Reneo 8 Flashcards

1
Q

Condensations de ladn

A

Passer d’une molécule d’ADN double brin, sous forme chromatine à un chromosome
métaphasique.
Grande quantité d’ADN pour une cellule avec un noyau de très petite taille, on va donc devoir compacter l’ADN.
Chez L’Homme, le plus petit chromosome mesure 4. 10’ paires de bases ce qui représente une longueur d’environ 14 cm.

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2
Q

LES HISTONES
Caractéristiques

A

LES HISTONES
Caractéristiques
♦ COMPACTION = associations de la molécule d’ ADN avec des protéines spécialisées : les histones.
♦ Permet un empaquetage du matériel génétique dans le noyau
♦ Cet assemblage se fait immédiatement après la réplication de l’ ADN en G2.
♦ Les histones sont des petites protéines de 100 à 200 acides aminés, ayant une masse de 10 à 15 kDa
(notamment pour H2A, H2B, H3 et H4)
♦ Les histones H2A, H2B, H3 et H4 sont riches en acides aminés chargés positivement (arginine et
lysine).
♦ Ceci facilite leur liaison à l’ ADN qui est chargé négativement.
♦ On trouve jusqu’à 60 millions d’histones par noyau.
♦ On les retrouve chez les archaebactéries, et elles sont très conservées au cours de l’évolution, en
particulier les histones H3 et les histones H4.
♦ Entre l’histone H4 de thymus de veau et celle d’un petit pois, il n’y a que deux résidus sur les 102 qui
constituent cette histone H4, qui sont différents.
♦ La condensation de l’ ADN est une condensation avec un niveau de compaction qui varie entre
l’ ADN et le chromosome tel qu’on peut le voir au cours de la mitose, il y a un phénomène de
compaction de l’ordre de 10000 fois.
♦ L’histone H1 a une masse plus élevée : elle fait 21 kDa.
♦ Gène Histone :-ne comportent pas d’introns et leurs ARN messagers ne sont pas polyadénylés.
-Répété sur le Génome ils sont traduit et transcrit en PHASE S (phase de réplication
ADN)
-pas de queue poly A.
♦ Les histones se fixent sur des récepteurs ancrés à l’enveloppe nucléaire.
♦ Il existe plusieurs copies de ces gènes histones dans la cellule.
♦ Ces histones sont modifiées après leur synthèse, notamment les histones H1, H2A et H4, vont subir
des
modifications chimiques, biochimiques, des acétylations.
♦ H1 peut subir un autre type de modification biochimique, qui est une phosphorylation ce qui est
d’ailleurs l’élément précurseur de la condensation de la chromatine avec un mécanisme réversible.

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3
Q

LES COMPLEXES ADN /HISTONES
On trouve deux groupes d’histones qui contrôlent la compaction de l’ ADN.
1er groupe
D’histones

A

LES COMPLEXES ADN /HISTONES
On trouve deux groupes d’histones qui contrôlent la compaction de l’ ADN.
1er groupe
D’histones
♦ Histones nucléosomiques : interviennent dans la constitution des
nucléosomes, ce sont les histones H2A, H2B, H3 et H4.
♦ Nucléosome : petit cylindre de 11 nm, de diamètre et de 6 nm de hauteur,
♦ composé de 4 paires d’histones.
- 140 paires de bases de la double hélice d’ ADN vont entourer le cylindre sur
deux tours.
Le nucléosome + portion d’ ADN qui lui est associée = unité élémentaire de la
chromatine.
♦ L’ ADN le plus fortement lié au nucléosome, appelé « ADN du cœur », est
enroulé environ sur 1,65 fois autour d’un octamère d’histone.
♦ Ces nucléosomes sont toujours situés au même endroit sur un ADN donné.

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4
Q

2ème
groupe
D’histones

A

2ème
groupe
D’histones
♦ Ce groupe est constitué par l’histone H1, qui intervient dans l’association des
nucléosomes entre eux.
Lorsque l’on fait une préparation d’ ADN de noyau interphasique, on peut observer en microscopie
électronique deux types de structures.

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5
Q

Première structure : La fibre nucléosomique

Deuxième structure : Les solénoïdes

A

Première structure : La fibre nucléosomique
Elle est constituée de la double hélice d’ADN qui s’enroule sur les nucléosomes.
L’ensemble constituant un chapelet.
Les nucléosomes sont séparés par de courts fragments d’ADN d’environ une quarantaine de paires de bases (ça varie de 20 à 60 paires de bases), sur une longueur d’environ 14 m de long et de 3 nm de diamètre.
Cette longueur est variable selon les espèces, contrairement à la longueur d’ADN qui entoure l’octamère, qui est la même chez tous les eucaryotes.
[Question]
B. LES COMPLEXES ADN /HISTONES
Deuxième structure : Les solénoïdes
Structure beaucoup plus compactes, constituées par plusieurs nucléosomes associés par H1 qui assure la stabilité.
Solénoïdes :fibre de 30 nm, 6 nucléosomes par tour.
Les structures sont fonctionnellement inactives car inaccessible à la transcription .
Selon l’état de la cellule, le degré de compaction va être différent, en raison des modifications chimiques réversibles des histones, et notamment des phénomènes d’acétylation.
Plus les histones sont acétylées, moins il y aura de fixation à l’ADN, car le groupement NH2 n’est plus libre, et il y aura donc moins de compaction –) la chromatine sera alors plus active.
Ils s’associent de manière permanente à des histones, en revanche, ils s’associent par intermittence à des protéines non-histones en très faible quantité, c’est le cas des protéines régulatrices de la transcription et des protéines enzymatiques comme l’ARN polymérase et l’ADN polymérase, les topoisomérases et les lamines.

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6
Q

II. LE CHROMOSOME MÉTAPHASIQUE

A

II. LE CHROMOSOME MÉTAPHASIQUE
• Le génome nucléaire humain = 23 paires de chromosomes, 22 paires d’autosomes identiques au sein d’une même paire, et d’une paire de deux chromosomes sexuels, soit XX, soit XY
• Métaphase : Degré de compaction est maximum.(on voit au max les 23 paires)
• L’aspect du chromosome métaphasique est tout à fait caractéristique.
* Specta ues et contenant des of res de spiration tes perdes ségue les eux extinues
du chromosome, qu’on appelle les télomères

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7
Q

A. LE CENTROMÈRE
Caractéristique

A

A. LE CENTROMÈRE
Caractéristiques
♦ Centromère ou constriction primaire = étranglement du chromosome
Il sépare le segment chromosomique en deux bras de longueurs égales ou non.
♦ Constitué d’hétérochromatine constitutive
Par exemple, certains chromosomes chez l’Homme (le 1, 9 et 16) possèdent des
constructions secondaires faites d’un autre type de chromatine, qu’on appelle
♦ l’hétérochromatine.
Le centromère est une structure particulière du chromosome, dont la fonction
est d’assurer la ségrégation lors de la division cellulaire.
♦ Point de fixation du chromosome sur le fuseau mitotique
♦ Position : identique pour un chromosome donné mais diffère
selon les chromosomes :

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8
Q

A. LE CENTROMÈRE Localisation

A

Centromère
• Constriction primaire

Localisation
: Cocalisatine: hétérochromatine constitutive médiane -> chromosome métacentrique
submédiane -> chromosome submétacentrique
distale -> chromosome acrocentrique
• Médiane = chromosome métacentrique
-2 bras égaux.
* Submédiane = chromosome submétacentrique
-un bras court et un long
* Distale= chromosome acrocentrique
-bras court quasi inexistant

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9
Q

LE CENTROMÈRE (suite)
Complexe
centromère
-kinétochore

A

LE CENTROMÈRE (suite)
Complexe
centromère
-kinétochore
♦ Au niveau du centromère, se trouve le complexe
centromère- kinétochore.
♦ C’est un complexe structuré et enchevêtré, plutôt que deux
entités distinctes.
♦ Il s’agit d’une association intime de protéines spécifiques appelées les
CENP (CENP : Centromeric Proteins) autour des séquences spécifiques
de l’ ADN centromérique.
♦ Ce complexe est impliqué dans des aspects fondamentaux du
mouvement et de la vie des chromosomes :
o C’est le dernier endroit où les chromatides-sœurs restent appariées.
o Ce sont les dernières séquences d’ ADN à être répliquées.
o C’est l’endroit où les microtubules s’attachent aux chromosomes.
o C’est l’endroit où les moteurs responsables de la montée aux pôles
des chromosomes sont localisés (MTOC: centre organisateur des
microtubules)

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10
Q

Point névralgique

A

Point névralgique
♦ Ces centromères constituent un point névralgique :
o Ils constituent des sites privilégiés de surveillance
des événements mitotiques.
o Ils sont la cible primaire du signal qui déclenche l’anaphase.

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11
Q

Hétérochromatine

A

Hétérochromatine
♦ L’hétérochromatine qui est dans cette région centromérique
est
différente.
♦ Dans cette hétérochromatine, les nucléosomes ne sont pas
identiques. En effet, ils contiennent des protéines spécifiques, en
particulier des histones spécifiques appelées des CENP pour
« Protéines Centromériques ».

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12
Q

Les CENP :
Centromeric
Proteins

A

Les CENP :
Centromeric
Proteins
♦ 8 membres divisés en 2 types :
- protéines sont constitutives : CENP-A, B, C, D et G.
- transitoire au centromère (CENP-E, F et H).

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13
Q

Les INCENP :
A, B/ (environ 140
kDa)
Protéines
internes du
centromère

A

Les INCENP :
A, B/ (environ 140
kDa)
Protéines
internes du
centromère
♦ Transitoire
♦ Rôle dans la cohésion des zones d’appariement des chromatides.
♦ Relocalisation en anaphase

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14
Q

ADN
centromérique
humain

A

ADN
centromérique
humain
♦ Chez l’Homme, le centromère correspond à une structure très complexe. Il
contient une partie de l’ ADN appelé ADN centromérique.
♦ Il fait entre 1 et 10 millions de paires de bases.
♦ Contient ADN satellite, (171 pb qui sont non transcrit)
°Seul l’ ADN satellite alpha est présent dans tous les centromères : il est
aussi appelé ADN alphaoïde ; correspond à 5 % du génome ; sans ADN
satellite alpha, pas de fonction centromérique.
°L’ ADN centromérique est conservé et structuré entre eux par la protéine
CENP-B, localisée à 99 % dans le domaine central du kinétochore.
♦ Chaque motif répété contient une séquence de 17 pb appelée CENP-
Box qui interagit avec le domaine N-terminal de la protéine CENP-B.
♦ il existe aussi des constrictions secondaires, au niveau desquelles sont
localisés des gènes codant pour les ARN ribosomaux, notamment ceux
qui constituent l’organisateur nucléolaire.
♦ Les centromères sont des structures responsables de l’accrochage
bipolaire des chromosomes au fuseau de division, lors de la mitose.

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15
Q

LES TÉLOMÈRES

A

LES TÉLOMÈRES
● Extrémités des chromosomes.
● Régions hétérochromatiques (constituées d’hétérochromatine.)
● Portion hautement répétitive non codante d’ ADN.
L’ ADN polymérase est incapable de copier les derniers nucléotides, ce qui provoque une absence de
nucléotides. Le segment répété est donc plus court que l’original
L’absence de télomères, à termes, signifirait la perte rapide de l’information génétique
nécessaire au fonctionnement cellulaire. Ce raccourcissement à termes, provoquerait la mort de
la cellule.
Cette perte d’information génétique qui explique partiellement la sénescence, le vieillissement et la
mort cellulaire.
Assure la protection des extrémités des chromosomes.
Ils évitent notamment que les extrémités ne soient considérées comme des ruptures du double
brin d’ ADN, ce qui pourrait engendrer des soudures de chromosomes par fusion de leurs régions
terminales, c’est-à-dire de leurs télomères respectifs.
La longueur des télomères chez l’Homme, varie de 5 à 20000 paires de bases (aux alentours de 15
kilo base).
La longueur des télomères résulte d’un équilibre entre un raccourcissement lors de chaque
mitose, et un rallongement par des enzymes spécifiques : les télomérases.
Ces télomérases sont des complexes ribonucléoprotéiques à activité enzymatique, qui
fonctionnent un peu comme une autre enzyme retrouvée chez les rétrovirus : la transcriptase
inverse, qui est capable de faire des molécules d’ ADN à partir d’une information monobrin et
notamment de l’ ARN.
Ces télomères sont constitués de répétitions d’un motif de 6 paires de bases (varie entre 5 et 8
paires de bases, selon les organismes, mais qui sont le même chez tous les vertébrés).

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16
Q

LES TÉLOMÈRES (suite)
Chez l’Homme, sur le brin orienté 5’
- 3’
, la séquence est :

A

LES TÉLOMÈRES (suite)
Chez l’Homme, sur le brin orienté 5’
- 3’
, la séquence est :
TTAGGG. L’autre brin complémentaire à une séquence qui est :
AATCCC.
Le brin qui est riche en G dépasse l’autre brin d’environ une quinzaine de nucléotides, d’où
l’existence d’une queue monocaténaire courte, qui peut éventuellement se fermer en épingle à
cheveux, et former une boucle.
C’est par ces extrémités que les molécules d’ ADN sont liées à l’enveloppe nucléaire.
Les télomères protègent les extrémités des chromosomes contre l’action des enzymes, en
particulier des nucléases.
Ceci participe à la constitution de compartiments nucléaires, en se liant à l’enveloppe nucléaire ou à
des éléments de la matrice nucléaire.
Ils agissent sur la transcription en piégeant des facteurs de croissance

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17
Q

La télomérase

A

La télomérase
Chez l’Homme, la longueur des télomères est contrôlée par des enzymes : les télomérases.
Ces enzymes sont indispensables pour maintenir l’intégrité du matériel génétique pendant le
cycle cellulaire.
Chez la majorité des eucaryotes multicellulaires, les télomérases ne sont réellement actives que
dans les cellules germinales.
Ces enzymes sont aussi très actives surtout pour les cellules qui se divisent de nombreuses fois
: les cellules souches.
Quand le télomère devient trop court, il ne joue donc plus son rôle protecteur .
On interprète cela comme un signal de corruption de son ADN—) entrée en sénescence et
stopper sa croissance.
Le problème majeur de la réplication de l’ ADN des télomères est donc qu’il y a une élimination
potentielle de l’amorce d’ ARN la plus externe, ce qui pourrait entraîner un raccourcissement de
l’ ADN à chaque cycle de réplication.
Il y a donc une protection des extrémités des chromosomes des eucaryotes assurée par la
télomérase.
Cette enzyme ajoute des séquences télomériques spécifiques en 3’ d’un brin d’ ADN, sans avoir
besoin d’une matrice, car elle contient en elle-même une matrice interne d’ ARN.
Normalement l’activité télomérase est réprimée dans les cellules somatiques des organismes
multicellulaires, ceci conduisant à un raccourcissement progressif des chromosomes à chaque
génération.
14 sur

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18
Q

télomérase (suite)
Lorsque ce raccourcissement atteint l’ ADN informationnel, les cellules deviennent sénescentes
et meurent, c’est ce qu’on appelle un système de v

A

télomérase (suite)
Lorsque ce raccourcissement atteint l’ ADN informationnel, les cellules deviennent sénescentes
et meurent, c’est ce qu’on appelle un système de vieillissement de la cellule.
Dans ces cas-là, les organes vont se détériorer, d’autant plus rapidement que leurs cellules
constitutives meurent et entrée en sénescence.
De la même manière, un raccourcissement plus important des télomères serait un marqueur
de risque de pathologie cardiovasculaire chez l’homme d’âge moyen.
La plupart des cancers produisent de la télomérase à un stade tardif, ce qui fait que la
cancérogenèse débutant par une érosion importante des télomères.
L’inhibition de la télomérase est une voie potentiellement prometteuse pour le traitement de
certains cancers.
Il a été observé dans certaines maladies des mutations de la télomérase :
o C’est le cas de la dyskératose congénitale qui est associée à une anémie centrale, par absence
de formation de globules rouges dans la moelle, où ont été retrouvées des anomalies au
niveau de la muqueuse de la bouche, des ongles ; c’est aussi le cas d’un peu moins de 10
% des fibroses pulmonaires idiopathiques.
Un des critères du vieillissement cellulaire est le raccourcissement des télomères.
Des souris surexprimant une activité télomerasique ont une durée de vie augmentée, et dans
de nombreux cancers, on peut observer une activité télomérasique beaucoup plus élevée,
c’est aussi dans le cas des fibroblastes normaux, ils se divisent une centaine de fois en culture
puis au bout d’une centaine de fois de divisions ils meurent, car ils vont perdre ces régions et
ces extrémités dites télomériques.

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19
Q

La chromatine

A

La chromatine
♦ La chromatine a le même aspect dans les noyaux appartenant à un même type cellulaire, mais
elle varie beaucoup d’un type cellulaire à l’autre, et ainsi, elle peut prendre plusieurs types de
formes.
♦ Soit elle prend l’aspect de grosses mottes irrégulières, soit de mottes de petite dimension, soit
de granulations très fines, soit sous forme d’un réseau à maille plus ou moins fines.
♦ Cela dépend de comment la chromatine s’associe, notamment avec des protéines de liaison à l’ ADN.
♦ L’obtention de ces différents aspects est due à des facteurs d’assemblage de la chromatine.
♦ Il existe plusieurs facteurs :
o les chaperonnes qui sont des molécules acides des histones qui facilitent la formation de la
particule nucléosomale sans qu’elles fassent partie intégrante du nucléosome.
o C’est le cas pour le facteur CAF-1 qui interagit avec les histones H3 acétylées et H4 acétylées.
o Cette interaction permet l’assemblage de la chromatine au moment de la réplication de
l’ ADN et facilite la reformation des nucléosomes.

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20
Q

Modification des histones

A

Modification des histones
♦ Il existe aussi des facteurs de remodelage et des enzymes qui modifient les histones elles- mêmes.
♦ Ces facteurs et enzymes interviennent dans les étapes de maturation de la chromatine, dans le
maintien de l’intégrité de la chromatine.
♦ Ils sont susceptibles d’affecter la chromatine par l’induction des changements conformationnels,
et notamment du nucléosome.
♦ Les principales modifications des histones vont agir sur des acides aminés, qui vont être modifiés
par ces enzymes.
Parmi les différents facteurs, on en distingue 2 types : Ceux qui nécessitent de l’ATP :
♦ Les facteurs de remodelage de la chromatine constitués par des complexes multiprotéiques, ce
sont des enzymes impliquées qui modifient de façon post traductionnelle les histones.
♦ C’est le cas de l’Histone Acétyl Transférase (HAT) ; de l’Histone Désacétylase (HDAC) et de
l’Histone MéthylTransférase (HMT).
♦ L’aspect varie avec la nature de la cellule, et avec son activité.
♦ La finesse de la chromatine exprime le degré d’activité de la cellule.
♦ Dans un noyau d’une cellule au repos, la chromatine est fortement compactée pour pouvoir loger
la totalité de l’ ADN dans un noyau de quelques µm de diamètre.
♦ Le compactage de la chromatine présente également un autre intérêt : en fonction de son taux
de compaction, il permet d’empêcher la transcription en bloquant l’accès à un certain nombre
de facteurs de transcription des régions de l’ ADN qui contrôlent la transcription des gènes,
notamment les gènes impliqués dans la réaction inflammatoire.

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21
Q

Rôles de ces modifications
des histones

A

Rôles de ces modifications
des histones
♦ L’Acétylation (sur des résidus lysines situées sur la partie N-terminale des histones) par l’Histone
Acétyl Transférase (HAT) permet le déroulement de la double-hélice, et rend donc accessibles les
sites de transcription des gènes, pour les facteurs de transcription (exemple des gènes de
l’inflammation pour la réaction inflammatoire), et aussi pour l’ ARN polymérase II qui va pouvoir
initier la transcription.
♦ A l’inverse, la désacétylation des histones par l’Histone Désacétylase (HDAC), est suivie d’une
recondensation de la chromatine, ce qui va empêcher l’accès à l’ ADN de ces facteurs de
transcription, et par conséquent, cela va induire l’arrêt de la transcription des gènes.
♦ En pratique, l’activité de HAT favorise la transcription des gènes, alors qu’à l’inverse,
l’activité de HDAC supprime cette même transcription, en rendant l’ ADN beaucoup plus
compact, et donc inaccessible aux différents facteurs de transcription.
♦ Certaines substances, comme les corticostéroïdes, inhibent la transcription des gènes de
l’inflammation, en favorisant le re compactage de l’ ADN chromosomique. o Cet ADN va reprendre
sa position de repos enroulé autour des nucléosomes, devenant ainsi inaccessible aux facteurs de
transcription.
o Les corticostéroïdes ont ainsi la capacité de diminuer l’activité de HAT,
et d’augmenter l’activité de HDAC.
A l’inverse, un certain nombre d’exposition à des facteurs
environnementaux, notamment à la fumée de cigarette, va
réduire l’activité de la HDAC et augmenter l’expression d’un
certain nombre de cytokines inflammatoires, notamment
18 sur 2

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22
Q

La transcription des gènes résulte donc d’un équilibre entre deux enzymes

A

dans les cellules épithéliales bronchiques. Un certain nombre d’auteurs ont suggérés que ce mécanisme participe au processus inflammatoire dans plusieurs maladies broncho-pulmonaires, dont l’asthme par exemple.
La transcription des gènes résulte donc d’un équilibre entre deux enzymes : l’Histone Acétyl
Transférase (HAT) et par l’Histone Désacétylase (HDAC).
• Elles possèdent des activités qui sont antagonistes, concernant l’acétylation des résidus lysines des protéines histones.

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23
Q

Hétérochromatine et euchromatine

A

Hétérochromatine et euchromatine
• Dans les cellules, on retrouve la chromatine sous deux formes différentes : l’hétérochromatine et l’euchromatine.
• l’hétérochromatine est caractérisée par un marquage dense avec de nombreux contrastes et
une apparence condensée.
• L’euchromatine présente un faible marquage, et une structure relativement ouverte.
*Faible expression des gènes, tandis que l’euchromatine correspond à des régions avec un niveau d’expression des gènes extrêmement élevé.
• L’hétérochromatine et l’euchromatine sont des structures directement corrélées avec le niveau global d’expression des gènes.
• Dans les deux cas, l’ADN est condensé au nucléosome.
• La différence réside dans l’assemblage ou non des nucléosomes dans des structures plus complexes, notamment les solénoïdes.
E. Hétérochromatine et euchromatine
1. Hétérochromatine
L’hétérochromatine est l’ensemble des segments de chromosomes qui restent condensés pendant l’interphase, c’est-à-dire qu’ils ne changent pas d’état de condensation pendant le cycle cellulaire, sauf au moment de la mitose.
Cela correspond donc à des fractions d’ADN dites inactives, car non transcrites.
Elles sont surtout localisées en périphérie du noyau et du nucléole.
• L’hétérochromatine est composée de fibres nucléosomiques, organisées en solénoïdes (fibre de 30 nm de diamètre).
Chez les mammifères, on estime que la moitié du génome est sous la forme d’hétérochromatine, mais ça peut aller jusqu’à 80-90 % de l’ADN nucléaire chez certaines espèces.
Très riche en histone H1.

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24
Q

Hétérochromatine (

A

Hétérochromatine (suite)
♦ Hétérochromatine existe sous deux formes : une forme constitutive (pas de gènes chez l’Homme)
ADN satellite ; et une forme facultative.
♦ Les caractéristiques communes entre ces deux formes sont : l’ ADN méthylés sur des cytosines avec
de l’hétérochromatine très méthylée, d’autres un peu moins méthylées ; les histones de
l’hétérochromatine sont plutôt hypo acétylées post traditionnellement sur les lysines et les
histones de l’hétérochromatine sont plutôt méthylées sur les lysines.
♦ L’hétérochromatine correspond à de l’ ADN hautement répété, non codant, 10-15 % du génome,
surtout l’hétérochromatine près des centromères sont présentes sous forme de motifs courts
répétés de 5-10 paires de bases en tandem, qui peuvent être en nombre très important, puisqu’ils
peuvent être dans un nombre supérieur à 1000.
♦ L’hétérochromatine est aussi constituée de séquences répétées en tandem plus longues d’environ
100 à 200 paires de bases.
♦ Elle contient aussi des microsatellites répétés, dispersés dans tout le génome, plus particulièrement
dans les centromères.

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25
Hétérochromatine constitutive
Hétérochromatine constitutive ♦ L’hétérochromatine constitutive contient peu de gènes, voire pas de gènes chez l’Homme, mais il y en a chez la drosophile, par exemple. ♦ Elle est constituée par des séquences d’ ADN qui ne sont jamais transcrites, par des séquences répétées localisées notamment à proximité des centromères et les extrémités des télomères. ♦ C’est une hétérochromatine très polymorphe, à cause de la stabilité de ces séquences d’ ADN satellite. o Néanmoins, la taille et la localisation de cette hétérochromatine constitutive n’a pas d’effet phénotypique.
26
Hétérochromatine facultative
Hétérochromatine facultative ♦ L’hétérochromatine facultative est pauvre en gènes. Elle contient des gènes d’ ADN non transcrits dans une cellule observée, mais qui sont transcrits dans d’autres types cellulaires, et le taux d’hétérochromatine facultative varie selon l’activité transcriptionnelle de la cellule considérée. ♦ C’est un tel mécanisme, qui explique notamment le mécanisme de différenciation cellulaire. o Par exemple, des gènes codants pour de la cytokératine, sont réprimés dans les fibroblastes, alors que ceux de la vimentine sont réprimés dans des kératinocytes.
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Euchromatine
Euchromatine ♦ C’est la partie de la chromatine qui se décondense pendant l’interphase. ♦ Elle est plutôt répartie et dispersée à l’intérieur du nucléoplasme. ♦ Elle n’est pas visible en microscopie photonique, puisqu’elle est constituée que par des fibres chromatiniennes non spiralisées ou déspiralisées. ♦ Ces fibres sont génétiquement actives, c’est-à-dire elles correspondent à des portions d’ ADN qui sont en cours de réplication ou de transcription, et ces régions sont le lieu de transcription d’ ARN messager, d’ ARN de transfert et d’un seul ARN ribosomal (l’ ARN 5S). ♦ L’ ARN polymérase débobine partiellement l’ ADN de l’octamère d’histones, sans le libérer complètement, permettant ainsi sa synthèse.
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LE NOYAU A. L’ENVELOPPE NUCLÉAIRE
LE NOYAU A. L’ENVELOPPE NUCLÉAIRE L’enveloppe nucléaire est une citerne spécialisée du REG, limitant un volume clos, dont la constitution est très différente du contenu du cytoplasme. L’enveloppe nucléaire n’est pas seulement une limite mais il s’agit également d’une structure très élaborée. Impliquée dans les échanges entre le noyau et le cytoplasme ( ce qu’on appelle les échanges nucléo cytoplasmique) mais aussi dans l’organisation même du contenu nucléaire et dans le maintien de la forme du noyau, dans la réplication de l’ADN et dans le transport des ARN. L'épaisseur totale de l’enveloppe nucléaire est d'environ 35 nm. Comme l’enveloppe nucléaire est une citerne du REG on peut distinguer deux membranes, une externe et une interne, séparant l’espace peri-nucléaire
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Membrane externe
Membrane externe ● Épaisseur = 7,5 nm. ● 70% de protéines et 30% de lipides. ● Quelques ribosomes sur la face externe ● Un certain nombre d’enzymes telles que la glucose-6-phosphatase ● des chaînes de transporteurs d’électrons (non couplés à un mécanisme de phosphorylation) sont présents. ● Contrairement à la mitochondrie, les enzymes de la chaîne de transport d'électrons n'aboutissent pas à la formation d'ATP. ● Sépare l’espace périnucléaire
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Espace périnucléaire
Espace périnucléaire ● Contient une grande quantité d’ions calcium qu’il stocke. ● Épaisseur = irrégulière et variable suivant les régions (de 10 nm à 20 nm). ● En continuité avec les cavités du REG
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Membrane interne
Membrane interne ● Similaire à la membrane externe mais l’activité enzymatique y’est moindre ● contient en plus des protéines intra membranaires spécifiques et jouant le rôle de fixation pour les molécules des lamines ● contient aussi des sites de fixation pour les histones des fibres nucléosomiques. ● contient également des canaux permettant le passage des ions calcium de l’espace périnucléaire au nucléoplasme, ou se situent de nombreuses enzymes qui sont calcium dépendante, cependant la majorité des ions calcium passent à travers les pores nucléaires
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LES PORES NUCLÉAIRES Généralités
LES PORES NUCLÉAIRES Généralités ● Structures complexes que l’on retrouve dans tous les noyaux. ● Nécessaires pour la régulation des échanges noyau-cytoplasme (importation exportation) = fonction essentielle de l’enveloppe nucléaire ● Zones d’interruption de l’enveloppe nucléaire d’environ 120 nm de diamètre. v Elles contiennent le NPC, complexe du pore nucléaire, constitué de nombreuses protéines complexes et contrôlant le transport à travers les pores nucléaires. ● Structures ne sont pas statiques => dynamiques et peuvent apparaître ● lorsque les échanges entre le noyau et le cytoplasme sont nécessaires et disparaissent lorsque la cellule est au repos.
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Organisation d’un pore nucléaire
Organisation d’un pore nucléaire ● Composé de complexes volumineux (125 MDa) qui sont des protéines chargées positivement ● Ils possèdent une symétrie dite d’ordre 8. Ils sont constitués d’un assemblage de 8 rayons disposés autour d’un tunnel central. Ces rayons sont soudés à deux autres anneaux : l’anneau nucléaire (placé du côté du noyau) et l’anneau cytoplasmique (placé du côté du cytoplasme). L’ensemble est maintenu dans l’enveloppe nucléaire aux endroits où les deux membranes nucléaires se fondent l’une dans l’autre.
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Organisation d’un pore nucléaire
Composition chimique des pores nucléaires : ● Pas encore totalement connue ● On estime qu’à peu près 50% d’entre elles sont connues, ce sont les nucléoporines ● Certaines possèdent des sites de fixation à l’ADN, ou encore aux ARN ● Principale fonction est la régulation du transport nucléo-cytoplasmique.
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LES PORES NUCLÉAIRES 2. Fonctions des pores nucléaire
Importation des molécules ● Transport des molécules présentes dans le cytoplasme vers le noyau Exportation des molécules ● Transport des molécules présentes dans le noyau vers le cytoplasme Exemple de la cellule HELA ● Cellule tumorale de carcinome utérin qui se divise très vite, ce qui nécessite d’importer et d’exporter un grand nombre de protéines : o Importer plus de 560 000 protéines ribosomales o Exporter plus de 14 000 sous-unités ribosomales → Signifie que chaque minute, dans chaque pore, une centaine de protéines ribosomales et 3 ribosomes vont traverser le pore. → Cependant ça reste variable car il peut y avoir 3000 - 5000 pores/cellules
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TYPES DE TRANSPORTS : PASSIFS ET ACTIFS
Tableau page 991 Taille de la molécule Type de transport Type de canal < 5 kDa (ions, AAs, sucres…) Passif Diffusion sans dépense d’énergie. Canaux latéraux 5 – 40/60 kDa Passif S’effectue dans les deux sens, importation comme exportation Canaux latéraux > 40 - 60 kDa (protéines cellulaires, Transport Actif Vitesse de passage inversement proportionnelle à la dimension des molécules Mouvements de molécules : dans les deux sens entre cytoplasme/noyau Ex : petites hnRNP qui participent au transport des ARNm facteurs de transcription, Canal central
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SÉQUENCES D’ADRESSAGE NUCLÉAIRE Séquence NLS (Nuclear Localization Signal)
SÉQUENCES D’ADRESSAGE NUCLÉAIRE Séquence NLS (Nuclear Localization Signal) = Séquence d’importation nucléaire ● Séquence de 4 - 8 acides aminés chargés positivement, riche en lysines, et arginines et en proline. ● Localisée n’importe où dans la molécule (localisation diverse). ● Les protéines qui portent cette séquence sont reconnues dans le cytoplasme par les importines (formées de 2 sous-unités = Alpha & Bêta) pour diriger la protéine dans le noyau.
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Séquence NES (Nuclear Export Signal
Séquence NES (Nuclear Export Signal) = Séquence d’exportation. ● Reconnue par des exportines pour une sortie vers le cytoplasme:* ARN mature (ARNm qui a perdu ses introns et terminé son épissage, et qui a subi des mécanismes de contrôle d’anomalie de la coiffe) Voie d’exportation nucléaire découverte grâce aux études sur le VIH : ● Le VIH détourne cette voie de transport à son profit pour assurer l’exportation de ses ARN. Les ARN viraux (qui sont immatures et différents des ARNm) ne peuvent normalement pas suivre la voie classique que suivent les ARNm. ● Protéine REV du VIH contient une séquence NES. Il existe dans le noyau une protéine capable de reconnaître cette séquence NES qui permet l’exportation de cette protéine REV et les ARN viraux associés.
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PASSAGE PAR LE TRANSPORTEUR CENTRAL : 4 ÉTAPES
Étape 1 ● Constitution d’un complexe d’importation entre les protéines cytosoliques, les importines et la séquence NLS de la protéine. Étape 2 ● Traversée du transporteur central et entrée dans le noyau par interactions successives avec les protéines qui constituent la paroi des pores : les nucléoporines. Étape 3 ● Dissociation du complexe dans le nucléoplasme. Étape 4 ● Recyclage des importines qui retournent dans le cytoplasme pour assurer d’autres transports.
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LE NUCLÉOPLASME Généralités
LE NUCLÉOPLASME Généralités ● C’est la matrice nucléaire. Elle correspond au matériel insoluble persistant après avoir réalisé une extraction biochimique sur la cellule ● Elle est constituée : o Lamines nucléaires qui sont des filaments intermédiaires du cytosquelette spécifiques du noyau. Elle peut être libre ou bien fixée à des récepteurs de la face interne de la membrane interne. o Protéines fibrillaires en réseau sous membranaire associées aux petits anneaux nucléoplasmiques des pores nucléaires. o Réseau fibreux avec des protéines +/- connues et identifiées. Ex : NuMA (Nuclear Mitotic Apparatus) présente en phage G1, intervient dans mitose et reconstitution du noyau.
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La lamina nucléaire
La lamina nucléaire = Protéines fibrillaires qui se répartissent en couches protéiques fibrillaires à la face interne de l’enveloppe. ● On les trouve également en réseaux très fins dans le nucléoplasme. ● On trouve chez les mammifères 3 types de lamines : les lamines A, B et C. ● Ces protéines sont des dimères qui possèdent une région en forme de bâtonnet et 2 têtes globulaires. ● En s’associant, ces dimères forment des filaments de diamètre analogue à celui des filaments intermédiaires (11 nm de diamètre). Puis ils forment la lamina nucléaire. ● On retrouve toujours dans toutes les cellules de la lamine B. Elle s’associe avec la lamine A OU C. ● D’une espèce à l’autre, l’épaisseur de la lamina nucléaire est variable (de 15 à 60 nm). ● Formée de fibres épaisses qui ont tendance à prendre la forme d’un entonnoir dirigé vers les pores nucléaires.
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Rôle de la lamina nucléaire
Rôle de la lamina nucléaire ❖ Lors de la mitose, la phosphorylation des lamines (sur des résidus Sérine) permet le désassemblage de la lamina nucléaire en tétramères de lamines A et C. ❖ La lamine B reste associée à la membrane interne de l’enveloppe nucléaire. ❖ L’enveloppe nucléaire se dissocie en petites vésicules liées à la lamine B. ❖ À la fin de la télophase, lorsque l’enveloppe nucléaire se reconstitue, les lamines sont déphosphorylées et s’assemblent pour reformer la lamina nucléaire.
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LE NUCLÉOPLASME Espaces péri- chromatiniens
LE NUCLÉOPLASME Espaces péri- chromatiniens ❖ On trouve dans la matrice nucléaire des espaces inter-chromatiniens ou péri-chromatiniens qui sont peu colorables par les colorants basiques. ❖ Entre les amas de chromatine, ils contiennent des fibrilles et des grains chromatiniens qui correspondent à des segments de fibres chromatiniennes ainsi que d’autres formations comme les corps nucléaires. ❖ Ils contiennent également des ribonucléoprotéines. Ce sont des ARN liés à des protéines qui sont, grâce à cette liaison, protégés des nucléases et notamment des RNases pouvant les dégrader.
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La progéria et les laminopathies
La progéria et les laminopathies ● Découverte en 2003 par une équipe Française dirigée par Nicolas Lévy d’un gène muté impliqué dans plus de 90% des cas connus de progéria. Le gène LMNA est situé sur le chromosome 1 code pour des lamines A et C. Lorsque la mutation survient, il produit une protéine tronquée qu’on appelle progérine. ● Elle reste ancrée dans la membrane nucléaire où elle s’y accumule et entraîne une déformation du noyau et une dysfonction. ● Elle entre dans la famille des laminopathies qui sont un ensemble de troubles liés à une altération des lamines A et C et entraînant diverses pathologies : ○ Dysplasie acromandibulaire, lipodystrophie Werner atypique, dermatopathies restrictives, de nombreuses myopathies, une forme de maladie de Charcot etc… ○ Ces maladies diverses sont caractérisées par un spectre large d’atteintes musculaires, cardiaques, neurologiques, osseux et cutanés.
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D. LE NUCLÉOLE Généralités
D. LE NUCLÉOLE Généralités ● Identifié il y a plus de 150 ans. ● Organite nucléaire non délimitée par une membrane. ● Siège de la synthèse des ribosomes. ● Présent dans le noyau pendant la phase G1, S et G2 et disparaît pendant la phase M (en prophase). ● Contient 200 gènes d’ARN ribosomaux localisés sur 5 chromosomes (40 chacun). Ce sont les chromosomes 13, 14, 15, 21 et 22 tous acrocentriques (variable entre les espèces).
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Structure du nucléole
Structure du nucléole ● Constitué d’un centre fibrillaire entouré par un composant fibrillaire et un composant granulaire. Avec de fines fibres de 5-10 nm de diamètre. ● Contient la nucléoline = une phosphoprotéine aidant à la condensation de la chromatine en se fixant sur l’histone H1. ● La région fibrillaire entourant le centre fibrillaire est le siège de la transcription d’ARN ribosomaux. ● Formé de grandes boucles d’ADN appartenant aux 5 paires de chromosomes et chaque boucle contient une 40aine de gènes codant pour des ARN ribosomaux. ● L’ADN ribosomal est un gène amplifié codant pour un pré-ARNr 45S ● Chaque boucle constitue un NOR (centre d’organisation nucléolaire). Les NOR sont localisés dans les constructions secondaires des bras courts des chromosomes acrocentriques 13, 14, 15, 21 et 22.
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D. LE NUCLÉOLE (suite) Transcription de l’ADN ribosomal
D. LE NUCLÉOLE (suite) Transcription de l’ADN ribosomal ● Chez les eucaryotes elle est effectuée par l’ARN polymérase I. ● Elle polymérise à partir de l’ADN ribosomal un pré-ARNr 45S. ● A partir du pré-ARNr 45S vont dériver après maturation les ARNr 18S, 5,8S et 28S. ● De nombreuses ARN Pol I lisent l’ADN ribosomal dans le sens 3’ -> 5’. ● Les transcrits sont ancrés au cours de leur formation au gène de l’ARNr par des particules espacées de 10-14 nm entre elles. Ces particules contiennent l’ARN polymérase I. (boules grises sur le schéma) ● Les transcrits sont très nombreux et se disposent perpendiculairement les uns aux autres. ● L’ensemble forme une unité de transcription qui prend la forme caractéristique d’un sapin de Noël comme vu ci-dessous. La cime = le site où commence la transcription. Cette transcription est contrôlée et dépend entre autres de la quantité de ribosomes présents dans le cytoplasme. ● En cas de nécessité, le nucléole répond par une hypertrophie accompagnée d’une production accrue d’ARNr. ● L’ARN ribosomal, une fois transcrit, est une molécule de grande taille de 45S qui contient les 3 autres ARNr.
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Maturation du pré-ARNr 45S
Maturation du pré-ARNr 45S ● La maturation des pré-ARNr est essentiellement un clivage par des nucléases et cela correspond donc à la perte de fragments d’ARN. ● Elle s’achève dans le cytoplasme. ● Le pré-ARNr 45S est clivé en un précurseur destiné à la petite sous unité 18S du ribosome et un précurseur destiné à la grande sous unité où il s’associera à un ARNr 5S qui est transcrit dans autre région, extérieure au nucléole, par l’ARN Pol III. ● Le précurseur de la grande sous unité est clivé en ARNr 5,8S et ARNr 28S. ● Les 2 sous unités migrent séparément vers le cytoplasme en passant par un pore.
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D. LE NUCLÉOLE Assemblage des protéines ribosomales
D. LE NUCLÉOLE Assemblage des protéines ribosomales - 13 étapes ● 1 et 2 : Assemblage dans le nucléole des protéines ribosomales synthétisées dans le cytoplasme puis entrée dans le noyau par la séquence NLS ● 3 : Une fois dans le noyau les protéines ribosomales passent dans le nucléole afin de s’associer. ● 4 et 5 : Transcription de la boucle d’ADN codant pour l’ARNr pour former le pré- ARNr 45S qui mature ensuite en précurseur de l’ARN 45S. ● 6 : Association des ribonucléoprotéines autour du précurseur ARN 45S. ● 7 : Importation de l’ARNr 5S synthétisé en dehors du nucléole. ● 8 : Formation de la grande sous unité immature par assemblage des protéines ribosomales et des ARNr. ● 9 : Recyclage des nucléotides excisés ● 10 : Association de l’ARNr 5S à la grande sous unité immature. ● 11 et 12 : Les deux sous unités ribosomales vont sortir séparément vers le cytoplasme. ● 13 : La maturation et l’activation des ribosomes s’achèvent dans le cytoplasme par l’association des 2 sous unités matures.
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Variations de l’activité du nucléole
Variations de l’activité du nucléole ● Au cours du cycle cellulaire, l’activité du nucléole varie beaucoup, d’où la présence de variations morphologiques importantes liées à sa fonction, avec l’augmentation du volume et du nombre de nucléoles, ce qui est en général un signe utilisé par les anatomopathologistes ou les cytopathologistes. ● Hypertrophie possible du nucléole si stimulation importante de celui-ci (ex : dans les phénomènes d’intoxications par des agents toxiques, de radiations ou d’infections par des adénovirus). ● Les nucléoles peuvent aussi être inactivés lors de certaines conditions pathologiques. Cela conduit à une augmentation ou une diminution du nombre de nucléoles. ● On peut aussi observer des phénomènes de fragmentation nucléolaire ou vacuolisation nucléolaire.
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STRUCTURE DU RIBOSOME Généralités
STRUCTURE DU RIBOSOME Généralités Le ribosome est une machinerie macromoléculaire volumineuse qui dirige la synthèse de protéines. ● Ce ribosome de 2,5MDa (Méga Dalton) est une particule spécifique ribonucléoprotéique de type SRP qui comprend : o Plus de 50 protéines différentes o Au moins 3 molécules d’ARN ● Activité ribozyme : Capable d’associer les acides aminés entre eux pour former la chaîne polypeptidique. o 2-20 AAs/seconde chez les procaryotes o 2-4 AAs/seconde chez les eucaryotes → A titre de comparaison, la machinerie de la réplication est capable d’associer 200-1000 nucléotides/seconde. L’activité ribozyme est donc nettement plus lente.
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Constitution en 2 sous-unité STRUCTURE DU RIBOSOME
Les 2 sous unités sont différenciables par leur coefficient de sédimentation (lors de centrifugations) dont l’unité est le Svedberg (S). Ce coefficient est fonction de la masse moléculaire et de la conformation spatiale, permettant une certaine forme de résistance qu’elle oppose à son emplacement lors de la centrifugation. ● Plus S est élevé plus la sédimentation est rapide, donc plus la molécule est volumineuse. Grande sous-unité ● Contient le centre peptidyl-transférase responsable des liaisons peptidiques qui se forment pendant la traduction. Petite sous-unité ● Contient le centre de décodage => partie dans laquelle les ARNt vont être chargés de décoder et lire les codons sur les ARNm.
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RIBOSOME BACTÉRIEN (PROCARYOTE)
La grande sous-unité fait 50S et la petite 30S. Le ribosome entier fait 70S. La grande sous-unité contient : un ARN 5S, un ARN 23S et environ 34 protéines. La petite sous-unité contient : un ARN 16S et 21 protéines. Dans chaque sous-unité : plus des 2/3 de la masse du ribosome procaryote est constituée d’ARN C’est dû au fait que la masse des protéines ribosomiques est faible . Les ARNr 16S et 23S sont de grande taille avec un seul nucléotide qui a une masse moléculaire de 330 Da.
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FONCTIONS DU RIBOSOME Généralités
FONCTIONS DU RIBOSOME Généralités ● Au cours de la traduction va intervenir le ribosome, qui est une structure plus complexe que la machinerie requise pour la synthèse de l’ADN lors de la réplication et de la transcription. o En effet, de simples polypeptides peuvent réaliser la réplication et la transcription même si chez certains organismes ces phénomènes nécessitent de gros complexes.
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Cycle du ribosome
Cycle du ribosome ● La principale fonction du ribosome est d’intervenir dans la synthèse protéique. ● A chaque fois qu’une protéine est synthétisée, les composants intervenant dans la traduction vont subir une série d’évènements. ● Association des grandes et petites sous unités du ribosome et de l’ARN messager pour traduire l’ARNm. ● Cet ensemble se dissocie en fin de traduction. ● Cette séquence association/dissociation s’appelle le cycle du ribosome.
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LA TRADUCTION = Le 3ème dogme : après la réplication et la transcription
LA TRADUCTION = Le 3ème dogme : après la réplication et la transcription = traduit un code nucléotidique (succession de nucléotides) en un code d’acides aminés. ❖ Nécessite un dictionnaire = le code génétique. o Il stipule que chaque association de 3 nucléotides forme un codon. Et que chaque codon correspond à un acide aminé, ou un signal de terminaison. 1ère étape ● Activation de l’ARNt et sa liaison à l’ARNm 2ème étape ● Le complexe formé recrute une grande sous-unité libre pour former un ribosome complet 3ème étape ● Le ribosome va se déplacer de codon en codon jusqu’au codon stop 4ème étape ● La chaîne polypeptidique est ensuite libérée ainsi que les deux autres sous-unités qui pourront servir pour une autre synthèse protéique ● Un ribosome ne peut synthétiser qu’un polypeptide à la fois mais un ARNm est traduit par plusieurs ribosomes simultanément o ARNm lié à plusieurs ribosomes = Polyribosome ou Polysome o Les ARN messager sont peu abondant dans une cellule (1-5% des ARN totaux) car plusieurs ribosomes fonctionnent sur un même ARNm o Les polysomes sont soit libres dans le cytosol, soit liés au RE. Les protéines sécrétées, les protéines des lysosomes et de la membrane plasmique sont synthétisées dans le RE tandis que les autres, notamment celles du noyau, des mitochondries, des chloroplastes et des peroxysomes sont synthétisées dans le cytosol sur des polysomes libres. ARN Ribosomaux ● Déterminants structurants et catalytique des ribosomes ● Responsable des fonctions clés du ribosome ● Portent l’activité peptidyl-transférase = c’est pour cela que le ribosome peut
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TRADUCTION (suite)
Par ailleurs, les ribosomes doivent permettre la liaison entre les acides aminés par un mécanisme de décodage, mais le polypeptide naissant doit pouvoir quitter le centre du ribosome. Cette possibilité d’entrée de l’ARNm et de sortie du polypeptide est due à la structure tridimensionnelle du ribosome qui possède des tunnels ou des canaux. Lors de la traduction : le ribosome utilise plusieurs mécanismes pour contre-sélectionner les Amino- Acyl ARNt incorrectes avec un taux d’erreur entre 10-4 et 10-3 Le principe de base pour la sélection du bon Amino-Acyl ARNt est l’appariement entre l’ARNt et le codon Il suffit que l’une des trois bases de l’interaction codon/anti-codon soit incorrecte pour que le ribosome arrête la traduction. Aujourd’hui au moins 3 mécanismes différents sont connus pour vérifier la bonne adaptation codon/anti-codon. Une fois que l’ARNt chargé correct a été positionné sur le site A et qu’il a subi une rotation dans le centre peptidyl-transférase, la formation de la liaison peptidique a lieu. Cette réaction est catalysée par de l’ARN (spécifiquement l’ARN 23S de la grande sous-unité), par un certain mécanisme qui n’est pas encore élucidé.
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SYNTHÈSE PROTÉIQUE: LA TRADUCTION Exemple des antibiotiques
SYNTHÈSE PROTÉIQUE: LA TRADUCTION Exemple des antibiotiques = Substances bloquant la division cellulaire en inhibant les différentes étapes spécifiques de la traduction. ● Très précieux pour combattre les bactéries ● Les plus utilisés en médecine tuent les bactéries sans avoir d’effet sur les cellules eucaryotes = non toxiques pour les patients ● Les antibiotiques inhibiteurs de la traduction sont capables de se lier à un composant de la machinerie de la traduction. Bloquant ainsi la traduction à certaines étapes, de manière précise ● Nous aident à mieux comprendre le fonctionnement de la traduction
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Appareil digestifs
La cavité abdominale est cloisonnée. Ce cloisonnement est lié à la présence d’une large membrane, qui recouvre d’une part les parois et de l’autre les viscères. o Cette membrane s’appelle le péritoine • Dans l’abdomen, on parlera de : o Cavité péritonéale, pour les viscères qui sont à proprement parler dans la lumière du péritoine (qui sont enrobés dans le péritoine) et qui plongent dans le péritoine. Cette région intra- péritonéale est à l’intérieur d’une enveloppe séreuse : le péritoine (par exemple dans le thorax on a une séreuse qui enveloppe les poumons, dans le cerveau on a les méninges, dans le cœur on a le péricarde séreux puis fibreux. Pour résumé les viscères sont souvent entourés comme ça mais dans l’abdomen c’est particulier on a une cavité péritonéale) o Région rétro- péritonéale qui sera en arrière dans la cavité abdominale o Région sous-péritonéale= partie basse du tronc qui se termine par le pelvis • Pour l’appareil urinaire située dans le tronc, on a les reins situés en arrière du péritoine. • Pour la région pelvienne, on les organes génitaux et urinaires bas situés dans le pelvis. • L’appareil digestif rassemble un ensemble d’organes, qui débutent dans la cavité orale puis au niveau du pharynx (situé dans la région topographique du cou), puis au niveau de l’œsophage. • L’œsophage traverse le thorax en traversant le muscle diaphragme et arrive dans l’abdomen. • Dans l’abdomen on mettra en place les viscères du tube digestif : o Première viscère = estomac o Puis intestin grêle aussi appelé petit intestin o Gros intestin • Il y a d’autres viscères = organes qui sont associées aux viscères du tube digestif. En effet ces viscères interviennent dans la physiologie digestive. o Foie o Pancréas qui sécrète des sucs qui sont déversés dans la lumière digestive. Il a une sécrétion exocrine mais aussi une sécrétion endocrine (= sécrétion d’hormones sans le sang) car le pancréas est une glande endocrine o Rate • ATTENTION : cavité abdominale ne veut pas dire cavité péritonéale, ce sont deux choses différentes !!
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MISE EN PLACE DU CONTENU DE L’ABDOMEN A- VUE VENTRALE DE L’ABDOMEN shemas page 1012
MISE EN PLACE DU CONTENU DE L’ABDOMEN A- VUE VENTRALE DE L’ABDOMEN Voici le schéma de référence de ce grand I Mise en place du contenu de l’abdomen : la cavité abdominale. • On distingues 2 grandes régions : o Une région intra-péritonéale qui est à l’intérieur d’une enveloppe (une séreuse), le péritoine (comme pour les poumons). o Une région rétropéritonéal (derrière le péritoine) il n’y a pas d’appareil digestif (mais on met en place l’ensemble de la cavité abdominale). • La cavité abdominale se termine en dessous par le pelvis avec des organes spécifiques au pelvis qui sont recouverts par le péritoine : c’est la région sous-péritonéale.
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L’ETAGE SUS-MESOCOLIQUE = PARTIE HAUTE
L’ETAGE SUS-MESOCOLIQUE = PARTIE HAUTE • Tout l’étage de la partie haute correspond à l’étage sus mésocolique. • En effet, quand on mettra en place la partie transverse du colon, celui-ci est rattaché à la partie postérieure par un méso. • L’étage sus-mésocolique est l’étage qui est au-dessus de ce méso, l’étage en dessous du méso s’appellera : sous mésocolique (Ces notions sont introduites on y reviendra plus tard).
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Diaphragme
Diaphragme • Il forme la paroi supérieure avec une coupole droite et une coupole gauche. o La coupole droite remonte un peu plus haut que la coupole gauche. o Sous la coupole diaphragmatique droite on aura le foie. o La région sous le diaphragme, recouverte par le grill costal correspond à la région thoraco-abdominale. o (Le diaphragme est une frontière entre le thorax en haut de ce muscle diaphragme et l’abdomen situé en dessous du diaphragme)
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Œsophage
Œsophage • L’œsophage thoracique arrive par le médiastin postérieur. • Il nait en C6 en arrière de la trachée qui elle aussi nait aussi en C6. • Il reçoit le bol alimentaire qui vient du pharynx. o L’œsophage est en arrière, donc le bol alimentaire bascule en arrière et descend dans l’œsophage. • C’est un conduit musculo-membraneux qui va permettre la conduction du bol alimentaire et que l’on va retrouver ensuite au niveau de l’abdomen. o On a un petit segment d’œsophage qui est intra- abdominal car il a traversé le diaphragme. • L’œsophage se jette ensuite dans l’estomac.
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Estomac
Estomac • L’estomac fait suite à l’œsophage. • Il présente à décrire plusieurs parties dont une grosse tubérosité située dans la région thoraco-abdominale gauche, donc elle est un peu masquée. • L’estomac à une forme globale de J. • A la sortie de l’estomac on va retrouver l’intestin grêle.
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Intestin grêle (Duodénum)
Intestin grêle (Duodénum) • Aussi appelé petit intestin. • Il va être formé par plusieurs parties. o Sa première partie = le duodénum va faire partie de la partie haute et les deux autres parties= jéjunum (anses à l’horizontale) et iléum (anses à la verticale) vont faire partie de la partie basse (on reverra ces segments plus tard dans le cours). • Le duodénum est le segment de l’intestin grêle qui suit l’estomac • Le duodénum forme le cadre qui est situé un peu en dessous de l’estomac. Dans le cadre formé par le duodénum va venir se positionner le pancréas.
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Pancréas
Pancréas • C’est une glande à la fois exocrine et endocrine. Il déversera des enzymes qui vont participer à la dégradation du bol alimentaire • Le pancréas est appendu au tube digestif. • Il a plusieurs parties : o Tête du pancréas qui est bien logée à l’intérieur du cadre duodénal o Corps o Queue • Le pancréas est en partie masqué par l’estomac. • Le pancréas est situé en arrière de l’estomac (si on parle de rapport de la face postérieure de l’estomac il faut citer le pancréas).
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Foie
Foie • Il participe au métabolisme. • Il se développe surtout dans l’hypochondre droit dans la région thoraco-abdominal droite. • Le lobe gauche (petit) du foie dépasse la ligne médiane, et vient masquer un petit peu la partie haute de l’estomac au niveau de la petite courbure de l’estomac. • Il va provoquer par sa présence un positionnement un plus bas de l’angle colique du côté droit par rapport à l’angle colique gauche.
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Rate
Rate • Elle est située en profondeur dans l’hypochondre gauche. • Elle va développer une face qui répondra à l’estomac= face gastrique o Au niveau de cette face on a un hile, c’est le hile de la rate et la queue du pancréas se dirige vers ce hile. • La rate présente aussi une face contre le diaphragme et une face inférieure = base sur laquelle on retrouvera le rapport avec le colon.
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Intestin grêle (Jéjunum et iléum)
Intestin grêle (Jéjunum et iléum) • Comme on a vu plus haut intestin grêle = petit intestin= duodénum (dans la partie haute) + jéjunum (partie basse) + iléum (partie basse) • Le jéjunum fait suite au duodénum. Le jéjunum est formé par des anses horizontales repliées sur elle-même. • L’iléum suit le jéjunum. Il est formé par des anses redressées, verticales repliées sur elle-même. • Après l’intestin grêle on a le gros intestin= colon.
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Gros intestin = Colon
Gros intestin = Colon • Le colon = gros intestin car il a un calibre beaucoup plus large que le petit intestin. • A la partie basse du colon on aura le caecum, c’est la partie la plus déclive et qui est plus basse que la jonction iléo-caecale (jonction entre iléum de l’intestin grêle et le colon). • On a le colon droit qui va se développer pour former un angle qui répond à droite à la face inferieur du foie : angle colique droit et un angle à gauche qui va être en rapport avec la face inférieur de la rate. • Le colon est composé de plusieurs parties : o Une partie ascendante = colon ascendant c’est la partie du colon qui monte. o Une partie transversale qui va barrer en avant une région qui est le cadre duodéno-pancréatique. o Une partie descendante qui suit l’angle colique gauche. La partie descendante devient lisse et elle ne présente plus d’haustrations. o Elle va se terminer par un colon qui forme une boucle sur lui- même = colon sigmoïde (4ème partie du gros colon), avant d’aller donner au niveau du pelvis une ampoule = ampoule rectale qui est le siège de la contention des matières fécales.
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APPAREIL DIGESTIF D’UN EMBRYON A LA 4ème SEMAINE MESURANT 5 MM vue lateral gauche page 1016
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Coupe sagittale de l’embryon
Coupe sagittale de l’embryon • Il présente en avant le canal vitellin qui sert à nourrir l’embryon. • La partie haute correspond à la partie crâniale et la partie basse correspond à la partie caudale.
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Cavité abdominale
Cavité abdominale • Dans l’embryon qui se développe on va voir progressivement l’apparition des régions anatomiques, avec l’origine du tube digestif, à partir de la région qui sera plus tard la région orale puis la région cervicale. • Le tube digestif se développe avec une poche qui se développe dans la partie moyenne qui sera le futur estomac. • Puis vers l’avant on aura une première anse qui correspondra plus tard à l’intestin grêle • Ensuite on a une deuxième anse qui correspondra plus tard au gros intestin. • L’ensemble se termine par l’origine de la partie terminale qu’on appelle le cloaque. • La partie abdominale et thoracique sont séparés par un plan musculaire, qui est cours de constitution qui sera le futur diaphragme. • Au-dessus de ce plan on va retrouver l’ébauche cardiaque • En dessous de ce plan on va retrouver l’ébauche du foie qui va être appendu pour se développer dans la région sous phrénique ( = en dessous du diaphragme) et donner des voies qui vont se jeter dans le tube digestif = voies biliaires.
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Vascularisation
Vascularisation • En arrière vient se développer l’aorte primitive de l’embryon qui forme un axe vasculaire sur la partie postérieur de l’embryon. • Cet axe vasculaire va donner des vaisseaux qui vont se diriger vers les différents viscères qui sont en voie de morphogenèse. • Au futur étage gastrique on va trouver un pédicule vasculaire qui va donner 3 branches artériels. Ce pédicule correspond au tronc cœliaque qui va donner, une branche artériel digestif dans la partie haute de l’abdomen qui donnera des vaisseaux artériels pour : o L’estomac o Le foie o La rate o Cet ensemble se développe dans du parenchyme primitif en arrière que l’on appelle le mésogastre. • Au niveau intestinal on a des artères qui vont aller vers l’intestin, ce sont les futurs vaisseaux mésentériques. o L’artère mésentérique inférieur va donner des branches qui naissent de l’aorte et qui partent vers l’avant (elles partent de l’arrière vers l’avant). o Aller de l’arrière vers l’avant = de l’aorte situé en arrière vers l’intestin qui est en avant de l’aorte. o L’artère mésentérique se développe dans le mésentère • La vascularisation de ces futurs segments du tube digestif est tirée des branches artérielles qui se développent don
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LE DEVELOPPEMENT EMBRYONNAIRE shemas vu cranial page1018
Ce schéma montre un premier stade précoce de l’embryon. Au travers de ces schéma en coupe transversal on vers l’évolution de l’embryon. • En arrière on a le futur tube neural. • En avant de lui on a la chorde qui sera la future colonne vertébrale. • En avant de la région postérieure on a l’aorte primitif. • Sur les côtés on a le cœlome= parenchyme primitif qui est en train de se développer et qui va contenir dans le futur des viscères. • Dans ce parenchyme vient se mettre en place le tube digestif primitif, en avant de l’aorte primitif. • Une cavité va progressivement se développer dans le cœlome =cavité cœlomique. Cette cavité va grossir petit à petit dans le parenchyme primitif. Schéma 2 • Un peu plus tard l’embryon s’est un peu plus développé. • Son diamètre est plus important. • On retrouve les mêmes éléments que précédemment (tube neural, chorde, aorte et tube digestif). • Développement de la cavité cœlomique qui a grossi et qui se recouvre à sa face interne d’une séreuse (en vert sur le schéma), qui va progressivement se développer et recouvrir cette cavité primitive. • Cette séreuse sera le futur péritoine.
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CAVITE INTRA-PERITONEALE shemas page 1020
On met en place la colonne thoracique et lombaire, le sacrum en bas • Mise en place du thorax, le tronc. • Le diaphragme remontant jusqu’en T9. • En avant dans la cavité abdominale on retrouve l’estomac puis mise en place segment tube digestif vers l’avant. Vaisseaux • On a l’aorte thoracique qui devient aorte abdominale après avoir traversé le diaphragme. • L’aorte abdominale se divise en 2 branches terminales : les artères iliaques primitives. • L’aorte est dans la région rétropéritonéale. • Présence de l’artère mésentérique supérieur. • 2 étages pour les vaisseaux mésentériques. • Les artères mésentériques vont embarquer du péritoine (ici viscéral) qui vient envelopper le tube digestif en avant.
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LA CAVITE INTRA-PERITONEALE (suite) Péritoine
LA CAVITE INTRA-PERITONEALE (suite) Péritoine • On a une racine qui permet le rattachement du tube digestif à la paroi postérieure • On a une réflexion du péritoine qui vient se réfléchir autour de l’estomac • Une partie du péritoine vient entourer la paroi c’est le péritoine pariétal. • Donc il y’a une cavité péritonéale dans laquelle les viscères se développent et sont enveloppées par du péritoine viscéral. • L’ensemble de la cavité est tapissé de péritoine pariétal. • Il y a un péritoine pariétal postérieur et un antérieur, ces deux péritoines sont reliés entre eux par un feuillet qui passe en pont au- dessus des viscères qui sont dans le pelvis. • Il se dessine une région en dessous de la cavité péritonéale c’est la région sous-péritonéal. • Le cul de sac inferieur = culs sac recto- vésical ou recto-génital selon qu’on est chez l’homme ou la femme va être entre le sacrum en arrière et les organes génitaux en avant qui est le point le plus déclive de la cavité péritonéale. • En résumé dans la cavité abdominale on a l’espace / cavité intra- péritonéal qui est une cavité virtuelle comme entre les deux feuillets de la plèvre, en bas espace sous péritonéal et en arrière-espace rétropéritonéale.
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LA CAVITE RETRO-PERITONEALE (suite) Muscle
LA CAVITE RETRO-PERITONEALE (suite) Muscle • On met en place une vertèbre lombaire on imagine sur les côtés, des muscles de la partie lombaire par exemple grand muscle le psoas.
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Reins
Reins • Dans les régions para-lombaire, il y a la présence d’un rein de chaque côté. • Les 2 reins ne sont pas à la même hauteur, le rein droit est un peu plus bas. • Le rein est également incliné dans le plan frontal, la face ventrale du rein regarde en avant et en dehors. Le hile du rein est aussi mis en place.
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Gros vaisseaux
Gros vaisseaux • Gros vaisseaux présents sont : • Aorte qui est paramédiane gauche, elle est en avant du rachis en position paramédiane gauche. • La veine cave inferieur qui est sur le flanc droit de l’aorte est en paramédiane droite. • On a aussi des pédicules vasculaires : • Artère rénale est une collatérale de l’aorte, c’est une branche latérale de l’aorte. Les artères rénales vont vers le hile du rein. • Veine rénale rejoint la veine cave. • L’aorte va aussi avoir des branches collatérales qui partent vers l’avant : artères digestives, artère mésentérique supérieur… • Aorte présente aussi des branches collatérales qui vont vers l’arrière pour les régions lombaires, les muscles… • En résumé les collatérales peuvent être sur le côté, en avant ou en arrière pour l’aorte.
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, Péritoine
Péritoine • Le péritoine viscéral est emporté par les vaisseaux. • Le péritoine pariétal postérieur recouvre l’ensemble des éléments de la région rétro péritonéal (=reins, gros vaisseaux). • Ce péritoine pariétal postérieur vient rejoindre le péritoine pariétal antérieur vers l’avant.