Signalisation cellulaire Flashcards
À quoi sert la communication cellulaire?
Permet de modifier le comportement des cellules en réponse à l’environnement.
Permet de répondre et d’intégrer tous les signaux intra- et extra- cellulaires qui régulent la croissance, la division, la différenciation des cellules au sein des tissus.
Vrai ou faux? L’absence de facteurs de croissance mène à la mort par apoptose.
Vrai
Quelles sont les caractéristiques de la communication entre les organismes unicellulaires?
Ils vivent de façon indépendante par rapport aux autres.
Peuvent communiquer pour influencer le comportement des autres individus
Exemples: détection du quorum, permet une régulation de la croissance, de la motilité, production d’antibiotique…
Quelles sont les caractéristiques de la signalisation cellulaire des organismes multicellulaires?
Les caractéristiques fondamentales de la signalisation cellulaire sont conservées au cours de l’évolution.
Mais augmentation de la complexité (plus de 1500 gènes codant pour des récepteurs protéiques)
Le bien être de la cellule est mis de côté au profit de l’organisme entier
Collaboration entre les tissus et les types cellulaires cellule)
Réseaux de système de signalisation qui régulent le fonctionnement des cellules pendant le développement et chez l’adulte.
Quels sont les 4 composantes d’une voie de signalisation simple? Quelles sont leurs caractéristiques?
1- Les molécules signal extracellulaires : elles agissent sur une courte ou une longue distance.
2- Les récepteurs protéiques: principalement localisés à la surface des cellules (mais pas toujours), ils reçoivent les signaux en liant la molécule signal. Une fois activés, ils transmettent le signal a une ou plusieurs voies de signalisation.
3- Les protéines de signalisation intracellulaire : elles traitent l’information et la transmettent aux cibles.
4- Les protéines effectrices: elles entraînent une modification du comportement cellulaire.
Quels sont les 4 grands modes de signalisation intercellulaire?
1- La signalisation contact-dépendant
2- La signalisation paracrine
3- La signalisation endocrine
4- La signalisation synaptique
Quels sont les caractéristiques de la signalisation contact-dépendante? Sur quelle distance peut-elle agir? Donnez des exemples.
- La signalisation contact-dépendant nécessite que les cellules soient en contact direct l’une avec l’autre.
- Dans ce mode de signalisation, la molécule de signal reste fixée à la surface des cellules.
- Peut agir sur de longues distances grâce à des prolongements cellulaires. Peu aussi être communication entre cellules voisines de courte distance.
Exemples de ce type de signalisation:
* La réponse immunitaire
* Développement embryonnaire
Quelles sont les caractéristiques de la signalisation paracrine?
- La signalisation paracrine dépend de médiateurs locaux libérés dans l’espace extracellulaire qui agissent sur les cellules voisines.
- Régulation des cellules dans
l’environnement immédiat.
Quelles sont les caractéristiques de la signalisation autocrine? Dans quel cas cela est-il fréquent?
- Signalisation AUTOCRINE = Cas particulier de la signalisation paracrine. La cellule qui émet la molécule de signal extracellulaire répond à son propre signal.
Situation fréquente dans les cellules cancéreuses qui sécrètent leur propre facteur de croissance.
Quelles sont les caractéristiques de la signalisation synaptique?
Organismes multicellulaires: Ils ont besoin de mécanismes de signalisation sur des longues distances.
- Solution: Développement de types cellulaires spécialisés
- Exemple: Les neurones qui émettent de très longs axones.
- Lorsqu’activé, le neurone envoie un influx nerveux dans l’axone entraînant la libération de neurotransmetteurs au niveau de la synapse. Ces neurotransmetteurs sont reconnus spécifiquement par la cellule cible.
- Mode de signalisation qui permet aux cellules de communiquer sur une très longue distance.
Quelles sont les caractéristiques de la signalisation endocrine?
- Organismes multicellulaires: Ils ont besoin de mécanismes de signalisation sur des longues distances pour coordonner les actions
- Solution: Développement de types cellulaires spécialisés
- Exemple: Les cellules endocriniennes
- Mode de signalisation qui dépend des cellules endocriniennes.
- Les cellules endocriniennes sécrètent des hormones qui sont distribuées dans le corps grâce à la circulation sanguine.
- Les hormones sont reconnues grâce à des récepteurs spécifiques sur les cellules cibles.
Les hormones de la signalisation endocrine sont détectées grâce à quoi?
À la détection dans la circulation sanguine.
Les molécules signal extracellulaires regroupent une très grande variété de molécules. Quelles sont-elles?
Ce sont les protéines, peptides, acides aminés, nucléotides, stéroïdes, rétinoïdes, dérivés d’acide gras, gaz dissous.
Quelles sont les caractéristiques des molécules signal extracellulaire? Comment sont-elles libérées? Elles agissent à quelle concentration? Comment caractériser leur affinité?
Sont généralement libérées dans l’espace extracellulaire par la cellule émettrice via exocytose, diffusion au travers de la membrane plasmique ou clivage protéolytique mais certaines demeurent attachées à la cellule.
Elles agissent généralement à une faible concentration.
Elles ont une très grande affinité pour leur récepteur (et vice versa) afin d’assurer la spécificité du signal.
Comment caractériser les molécules signal qui se fixent à un récepteur de surface?
La plupart des molécules signal sont hydrophiles (solubles dans le sang) donc incapables de traverser la membrane plasmique. Elles se fixent donc à un récepteur de surface.
Quelles sont les caractéristiques des molécules signal qui ne se fixent pas à un récepteur de surface?
Certaines petites molécules signal sont hydrophobes et capable de traverser la membrane plasmique. Elles se fixent à un récepteur à l’intérieur de la cellule (cytosol ou noyau). Elles sont transportées grâce à leur liaison à des protéines de transport.
Comment les molécules signal peuvent-elles agir? Par quoi peut être influencée la réponse d’une cellule à un signal?
Les molécules signal peuvent stimuler ou inhiber certains comportements cellulaires.
Les molécules signal peuvent agir en combinaison.
La réponse d’une cellule à un signal peut être influencée par la présence de d’autres signaux.
Une cellule exprime un seul récepteur ou plusieurs? Lors d’un signal, qu’est-ce que la cellule fait?
Chaque cellule exprime un répertoire de récepteur spécifique.
Une cellule intègre toute l’information et adopte un comportement spécifique. Par exemple: se diviser, se différencier…
Vrai ou faux? La variété des molécules signal et leur combinaison permet de contrôler le comportement cellulaire de façon très précise.
Vrai.
Vrai ou faux? Si une cellule ne reçoit pas de signaux de survie, elle peut quand même survivre.
Faux.
Est-ce qu’une molécule signal entraîne seulement un même signal toujours? Donnez un exemple.
Une mère molécule signal peut entraîner différentes réponses selon la cellule cible.
Exemple de l’acétylcholine
- Molécules de signalisation intracellulaire et molécules effectrices différentes
- Récepteurs différents exprimés à la surface des cellules
Vrai ou faux? La réponse dépend de la nature de la molécule signal.
Faux. C’est le récepteur qui contient le plus d’informations concernant la réponse.
Quelles sont les 3 classes principales de récepteurs de surface?
1- Les récepteurs couplés aux canaux ioniques
2- Les récepteurs couplés aux protéines G
3- Les récepteurs couplés aux enzymes
Ce sont les 3 principales, il y a des récepteurs de surface qui n’entrent pas dans cette catégorie.
Quelles sont les caractéristiques des récepteurs couplés à des canaux ioniques? Dans quel type de communication ce type de récepteur est-il impliqué? Quelles sont les molécules signal et quel est leur effet?
Ce type de récepteur est impliqué dans la communication entre cellules électriquement excitables (cellules nerveuses et musculaires).
Les molécules signal extracellulaires sont des neurotransmetteurs.
Les neurotransmetteurs ouvrent ou ferment les canaux.
Quelles sont les caractéristiques des récepteurs couplés au protéines G? Ils régulent quel type d’activité? Quelles sont les cibles?
Les récepteurs couplés aux protéines G régulent via la protéine G l’activité d’une protéine liée à la membrane plasmique.
La protéine cible peut être une enzyme ou un canal ionique.
Qu’est-ce que la protéine G? Quelle est sa structure? Elle est l’intermédiaire de quoi?
La protéine G = protéine trimérique liant le GTP
La protéine G est l’intermédiaire entre le récepteur activé et la protéine cible.
Les récepteurs couplés aux enzymes agissent comment? Comment la molécule signal se lie et où se situe l’activité enzymatique? Combien de passages transmembranaire y a-t-il?
Le récepteur couplé aux enzymes agit comme une enzyme ou il est associé à une enzyme.
La molécule signal se lie au domaine extracellulaire.
L’activité enzymatique est intracellulaire.
Généralement un seul passage transmembranaire.
Qu’est-ce que les molécules signal favorisent lorsqu’elles se lient à des récepteurs couplés aux enzymes?
Les molécules signal favorisent souvent la dimérisation des récepteurs couplés aux enzymes permettant leur activation.
Les récepteurs relaient les signaux via les molécules de signalisation intracellulaire. Quelles sont ces molécules de signalisation intracellulaire?
Parmi les molécules de signalisation:
1- Les seconds messagers: agents chimiques tels que Ca2+, AMP cyclique ou diacylglycérol
2- Les protéines de signalisation : plusieurs agissent à titre de commutateurs moléculaires et alternent entre un état inactif à un état actif.
Donnez les caractéristiques des commutateurs moléculaires qui sont des protéines activées ou inactivées par la phosphorylation. Donnez les exemples concrets. Combien y a-t-il de ces protéines dans le génome humain?
Protéine kinase : ajoute de façon covalente un ou plusieurs groupement phosphate (peut activer ou inactiver une protéine)
* Sérine/thréonine kinase
* Tyrosine kinase
Protéine phosphatase : élimine les groupements phosphate.
Dans le génome humain : ~520 protéines kinases et ~150 protéines phosphatases
Donnez les caractéristiques des commutateurs moléculaires qui sont des protéines qui fixent le GTP. Quel type d’activité ces commutateurs possèdent-ils?
Ce sont des protéines qui alternent entre un état actif lorsquemliées au GTP et un état inactif lorsque liées au GDP. Elles possèdent une activité GTPase intrinsèque.
Quels sont les deux types de protéines liant le GTP?
Les protéines trimériques fixant le GTP (protéine G)
Les petites GTPases monomériques (protéines monomériques fixant le GTP)
Quels sont les deux types de régulateurs qui régulent les protéines liant le GTP? Quels sont leurs effets?
- Les protéines activant les GTPases (GAP): régulateur négatif. Elles augmentent la vitesse de l’activité GTPase intrinsèque des protéines liant le GTP. En favorisant l’hydrolyse du GTP, ces
protéines régulent négativement les protéines liant le GTP. Il y a accélération de l’hydrolyse du GTP. - Les facteurs d’échange des nucléotides guanine (GEF): régulateur positif. Ces protéines régulent positivement les protéines liant le GTP en favorisant la libération du GDP (forme inactive), ce qui permet au GTP de se lier.
Comment des signaux inhibiteurs peuvent avoir l’effet d’un signal positif?
Les voies de signalisation contiennent des étapes d’activation et des étapes d’inhibition.
Deux étapes inhibitrices peuvent avoir le même effet qu’une étape d’activation.
Les voies de signalisation sont représentées par une série d’activation (flèche traditionnelle) ou d’inhibition (trait perpendiculaire). Voir diapo 28.
Quelle est la différence entre la représentation schématique et la réalité des voies de signalisation?
De façon schématique : on illustre souvent les voies de signalisation par une molécule qui interagit seulement avec sa cible en aval.
En réalité : une même cellule reçoit une multitude de signaux au même moment. Une même cellule exprime une multitude de récepteurs et de molécules de signalisation. Les molécules de signalisation peuvent interagir avec plusieurs partenaires.
Comment avoir de la précision dans les réponses à un signal et comment éviter les croisements indésirables entre les voies de signalisation afin d’augmenter la spécificité?
1- Haute affinité pour le récepteur et la molécule signal et haute affinité entre les molécules de signalisation via la reconnaissance de motifs spécifiques (exemple: motif SH2 et motif SH3).
2- Besoin d’un niveau seuil pour être activé (exemple: Effet biologique lorsque 50% de la totalité des molécules d’une certaine kinase sont activées).
3- La formation de complexes de signalisation.
Quels sont les trois types de complexes de signalisation intracellulaire?
1- Préformés sur l’échafaudage
2- Assemblés sur un récepteur activé
3- Assemblés sur des sites d’arrimage de phosphoinositides
Quelles sont les caractéristiques d’un complexe préformé sur l’échafaudage? Comment est-il assemblé? Quelle est sa fonction? Il permet d’éviter quoi? Comment se fait l’activation des composantes de la voie de signalisation en sa présence?
Il peut être préassemblé (avant l’activation) sur le récepteur avant la liaison du signal grâce à une protéine d’échafaudage.
Il maintient les composantes d’un complexe de signalisation à proximité les unes des autres ce qui permet d’obtenir une très forte concentration locale.
L’activation du récepteur par le signal permet l’activation rapide et séquentielle des composantes de la voie de signalisation
Il permet d’éviter les réactions croisées.
Activation efficace et sélective.
Quelles sont les caractéristiques d’un complexe assemblé sur un récepteur activé?
Le complexe se forme transitoirement et il se
dissocie quand le signal disparaît.
Souvent, la phosphorylation du récepteur crée des sites d’arrimage pour les protéines de signalisation intracellulaire.
Le récepteur s’auto-phosphoryle pour créer des sites d’arrimage.
Quelles sont les caractéristiques d’un complexe assemblé sur des sites d’arrimage de phophoinositides?
L’activation du récepteur par la molécule signal entraîne l’hyperphosphorylation de phosphoinositides présents dans la membrane ce qui crée des sites d’arrimage pour les protéines de signalisation intracellulaire.
L’assemblage des complexes de signalisation dépend de domaines d’interaction modulaires. Qu’est-ce qu’il permettent?
Ils permettent le rapprochement des protéines de signalisation, parfois suffisant pour relayer l’information en aval dans la voie (pour activer la voie de signalisation).
Ils sont très conservés chez les protéines de signalisation.
Ils lient un motif particulier d’une autre protéine ou d’un lipide.
Motif : une séquence d’acides aminés, une modification post-traductionnelle telle que la phosphorylation ou l’ubiquitination.
Quels sont les types de domaines de liaison modulaires les plus connus?
- Les domaines d’homologie Src 2 (SH2): Domaines qui se fixent aux tyrosines phosphorylées
- Les domaines de fixation aux phosphotyrosines (PTB, pour phosphotyrosines-binding domaine): Domaines qui se fixent aux tyrosines phosphorylées
- Les domaines d’homologie Src 3 (SH3): Domaines qui se fixent à une courte séquence d’acides aminés riches en proline.
- Les domaines d’homologie à la pleckstrine (PH): Domaines qui se fixent à des phosphoinositides spécifiques dans la membrane plasmique.
