Noyau et cycle cellulaire 1 Flashcards
Professeur: Gilles Hickson, Ph.D
Que contient le noyau?
Le matériel génétique
Quel est le plus grand organite?
Noyau
Le noyau est un environnement propice pour quels phénomènes?
La réplication
L’expression génique
Le processing des ARN
Quelles sont les fonctions du noyau?
Protection du matériel génétique
Sépare la transcription de la traduction dans l’espace et dans le temps
La majorité des cellules contiennent combien de noyau?
1 (mono-nuclées)
Combien de noyau dans les hépatocytes et les cardiomyocytes?
2 (bi-nuclées)
Par quoi sont formé les cellules bi-nuclées?
Échec programmé de la division
Combien de noyaux possède les ostéoclastes?
Plus que 2 (poly-nucléées)
Par quoi sont formé les cellules poly-nucléées?
Fusion des cellules mono-nucléées
Que forment les muscles?
Syncytium poly-nucléé
Par quoi est formé le syncytium poly-nucléé?
Par la fusion de cellules mono-nucléées
Combien de noyaux possèdent les globules rouges?
0 (énucléées)
Par quoi sont formé les cellules énucléées?
Éjection du noyau
Est-ce que la forme du noyau est fixe et unique?
Non, elle peut varier (ex: les leucocytes)
Est-ce que la position du noyau est variable?
Oui
Est-ce que la structure du noyau est variable?
NON (contient les mêmes composantes)
Qu’est-ce qui délimite le noyau?
Enveloppe nucléaire (double membrane)
Que contient le noyau?
Pores nucléaires
Nucléoplasme
Lamine nucléaire
Chromatine
Nucléole (et d’autres domaines nucléaires)
Quelle est la nature de la lamine nucléaire?
Filaments intermédiaires
Nomme les deux formes de chromatine.
Dense (heterochromatin)
Dispersée (euchromatin)
À quoi sert l’enveloppe nucléaire?
Synthèse protéique
Par quoi est parsemé la membrane nucléaire?
Ribosomes
L’espace intermembranaire de l’enveloppe nucléaire est en continuité avec quelle structure?
RER
Sur quoi s’appuie la membrane interne nucléaire?
Lamina nucléaire
Nomme les 3 éléments associés à l’enveloppe nucléaire.
Les pores nucléaires
Les ribosomes
La lamina nucléaire
Quelle est la fonction des ribosomes?
Traduisent l’ARNm en protéines
Quelle est la fonction du RER?
Site important de la synthèse protéique (dû à la présence des ribosomes)
Vrai ou faux? La chromatine se trouve entre l’enveloppe nucléaire et les lamines?
FAUX, elle se trouve sous les lamines
Explique la théorie fondamentale de la biologie moléculaire.
Le gènes sont contenus dans l’ADN qui est transcrit en ARN pour être traduit en protéines.
Où se passe la transition ADN/ARN?
Dans le noyau
Où se passe la transition ARN/protéines?
Hors du noyau
Que sépare le noyau dans le temps et l’espace?
La transcription et la traduction
De quoi sont formé les pores nucléaires?
Des NPCs
Quel type d’assemblage caractérise les pores nucléaires?
“En panier”
Quelle est la fonction des pores nucléaires?
L’importation et exportation du noyau
De quoi dépend l’importation nucléaire des protéines?
D’un signal de localisation nucléaire (NLS)
Explique l’importation des protéines du noyau.
- Une charge veut passer dans le noyau
- L’importine reconnait le NLS de la charge et s’y lie
- Le complexe passe le pore nucléaire
- L’importine se détache de la charge
Est-ce que les ARNm sont exportés par les pores nucléaires?
Oui
Par qui sont reconnu les NLS?
Importines
Qu’est-ce qu’un NLS?
Séquence de 7-20 a.a. sur une charge
Par quoi est contrôlé le transport nucléaire?
Petite protéine G (GTPase) Ran
Qu’est-ce qui se retrouve dans tout les NLS?
Lysine
Arginine
Explique comment la protéine G Ran contrôle le transport nucléaire. (let’s go t’es capable)
- Un récepteur de transport nucléaire (importine) lie une charge protéique (cargo) via le NLS
- Le récepteur transporte sa charge dans le noyau
- Ran-GTP se lie au récepteur, la charge protéique est libérée et livrée au noyau
- Le récepteur vide retourne au cytosol
- GTP est hydrolysé de sorte que le récepteur est libéré
Où est présente la Ran-GTP?
Dans le noyau (elle s’hydrolyse en Ran-GDP dans le cytoplasme pour libérer l’importine)
Vrai ou faux? Il y a un gradient de Ran-GTP à travers l’enveloppe nucléaire?
Vrai
Qu’est-ce qui se retrouve dans le noyau parmi ces choix?
a) Protéines
b) Ran-GEF
c) Ran-GAP
d) Ran-GTP
e) Ran-GDP
Protéines
Ran-GEF
Ran-GTP
Qu’est-ce qui se retrouve hors du noyau parmi ces choix?
a) Protéines
b) Ran-GEF
c) Ran-GAP
d) Ran-GTP
e) Ran-GDP
Ran-Gap
Ran-GDP
Qui exporte les protéines hors du noyau et grâce à quoi?
Exportines
Reconnaissent les signaux d’exclusion nucléaire (NES)
De quoi dépend l’action des exportines?
De RAN
Donne deux exemples d’étiquetage par la cellule.
NLS et NES
À quel moment l’enveloppe nucléaire se démembre-t-elle?
Mitose
À quoi sert le démembrement de l’enveloppe nucléaire?
Permet aux microtubules d’effectuer la ségrégation des chromosomes
De quoi est composé la chromatine?
ADN
Protéines
Nomme les protéines qui composent la chromatine.
Histone
Protéines acides
Facteurs de transcription
Enzymes
Quel est l’état de la chromatine pendant l’interphase?
Moins condensé
Quel est l’état de la chromatine pendant la division cellulaire?
Très condensé
Est-ce que l’ADN est nu? Explique.
Non, il est enroulée autour d’octamères d’histones à chaque 147 paires de bases d’ADN (nucléosome)
Que comporte chaque nucléosome?
2X de…
Histone H2B
Histone H2A
Histone H3
Histone H4
Nomme les deux parties morphologiques de la chromatine.
Eurochromatine
Hétérochromatine
Quelle forme de chromatine est la plus présente?
Euchromatine
Décrit l’eurochromatine.
Forme non condensée de la chromatine
Gènes en train d’être transcrit
Décrit l’hétérochromatine.
Forme condensé de la chromatine
Gènes pas exprimés
Vrai ou faux? Dans la mitose, on voit une nette différence entre les deux formes de chromatine.
FAUX, ils sont tous ultracondensées
Par quoi sont régulées la condensation de la chromatine et l’expression génique?
Modification post-traductionnelles des queues des histones
Nomme les différentes modifications post-traductionnelles des queues des histones.
Acétylation
Méthylation
Ubiquination
Sumoylation
Phosphorylation
À quoi servent les queues qui sortent des octamères d’histones?
Régulation
Quel est l’impact d’une modification post-traductionnelle des queues?
Influence la condensation de la chromatine ce qui a un impact sur les gènes actifs/inactifs
Qu’influence les modifications des histones?
Le remodelage de la chromatine
Quelle modification affecte l’eurochromatine (active)?
Histone acetyl-transferase
Quelle modification affecte l’hétérochromatine (silencieuse)?
Histone méthyl-transferase
De quoi peuvent être hérités les modifications des histones?
des mécanismes épigénétiques
Est-ce que l’organisation du noyau est aléatoire?
NON
Qu’est-ce que le nucléole et le speckle?
Des domaines nucléaires
Qu’occupe chaque chromosome dans le noyau?
Un territoire de chromosome
Quel est le plus grand domaine nucléaire?
Le nucléole
Qu’est-ce qu’un domaine nucléaire?
- Associations spécifiques de protéines, de petits ARNs et d’ADN
- Sans membrane pour les délimiter
La grosseur du nucléole est un indice de quoi?
La grandeur de l’activité protéique de la cellule
Nomme les fonctions du nucléole.
Site de synthèse de la plupart des ARNr
Pre-assemblage des ribosomes
Qui contient une région organisatrice nucléolaire (NOR)?
5 chromosomes
Que contient une région organisatrice nucléolaire (NOR)?
plusieurs copies des gènes pour les ARNs ribosomales (ARNr)
Que contrôle les ribosomes?
La traduction des protéines
La transcription de l’ARNr corrèle avec quoi?
La taille du nucléole
De quoi sont composés les ribosomes?
Protéines
ARNr
Les speckles sont les sites de quoi?
sites de processing des pré-ARN messagers (ARNm) pour éliminer les introns
Que localise les speckles?
Les facteurs d’épissages
Que forme les speckles? Comment?
Des ARNm mature en détruisant les introns des pré-ARNm
De quoi est constitué le nucléoplasme?
de l’eau,
des nutriments,
des protéines et
d’autres facteurs solubles
Transport _________ via les pores nucléaire
nucléo-cytoplasmique
Le nucléole est le site de synthèse ________.
d’ARN ribosomale
Nomme une propriété clé des tissus.
Leur capacité de se maintenir et de se renouveler
Il y a une balance entre la _________ et la _________
prolifération cellulaire
mort cellulaire
Comment se passe la prolifération?
En plusieurs étapes hautement régulées via le cycle cellulaire
Nomme les 4 phases du cycle cellulaire en ordre.
G1
S
G2
M
Que se passe-t-il en G1 et G2?
Rien pantoute (zone de gap)
Que se passe-t-il en M?
Mitose et cytocinèse
Que se passe-t-il en S?
Synthèse (réplication ADN et des composantes)
Le cycle cellulaire est-il bidirectionnel?
NON
La progression du cycle dépend de quoi?
Protéines kinases dépendant des cyclines (Cdks)
L’expression des cyclines est contrôlée avec quoi?
Le cycle
Que peut effectuer une Cdks active?
peut phosphoryler des substrats
Est-ce qu’un seule complexe Cdk-cycline contrôle tout le cycle?
NON, différents complexes Cdk-cycline contrôlent différents phases du cycle cellulaire
Nomme les 4 complexes CDK-cycline qui contrôlent le cycle.
Cdk-G1
Cdk-G1/S
Cdk-S
Cdk-M
Est-ce que la kinase est exprimé en tout temps?
Et la cycline?
Oui
Non, à différents moments du cycle
Par quoi est régulé l’activité des Cdk?
Par la dégradation des cyclines
Explique la dégradation des cyclines.
- Ubiquitinylation de la cycline (ajout d’une chaine d’abiquitine)
- Destruction de la cycline via les protéasomes
La synthèse de la cycline fait quoi?
Sa dégradation fait quoi?
Déclenche la phase
Eteint le signal
Nomme les deux processus qu’utilise la cellule pour éliminer les protéines vieillies,
endommagées ou inutiles.
Les lysosomes
Les protéasomes
Que font les lysosomes?
Les lysosomes traitent spécifiquement les protéines enfermées dans des vésicules
Que font les protéasomes?
Les protéasomes s’occupent spécifiquement des protéines solubles présentes dans le cytosol et le nucléoplasme (facteurs de transcription, etc).
Quelle est la taille du protéasome?
20S
Que peut être le protéasome?
Cytosolique/nucléoplasmique
Que fait le protéasome avec les protéines? Via quoi?
Une série de protéases dégrade les
protéines comme un « broyeur d’évier »
Est-ce que les protéasomes demandent de l’ATP?
Oui
Qu’est-ce qui se passe avec les protéines à dégrader par le protéasome?
Elles sont étiquettées par l’addition d’une chaine de la petite protéine, l’ubiquitine. La polyubiquitinylation est reconnue par le protéasome.
L’activité des Cdks change avec _________.
le cycle
Que contrôle l’expression et dégradation des cyclines?
L’activation des Cdk et la progression du cycle
Que possède le cycle cellulaire?
Des points de contrôles
Pourquoi le cycle cellulaire possède-t-il des points de contrôle?
Pour s’assurer que les évènement clés se produisent dans le bon ordre
Nomme les 3 points de contrôle du cycle.
G2
Mitose
Entré en phase S
Questions du point de contrôle en entrée de phase S?
L’environnement est-il favorable?
Questions du point de contrôle en entrée de mitose?
ADN répliqué?
Dommages de l’ADN réparé?
Questions du point de contrôle en mitose?
Chromosomes correctement attachés au fuseau mitotique?
Le système de contrôle peut…
arrêter le cycle aux points de contrôle « checkpoints »
Par quoi est contrôlé l’entrée en phase M?
Par l’augmentation de l’activité Cdk-M
Comment s’appelle le point de contrôle entre métaphase et anaphase?
SAC
Nomme les 3 grandes parties de la mitose/cytocinèse.
Entrée
SAC
Sortie
Que se passe-t-il en entrée?
Phosphorylation des substrats CdK-M
Que se passe-t-il en sortie?
Déphosphorylation des substrats CdK-M (par des phosphatases)
Que comprend l’entrée?
Prophase
Prométaphase
Métaphase
Que comprend la sortie?
Anaphase
Télophase
Cytocinèse
Que se passe-t-il en phase G2 (interphase)?
La cellule augmente en taille
ADN répliqué
Centrosome dupliqué
Que se passe-t-il en prophase?
- Chromosomes répliqués (2 chromatides soeurs)
- Fuseau mitotique s’assemble entre les deux centrosomes qui ont commencés à s’éloigner
- Condensation chromosomes
Qui facilite la condensation des chromatides pendant la prophase?
Les condensines
Par quoi sont contrôlé les condensines?
L’activité Cdk-M
Quand est-ce que le centrosome se duplique?
Le centrosome se duplique en phase S en même temps que l’ADN
Quand est-ce que les deux centrosomes de séparent et pour former quoi?
Les 2 centrosomes se séparent en prophase pour former le fuseau mitotique
Dans quelles cellules retrouvent-on le cil primaire?
Dans les cellules en quiescence (phase G0, hors du cycle cellulaire)
De quoi est dérivé le cil primaire?
Le cil primaire est dérivé du centrosome
Que se passe-t-il avec le cil primaire si la cellule rentre dans le cycle cellulaire?
Le cil est réabsorbé et les centrioles redeviennent un centrosome
Que se passe-t-il en prométaphase?
Rupture de l’enveloppe nucléaire
Chromosomes s’attachent aux microtubule via les kinétochores
Explique le démembrement de l’enveloppe nucléaire en prométaphase.
Phosphorylation des pores nucléaires et des lamines contrôlé par Cdk-M
Que fait la Cdk-M au niveau des processus de l’interphase pendant la mitose?
inhibation
Nomme les processus inhibé durant la mitose.
*Arrêt de la transcription
*Arrêt de l’endocytose et l’exocytose
*Fragmentation du RE et l’appareil de Golgi
Qu’est-ce qui se passe avec la forme de la cellule en pro-métaphase?
Cortex d’actine/myosine prend la forme d’une sphère (perte des contacts focaux et d’adhésion)
Où se trouvent les kinétochores?
Au centromères
De quoi sont formés les kinétochores?
chromatine spécialisée avec histone CENP-A au lieu de H3
Combien de paires de kinétochores?
46
Quel est l’impact d’un kinétochore mal attaché?
Blocage en prométaphase
À quoi servent les kinétochores?
Les MTs s’attachent aux kinétochores pour aligner les chromosomes pendant la prométaphase
Quand est-ce que la cellule est prête à se diviser?
Quand tous les kinétochores sont correctement alignés
Que se passe-t-il en métaphase?
Chromosomes alignés à l’équateur
Qui permet la transition M/A?
L’activation d’une ubiquitine ligase (l’APC)
Qu’induit l’APC?
La destruction de la cycline
Quel est l’impact des kinétochores mal alignés sur l’APC?
Inhibation (SAC ON)
Qui maintiennent les chromatides
sœurs collées ensemble depuis leur réplication en phase S?
Les cohésines
Quand sont clivées les cohésines?
Avant l’entrée en anaphase
Explique la clivation des cohésines.
- APC se lie à la séparase
- Dégradation de la sécurine qui inhibait la séparase
- Activation de la séparase
- La séparase clive les cohésines
Nomme les deux conséquences de l’activation de l’APC.
- Dégradation cycline-M
- Dégradation sécurine
Que se passe-t-il en anaphase?
Chromatides soeurs se séparent et sont tirés vers leur pôle respectif
Microtubules et kinétochores se raccourcissent
Ségrégation des chromosomes
Que se passe-t-il en télophase?
Deux jeux de chromosomes atteignent leur pôle du fuseau
Formation de l’enveloppe nucléaire de chaque bord
Début de la division du cytoplasme (anneau contractile se forme)
Que se passe-t-il pendant la cytocinèse?
Cytoplasme divisé en deux par l’anneau contractile (actine et myosine) pour créer deux cellules filles ayant un noyau
Quand commence le clivage de la cellule?
Anaphase
Qu’implique la cytocinèse?
Un anneau contractile composé de filaments d’actine et de myosine
Que marque la cytocinèse?
La fin de la division cellulaire
Combien de chromosomes chez l’homme?
46
Combien de chromatides pendant G2/M?
92
Combien de paires d’autosome?
22
Combien de paires de chromosomes homologues?
23
Explique les différences mitose/meiose.
Mitose: passage de diploide à diploide avec PPMATC
Meiose: passage de diploide à haploide avec PPMATCM2A2
Qu’est-ce que la ploidie?
La ploïdie est le nombre d’exemplaires, dans une cellule donnée ou dans les cellules d’un organisme, de jeux complets des chromosomes du génome
Diploide
deux jeux complets, nombre normale pour les cellules somatiques
Haploide
un jeu complet, nombre normale pour les cellules germinales (la moitié de diploïde)
Tetraploide
4 jeux (par ex. échec à la cytocinèse)
Polyploide
Plusieurs jeux (plusieurs phase S sans phase M)
Aneuploide
nombre anormal de chromosomes (par ex. mauvaise ségrégation d’un chromosome)
