neurones (signal amorti!!!)
En quoi consiste la communication intercellulaire par tunnel nontube/Cytonême?
(6 caractéristiques + ex)
- Diamètre nanotube: 50-300 nm
- Mise en commun des cytoplasmes
- Tubes de membrane plasmique qui connecte 2 cellules (= nanotube de membrane)
= Évagination de la membrane plasmique - Met les cellules en relation sans qu’elle aient besoin de positionner leurs corps cellulaires de manière adjacentes
- Permet la communication entre 2 cellules à distance via molécules de signalisation/signaux difficilement diffusibles dans le milieu extracellulaire
- Distance entre 2 cellules peut varier (mais pas trop grand)
Ex: facteurs non-diffusibles comme prot/facteurs de transcription/vésicule contenant de l’ARN peuvent être transportés via nanotube entre cellules pendant des phases de développement
Via quel mode de communication intercellulaire de virus du VIH se diffusent-il dans les autres cellules?
Nom du phénomène ?
Particules virales se déplacent via Nanotube (=structure de diffusion favorisée)
= DIFFUSION FACILITÉ (guidée sur des protéines)
=> Diffusion selon gradients et mouvements brownien
=> Ne passent pas par le milieu extracellulaire
Qu’a permi de découvrir la manipulation sur les nanotubes formés par des cellules issues de Glioblastomes (cancers cerbraux)? (+ 3 étapes)
- 2 populations de cellules issues des mêmes glioblastome reproduites in vitro ont été transfectées par des 2 virus qui induit une construction génétique leur permettant de fluorescer soit en rouge soit en vert
- Mélange de population de cellules rouges avec la population de cellules vertes
- Observation: formation de nanotubes verts faisant passer des particules vésiculaires rouges
=> Nanotube ne provient que d’une cellule
=> La directionnalité de la communication de ne fait pas toujours depuis la cellule qui emet le nanotube
4 modèles de signalisation par nanotubes:
- Molécules cargo à l’intérieur du tube transportent des molécules de signalisation/vésicules contentant des molécules de signalisation entre les 2 cellules
- Molécules cargo + vésicules se situent à l’extérieur du nanotube
(combinaison possible entre les mécanismes 1 et 2)
- Transfert commence au niveau de groupement de lipides membranaires spéciaux qui diffusent le long du nanotube _dans membrane plasmique_ pour modifier la cellule cible
- Nanotube cassé à son extrémité dans la cellule cible pour former des vésicules endocytées par la cellule réceptrice -> Protéines de signalisation se situent au bout du nanotube
Cellule en migration: En quoi consiste le processus de communication directe permettant la reconnaissance des zones dans lesquelles les “bébés neurones” peuvent migrer pendant le développement (pour trouver leur localisation de partenariat)?
INTERACTION DYNAMIQUE
Processus de pousse axonale qui requiert une interaction protéine-protéine (directe) pour impacter la directionalité de la croissance d’un axone/cellule en migration
Ex: axones moteurs du cortex moteur devant traverser la ligne médiane
- Cellules émettent des molécules de signalisation permissive qui indique les zones dans lesquelles l’axone peut croitre
-
Cône de croissance reçoit ces signal par contact direct (interaction prot-prot)
(membranes du cône contiennent des protéines qui interagissent avec d’autres prot du tissu environnant) - Axone croit le long de la zone de signalisation
(une fois en place, le neurone fait pousser des neurites qui deviennent soit des dendrites soit des axones)
OU
- Cellules émettent des molécules de signalisation induisent une répulsion de la migration
- Cône de croissance reçoit ces signal par contact direct (interaction prot-prot)
- Axone opère un tour à 90° et retourne dans une zone qui ne contient pas cette molécule de répulsion
Peut aussi se faire par communication paracrine
2 protéines de guidage axonal et leur récepteurs respectifs:
- Ephrines (cellules qui émettent le signal)/Eph recepteur (cône de croissance)
- Semaphorines/Plexin
Que permet la communication autocrine dans le système immunitaire?
Elle permet:
- Augmentation de la prolifération lymphocytaire
- Amplification de la réponse immunitaire (défense)
RAPPEL: communication autocrine = Molécule de signalisation émise dans le milieu extracellulaire puis reconnaissance par un récepteur sur la membrane de la cellule qui a émis le signal
Déroulement du processus d’amplification (rétrocontrôle positif) des Lymphocyte T par activation grâce à présentation d’antigène: (7)
-
Cellule présentatrice de l’antigène
— Phagocyte le pathogène
— Contient des récepteurs qui présentent l’antigène (=petite séquence peptidique)
= Signal -
Lymphocyte T
— Reconnaît le signal (antigène) par contact entre les récepteurs (=communication intercellulaire directe)
= Interaction à l’origine de la communication autocrine
— Activation + production d’interleukine 2 (IL-2=molécule de signalisation) par les LT
— Relargage dans milieu extracellulaire
— IL-2 active par liaison le récepteur IL-2 du LT qui a émis le signal (communication autocrine)
— Prolifération des LT (division cellulaire)
= RÉTROCONTRÔLE POSITIF (augmentation de la réponse immunitaire)
IL-2 peut aussi agir sur des cellules voisines via communication paracrine
Structure du récepteur métabotorpique au glutamate (système nerveux) (4)
+ mode de communication
- 7 domaines transmembranaires
- Couplé aux protéines G
- Tête de pacman où se loge le neurotransmetteur glutamate
-
Spécialisé au glutamate (libéré par un neurone pour agir sur ce récepteur)
= Mode de communication autocrine
Déroulement (4) du processus de rétrocontrôle négatif dans les neurones (glutamate):
Processus autrocrine:
- Neurone Présynaptique libère du glutamate (=neurotransmetteur/molécule de signalisation) par fusion vésiculaire
- Glutamate diffuse hors de la fente synaptique
- Liaison avec récepteur métabotropique spécialisé localisé un peu plus sur le côté de ce neurone
-
Inhibition fonctionnelle du processus de fusion vésiculaire (régulation négative si trop importante)
-> Diminution de la libération du glutamate = frein
Crise d’épilepsie: neurone libère trop de glutamate car voie de rétrocontrôle négatif peu efficace
NB: Autres récepteurs sur le neurone postsynaptique répondent à la même molécule de signalisation par communication paracrine = action sur l’activité électrique postsynaptique
En quoi consiste la communication endocrine?
Hormones (=molécule de signalisation) émises par des cellules dans un tissu donné se déplacent dans le système circulatoire pour atteindre des cellules cibles très éloignées qui les reconnaissent via récepteur
3 grands types d’hormones:
-
Peptide
— gastrine
— insuline
— melatonine -
Protéine
— facteurs de croissance -
Stéroide (dérivés du cholestérol)
— Testosterone
— hormone thyroide
— progestérone
Mode d’action des hormones stéroïdes (4 étapes)
- Hormones stéroïdes traversent la membrane plasmique
-> Ne reste pas à l’extérieur de la cellule - Récepteur de stéroïdes sont séquestrés dans le cytoplasme
- Liaison ligand récepteur
- Récepteur transloqué au noyau
=> Régulation de la transcription de l’ADN
2 modes de communication permettant aux neurones en déplacement de se localiser durant le développement:
- Contact protéine-protéine (communication directe)
- Communication paracrine (indirecte)
Étapes du processus de diminution du flux dans les vaisseaux via communication paracrine du gaz NO: (5)
Régulation du flux dans les vaisseaux artériels (endothélium + cellules musculaires lisses qui peuvent se contracter pour diminuer le flux dans les vaisseau et inversement)
- Cellule endothéliale répond à un signal et produit du NO (=gaz)
- NO diffuse dans les cellules avoisinantes (musculaires lisses)
- NO active enzyme Guanulate-cyclase qui transforme le GTP en GMPcyclique (=second messager)
=> Communication paracrine - NO stimule l’enzyme guanulate cyclase (=effecteur)
- Production de GMPcyclique (= second messager) induit la relaxation de la cellule musculaire lisse (= étape ≠ de transduction par diffusionon libre/pénétration)
Exemple de communication paracrine entre 2 neurones:
- Motoneurone supérieur (moteur) établit une contact avec motoneurone inférieur (moelle)
- Corps cellulaires localisés à des cm voir m de distance
-
Communication paracrine car contact synaptique à lieu à quelques centaines de micromètres (max) du neurone postsynaptique (inférieur)
=> Communication reste locale (effectuée au niveau du site de libération)
7 neurotransmetteurs + leurs récepteurs métabotropique/ionotropique:
Compléter:
