Constantinecu

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Contrôle des gradients Proton : Membrane plasmique

- Antiport de Na/H+ : fait rentrer du sodium et sortir un proton - Cas particulier des cellules de l'estomac : Antiport H+/K+ qui nécessite un apport énergétique car transport inverse au gradient (ATPase) - Symport de Cl- et K+ : Transport couplé au pôle apical assure qu'à chaque sortie de H+ = sortie Cl- → HCl dans la lumière de l'estomac

Mécanismes de régulation opposée par le pH

- Antiport sodium-protons : stimulé à pH acide (beaucoup de protons peuvent se lier à la protéine) et les protons vont sortir et le sodium va rentrer. - Echangeur d'anions chlorure-bicarbonate : peut transporter ions chlorure et bicarbonate dans 2 sens, en fonction du pH du milieu : - À pH acide, le Cl− va sortir et HCO3− va rentrer - À pH alcalin, le Cl− va rentrer et le HCO3− va sortir L'effet combine de ces antiport va faire en sorte que les cellules gardent un pH constant et optimal. Si le pH est trop bas, on va expulser de protons de la cellule. S'il est trop élevé, on va expulser le HCO3− de la cellule et déplacer vers la droite la réaction catalysée par l'anhydrase carbonique : H2O + CO2 ↔ HCO3− + H+

Concept le plus important transporteur

- Chaque type de membrane a des transporteurs spécifiques - Si on change cette spécificité on altère l'homéostasie - Ces transporteurs sont couplés à d'autres - Avoir le set complet par chaque cellule est essentiel à l'équilibre de la cellule

Structure de p53

- DNA binding domain - Séquence de localisation nucléaire (+++) - Domaine de tétramérisation : quand p53 est stabilisé, alors il s'associe avec 3 autres protéines et forme un tétramère qui agit sur la molécule d'ADN - Domaines régulateurs - Transactivating domains qui peuvent être modifiés ou qui peuvent s'associer à d'autres protéines ce qui change la capacité du DBD à lier l'ADN.

Types de cellule intestin

- Entérocytes : spécialisés dans l'absorption des nutriments - Goblet cells qui produisent du mucus - Cellules de Paneth qui synthétisent peptides antibactériens et antiparasitaires (= défensines qui agissent directement sur les bactéries avant la montée d'une réponse immunitaire complète) Les cellules souches au fond : capables de donner naissance à ces 3 types cellulaires dans le bon rapport.

Proteine implique dans synthèse d'AT

- Export des protons vers l'IMS pour accumuler le gradient - Échangeur d'hydroxyde et de phosphate - Antiport d'ADP et d'ATP, possible grâce à l'énergie contenue dans le gradient de protons - F0-F1 ATP-synthase : enzyme qui catalyse la synthèse d'ATP

ATPase Classe F

- F0-F1 dans la membrane interne mitochondrie, synthétise l'ATP

Diffusion libre à travers la membrane

- Gaz : CO2 et O2 pour la respiration cellulaire, NO pour la relaxation des artérioles, mais aussi des gaz toxiques comme le CO, qui intoxique l'hémoglobine et le NH3 qui cause un coma de cirrhose. - L'eau et l'urée (utile à la détoxification du NH3) peuvent diffuser (osmose) à travers la membrane car sont des toutes petites molécules hydrophiles mais le font difficilement. - Les hormones stéroïdes et beaucoup de médicaments sont hydrophobes et donc parviennent facilement à traverser la membrane → DIFFUSION PASSIVE

Chaque minute un pore nucléaire ?

- Importe : 60 000 protéines (1000/sec) - Exporte : 50-250 ARNm, 10-20 sous-unités ribosomiques et environ 1000 ARNt. Molécules > 40-60kDa : ne passent pas et ne peuvent donc pas librement pénétrer dans le noyau.

ATPase Classe V

- Les pompes vacuolaires de protons (vacuole = ancien noms des lysosomes) qui acidifient la pH interne des lysosomes et des endosomes ou des ostéoclastes (cellules qui détruisent l'os en sécrètant des enzymes qui fonctionnent à un pH acide. C'est comme un lysosome extra-cellulaire qui détruit la matrice extra-cellulaire)

2 lignées de différenciation : hematopiesie

- Lymphoïde : ganglions, lymphocytes et Natural killer - Myéloïde : globules rouges, monocytes, 3 types des granulocytes, mégacaryocytes et plaquettes...

ATPase Classe P

- Na+/K+ ATPase : la plus connue, dans la membrane plasmique (d'où le P) - H+/K+ ATPase dans le pôle apical des cellules de l'estomac qui permet l'acidification de la lumière stomacale - La pompe de Ca++ de la membrane plasmique et celle du RE (réticulum sarcoplasmique chez les cellules musculaires)

Controle gradient d'ion RE

- Pompe à calcium : flux entrant dans la lumière contre le gradient (concentration RE = concentration extracell). → stocké dans le RE par protéine, la calréticuline (avant calséquestrine) : domaine lie avec haute affinité Ca.

Contrôle des gradients Calcium : Membrane plasmique

- Pompe de Ca++ : fait sortir le calcium dans le sens inverse du gradient (10 000x plus de Ca à l'extérieur de la cellule qu'à l'intérieur) - Antiport de Na+/Ca+ : fait rentrer du sodium et sortir le calcium. Ce sodium qui rentre dans la cellule va ressortir par la pompe Na+/K+. ➔ On a deux mécanismes dans la membrane plasmique qui empêchent le calcium de rester dans le cytosol (sans oublier la pompe dans le RE)

Controle gradient d'ion : Endosomes et lysosomes (ou grains de sécrétion contenant l'adrénaline dans la glande surrénale, l'histamine chez les mastocytes...)

- Pompes à protons (utilisation d'ATP) couplés à - canaux chlorure ➔ acidifier la lumière l'intérieur de la vésicule (pH → 5).

Les 2 caractéristiques principales des cellules souches hématopoïétique

- Pouvoir donner naissance à tout type de cellule mature sanguine sinon aplasie - Être capable de se régénérer sinon plus de moelle après quelques mois

Erreur replication ADN -> Mutation

- Suite à une lésion de l'ADN par radiation ou substance chimique, il y aura parfois une mauvaise réparation, qui sera lue et amplifiée par l'ADN polymérase lors de la réplication. - Erreurs pendant la réplication : erreur de l'enzyme ADN polymérase qui n'ajoute pas la base complémentaire, ajoute plus de base que prévu, aligna dans le mauvais sens les brins de chromatine. - Si on a des mutations qui induit un signal de transcription d'un gène (Ras, EGFR, ...) en même temps que ce dernier se fait répliquer, alors on risque de confondre l'ADN polymérase avec l'appareillage de transcription et elle fera des erreurs.

Autres rôles de la mitochondrie

- Synthèse de l'hème - Détoxification de l'ammoniac - Senseur de radicaux libres - Régulation de l'apoptose

Transport glucose : 2 mécanismes ≠

- Uniporteur Glut qui transporte le glucose dans le sens du gradient - Symporteur SGLT : Na+ / Glucose : entrée du Na+ selon son gradient qui permet l'entrée de glucose contre son gradient.

Membrane plasmique : différents types de transporteurs qui agissent ensemble

- pompe Na+/K+ ATP-ase qui maintient un gradient de sodium et potassium entre le cytoplasme et le milieu extracellulaire en utilisant de l'ATP. - une sortie de K+ par un canal ionique ce qui permet de créer une différence de potentiel électrique à la surface de la membrane plasmique. - une entrée de Na+ dans le sens de son gradient permet l'entrée de lysine dans la cellule, un acide aminé indispensable par un symporteur. → Besoin de ces 3 types de transports pour assurer un gradient de charges à la surface de la cellule. Si un des trois est annulé, on aura un déséquilibre. Le maintien de ce gradient est fondamental au bon fonctionnement des neurones et des cellules musculaires.

Nb voie d'adressage versla membrane externe mitochondrie

1 voie

Exportation nucléaire indépendante de Ran

1. Dans le noyau : une fois que transcription ARNm terminée, celui-ci reste associé à des protéines hnRNP spécifiques dans un complexe mRNP (ribonucléoprotéines). 2. L'exportateur de mRNP = complexe hétérodimérique de NXF1 (facteur) et NXT1 (transporteur) reconnaît mRNP et s'y lie (plusieurs par ARNm) par interactions coopératives. 3. NXF1/NXT1 dirige complexe vers le canal central du pore en interagissant transitoirement avec les nucléoporines FG. 4. Une ARN hélicase (Dbp5) ouvre le canal et permet la sortie du complexe mais va aussi détacher NXF1/NXT1 de l'ARNm, via l'hydrolyse d'ATP. 5. NXF1 et NXT1 retourne dans le noyau avec une importine.

Au nv globules rouges tissus

1. Hémoglobine cède l'O2 au tissu 2. Un H+ va pouvoir revenir se lier à l'hémoglobine (et stabiliser la forme T, voir Effet Bohr de Rider) 3. pH du globule rouge augmente ce qui va favoriser la sortie du bicarbonate hors de la cellule et l'entrée de chlorure par l'échangeur d'anions 4. Pour rétablir l'équilibre, on va devoir faire rentrer du CO2 dans la cellule pour qu'il réagisse avec l'eau et puisse combler cette perte en HCO3− (réaction favorisée vers la droite) ➔ On capte CO2 au niveau des tissus = détoxifier

Voie intrinsèque de l'apoptose

1. Les complexes BAX/BAC dans la membrane externe de la mitochondrie vont permettre la sortie de cytochrome C qui se trouve dans l'espace intermembranaire 2. Le cytochrome C va se lier à un complexe protéique Apaf 1 qui va activer la Caspase 9 3. Caspase 9 active d'autres caspases effectrices qui digèrent le contenu protéique de la cellule pour aboutir finalement à la mort cellulaire. Cette dégradation de protéine active des enzymes qui vont couper l'ADN Normalement : Blc2 bloque ce complexe Bax-Bac et prévient la sortie de cytochrome C Lorsque Bcl-2 est inhibé par une des protéines régulatrices de sa famille (classe 3) suite à une stimulation intra-cellulaire, alors l'apoptose pourra avoir lieu

Voie de Hedgehog

1. Liaison Hedgehog / récepteur, Ptc (patched) : induit un signal de translocation de Smo à la surface 2. Liaison Hedgehog/ Smo → activation de kinases qui vont phosphoryle le complexe qui bloque cubitus interruptus : pas de phosphorylation Ci → plus de clivage de Ci75 3. Ci rentre dans le noyau, déplace le répresseur Ci75 → activation de la transcription des gènes cibles.

La voie de signalisation TGF-β/Smad : Mecanisme

1. Liaison TGF-β/RIII et TGF-β/RII 2. Mise en contacte TGF-β/RIII/RII/RI : RII phosphoryle RI 3. RI phosphoryle protéines substrat dont protéine Smad. Recrutées que par RI (reconnaîssent leur Ser-Thr). 4. Activation Smad → s'ouvre + interaction avec d'autres protéines tq Smad4 = formation dimères + expose SLN reconnu importine 5. Dans le noyau : dimères de Smad reconnaissent séquences consensus des promoteurs des gènes cibles. = importants dans régulation de la prolifération et la différenciation des cellules épithéliales.

Protéine comportant la Matrix targeting sequence

1. Maintenue dans une conformation linéaire (protéine dépliée) par protéines chaperonnes à activité enzymatique ATPase (Hsc70) → passe plus facilement par les canaux situés dans la membrane externe et interne. 2. Reconnue par récepteur d'importation sur la membrane externe Tom 20/22 (transporter outer membrane). 3. Tom20 change de conformation et interagit avec un canal (Tom40) qui va s'ouvrir et permettre le passage de la séquence polypeptidique à travers la membrane externe. 4. Dans certaines régions de la mitochondrie : la membrane interne et la membrane externe possèdent des contacts (pas fusion) ce qui permet donc des interactions entre Tom et Tim, canal de la membrane interne. ➔ Polypeptide peut donc renter facilement dans la membrane en traversant en même temps les canaux membranaires. Garder la protéine en conformation dépliée pendant le transport : Hsc70 matricielle va prendre le relais de la Hsc70 cytosolique pendant l'arrivée progressive de la protéine dans la matrice (utilisation d'ATP). Dans la matrice : séquence d'adressage clivée, la Hsc70 matricielle se détache de la séquence dépliée et le folding peut avoir lieu. Le folding de protéines destinées à la matrice ne peut se faire que dans la matrice sinon elle ne peut pas rentrer dedans. Gradient de protons entre l'espace intermembranaire et la matrice permet translocation

Au nv globules rouges poumons

1. Quand l'O2 se lie à l'hémoglobine, il y a libération d'un proton venant de Hb. 2. pH du globule rouge va diminuer et ce proton va donc sortir de la cellule par l'antiport Na+/H+ 3. En même temps, un Cl- va sortir et un HCO3− va rentrer par l'échangeur d'anions 4. Les protons encore présents dans le cytosol vont s'associer au bicarbonate pour former de l'acide carbonique (réaction favorisée vers la gauche) 5. Ce dernier va ensuite se dissocier en eau et dioxyde de carbone qui pourra sortir de la cellule (les gaz diffusent facilement à travers la membrane) ➔ On acquiert l'O2 et on libère le CO2

Anomalie Alzheimer

plaques amyloïdes + dégénérescence neurofibrilles de Tau dans le cerveau

Mecanisme adressage peroxysome

1. Séquence reconnue par récepteur cytosolique (Pex5) → change de conformation 2. Pex5 se lie à un récepteur membranaire du peroxysome (Pex14). → Ce canal va s'ouvrir et permettre l'entrée de la protéine dans la matrice peroxysomale. Remarque : protéine est déjà foldée lors de son entrée + séquence d'adressage pas clivée. 3. Protéine délivrée à l'intérieur du peroxysome 4. Récepteur Pex5 aussi rentré dans la matrice doit ressortir par un autre canal (Pex10/12/2) pour pouvoir de nouveau effectuer une importation depuis le cytosol.

Mécanisme d'exportation nucleaire

1. Signal d'exportation nucléaire (SEN) : hydrophobe car riche en leucines, reconnu par l'exportine. 2. Formation complexe entre le cargo, l'exportine et Ran-GTP (interaction coopérative) : diffuse par pore nucléaire par interactions transitoires avec les nucléoporines FG. 3. Protéine GAP associées à filaments cytoplasmiques du pore stimule hydrolyse GTP de Ran ➔ libération du cargo dans le cytosol. 4. Exportine et Ran-GDP retourne dans nucléoplasme : Ran-GEF stimule fixation de GTP à Ran.

La voie de signalisation de NF-κB et l'inflammation

1. Toll détecte macromolécule étrangère = activé 2. Toll rentre en contact avec complexe intracellulaire de kinases → phosphoryle sérines/thréonines d'I-κB. 3. I-κB phosphorylé recrute E3 ligase (même que SOCS) → poly ubiquitination (sur lysine48) et donc destruction par le protéasome 4. NF-κB expose son SLN : transport dans noyau. 5. Dans le noyau : Agit sur la transcription de nbx gènes impliqués dans l'inflammation ainsi que la transcription (en grande quantité) du gène codant pour I-κB qui bloque de manière constitutive cette voie de signalisation en revenant dans le cytosol → effet transitoire NF-κB /!\ Si cette voie dysfonctionne : cancers + maladies auto-immunes (notre système immunitaire confond nos cellules pour des cellules infectées et les détruits, comme par exemple les cellules beta pancréatiques → diabète)

Mecanisme entree proteine mitochondriale dans la membrane externe

1. Tonneau beta interagissent avec Tom40 2. Tonneau beta transférées dans un complexe SAM (sorting and assembly machinery) 3. Stablement incorporé dans la membrane externe (on ne sait pas quel rôle jour SAM)

La voie de Wnt et la β-caténine

1. Wnt arrive en surface de la cellule et interagit avec 2 récepteurs : Frizzeld (plusieurs domaines transmembranaires) et LRP (lipoprotein related protein, protéine transmembranaire de type I). 2. 2 récepteurs recrutent : kinase Dishevelled → phosphoryle LRP 3. LRP phosphorylé recrute l'Axin dont l'affinité est supérieure pour le LRP phosphorylé que pour composants du complexe (de blocage) de la β-caténine. 4. β-caténine libérée se dirige dans le noyau → interagit avec promoteurs des gènes impliqués dans le renouvellement des cellules souches tissulaires (intestin, hématopoïèse...). Dans le noyau : β-caténine en compétition avec Gro, un répresseur de ces gènes cibles présent à l'état basal. La β-caténine ayant une affinité supérieure que celle de Gro pour les séquences consensus du promoteur, Gro est déplacé, la β-caténine s'attache et la transcription des gènes peut commencer.

Particularité voie Hedgehog

Besoin de translocation d'un récepteur vers la membrane. On observe aussi ce phénomène avec l'insuline et GLUT4 mais les voies sont différentes (pas de tyrosine kinase dans ce cas-ci).

Translocation Glut4

1. glycémie dépasse un seuil, le Glut 2 activé → libération de l'insuline dans le sang. 2. L'insuline se lier à un récepteur tyrosine kinase, qui va recruter IRS 1/2 et qui va ê phosphorylé sur tyrosine 3. Recrutement de protéines kinases comme PKC qui vont phosphoryler AS160 qui devient inactive, d'habitude c'est elle qui retient Glut4 dans la cellule par l'intermédiaire de Rabs (c'est Rabs qui va ê activé et va faire le transporteur) → Glut 4 transloqué à la membrane

Maturation du cerveau qui a un nombre énorme de cellules

10^12 cellules dont 50% meurent autour de la naissance. Pendant la vie on n'observe qu'une perte de 5% des neurones à moins que le patient souffre de la maladie d'Alzheimer (cellules éclatent suite à la précipitation des protéines Tau phosphorylées)

Structure des transporteurs GLUT

12 domaines transmembranaires, présent de la boucle (7e domaine) le domaine de fixa° du glucose, et des domaines dileucine dans la portion cytosolique (signal internalisa°) : qd le Glut4 est à la surface il est reconnu et internalisé.

Nb voie d'adressage vers l'espace intermembranaire mitochondrie

2 voies

Controle gradient d'ion : Mitochondrie

2e réservoir de calcium. - Des canaux calciques dans membrane interne et externe de la mitochondrie associés à une protéine qui lie le calcium. - Chaîne de transport des électrons qui crée un gradient de protons au niveau de la membrane interne - Pompe F0-F1 ATPase fonctionnant grâce à l'énergie de ce gradient. Cette enzyme fonctionnait à la base comme une phosphatase mais a été domestiquée et son mécanisme a été inversé grâce à un changement de pH.

Nb voie d'adressage vers la membrane interne mitochondrie

3 voies d'adressage

Inhibition translocation Glut4 : dans des condition de lipotoxicité

Dysfonctionnement mitochondrial qui fait que les graisses sont moins oxydées, régime riche en lipides : 1. c° en DAG aug → activer la PKC 2. PKC phosphoryle IRS sur une SERINE qui bloque la phosphorylation sur tyrosine = inactive IRS 3. AS160 inhibe tjrs Rabs et donc pas de translocation et pas de fusion des vésicules à la membrane

Capacite de formation du sang utilise

5-10% de notre capacité de formation du sang mais nous avons les moyens de remplacer une grosse perte de sang (suite à hémorragie...)

Periode renouvellement enterocyte

7-14j Equilibre parfait entre les cellules perdues par desquamation au sommet des villosités et la duplication des cellules progénitrices.

Origine plaque amyloïde

APP (amyloid precurser protein) est soumis à la même action enzymatique que la protéine Notch 1. Coupée par un analogue de ADAM10 la β-sécrétase : clive partie extracellulaire. 2. γ-sécrétase (même que pour Notch) : clive partie intracellulaire 3. Libération petit fragment transmembranaire non soluble dans la matrice extracellulaire → formation de polymères de ce peptide → plaque Chez des jeunes individus : génération de peptide Aβ mais on est capable de le maintenir soluble dans le milieu extracellulaire (on va pouvoir en détecter dans le LCR). C'est quand on perd cette capacité que des plaques vont se former et vont avoir un effet pathologique (on ne détecte plus rien dans le LCR)

ARN Polymérase II

ARN messagers + MicroARN + snARN + siARN

ARN polymerase III

ARN t

Activation synaptique : Au niveau du muscle

Acétylcholine se lie à un récepteur qui est un canal sodium. → Entrée de Na+ dans le sarcoplasme = dépolarisation se propage → Libération de Ca++ contenu dans réticulum sarcoplasmique ➔ Contraction

Structure pore nucleaire

Anneau de structure octogonale de diamètre de 30 à 100nm qui traverse les 2 membranes du noyau. 7 nucléoporines structurelles = complexe Y 16 complexes Y = squelette du pore nucléaire qui traverse les la double membrane du noyau Les complexes Y ont un motif structurel (aa qui se répètent) semblable aux protéines COPII de manteau (les deux déforment une membrane) FG : bordent le canal. - une partie hydrophile globulaire -un « nuage » hydrophobe (répétition de G et F) : à l'intérieur du panier = bouchon en gel semi fluide. → Si molécules petites : peuvent diffuser à travers protéines FG

Evolution cancer a partir de polype

Après quelques mois, on va acquérir des mutations dans la protéine Ras, ce qui va favoriser la prolifération de la cellule mutée. Ensuite, ce sera p53 qui sera muté (d'abord un puis deux allèles). Les cellules vont devenir carcinogènes et vont sécréter des enzymes qui vont dégrader les parois de la muqueuse et des vaisseaux sanguins. Elles pourront donc entrer dans la circulation et créer de nouveaux foyers tumoraux (métastase). Les cellules vont devoir s'adapter à ces nouveaux tissus envahis et cette accumulation de mutations les rendent encore plus résistantes. Ces patients peuvent passer par une chirurgie où l'on leur enlève tous leurs polypes mais ils vont quand même décéder à cause de la métastase dans le foie. Et même si on fait une transplantation de foie, la tumeur va réapparaître car le patient a de nombreuses cellules quiescentes (dormantes) dans la circulation qui provoquent des tumeurs dès leur réveil. Ces cellules tumorales quiescentes sont normalement reconnues par les cellules immunitaires mais suite à une greffe, on reçoit des immunosuppresseurs ce qui empêche cette défense naturelle. => La différence entre une tumeur bénigne et une tumeur maligne est l'acquisition progressive de mutations qui aboutit à une mutation dans p53.

Transfection d'ovocyte avec le gènes d'aquaporine

Après qlq tps, les ovocytes gonflent par entrée d'eau → surexpression du canal : trop de d'eau qui rentre : hypotonicité

Aplasie

Arrêt de production de cellules sanguines par hématopoïèse, les patients présentant cette pathologie doivent se faire transfusion tous les jours

Apoptose

Cellule engendre sa propre dégradation sans affecter la fonction des cellules autour => suicide propre et bien organisé. Si les produits de dégradation sont déversés dans la circulation, ils engendrent une réponse immunitaire (toxiques) Dégradation de l'ADN, du noyau et des protéines afin qu'elle puisse se rétracter (volume moins important) et exposer des signaux pour les macrophages (cellules monocytaires sanguines) qui vont les phagocyter et les dégrader dans les lysosomes. Le macrophage parvient à phagocyter cette cellule car elle a préalablement digéré elle-même la plupart de ses composants. - Condensation de la chromatine à la périphérie du noyau - Fragmentation de l'ADN au niveau des nucléosome. Si on fait une électrophorèse on voit des morceaux d'ADN de toutes les tailles - Destruction des protéines cellulaires - Cellule se rétracte en un petit sac qui contient TOUS les produits de dégradation qui ne sortiront jamais dans la circulation - Phagocytose par le macrophage et digestion lysosomiale

Phase G0

Cellules quiescentes, en hibernation (comme les cellules souches tissulaires qui servent de réserve). Dans cet état, les cellules sont plus résistantes aux thérapies. Certains cancers peuvent entrer en cette phase suite à un traitement pour lui résister et ensuite se réveiller. (On ne peut tuer que les cellules en cycle avec un traitement anticancéreux).

Territoire chromosomique

Chaque chromosome occupe son propre sous-volume (qd la chromatine est décondensée) dans le noyau d'une cellule en interphase. A chaque génération d'un type cellulaire : chromosomes occupent tjr même territoire dans noyau et en interaction avec autres chromosomes. Des régions spécifiques peuvent changer de position de l'intérieur du TC à la périphérie du TC à mesure que les gènes de ces régions deviennent actifs au cours du développement. Préférence : interactions intrachromosomiques par rapport aux interchromosomiques. /!\ Parfois défauts : coupures, soudures, fissures et translocations. Arrivent tjr dans des territoires proches. Régions riches en gènes tendance à se localiser en périphérie des TC ➔ facilite l'accès aux mécanismes de transcription et partage mécanismes entre des gènes actifs sur différents chromosomes (= fédéralisation des moyens).

Unité fondamentale de l'organisation du génome d'ordre supérieur

Chromosome

Cubitus interruptus (Ci) : A l'etat basal

Ci ne peut pas rentrer dans le noyau car bloqué par des phosphorylations et parce qu'elle est attachée aux microtubules. Suite à cette phosphorylation de Ci, un fragment N- terminale est clivé (Ci75). Ce dernier va rentrer dans le noyau, s'attacher au promoteur et réprimer l'expression des gènes cibles.

Division peroxysome

Comme les mitochondries maison peut former des peroxysomes à partir du réticulum endoplasmique + une cellule ne meurt pas si on lui enlève tous ses péroxysomes.

NF-κB

Complexe cytosolique comprenant 2 protéines (p65 et p50) qui normalement sont trop grandes pour rentrer ensemble dans le noyau et dont le SLN est masqué par une sous-unité inhibitrice, I-κB.

Ribosomes mitochondriaux

Compositions ≠ des ribosomes cellulaires et bactéries (ARNr et protéines différentes). Mais ressemblances : certains antibiotiques ont une toxicité sur ribosomes bactéries et sur ribosomes mitochondries. On joue sur les quelques différences entre les ribosomes bactériens et mitochondriaux pour ne pas avoir d'effets secondaires comme thrombopénie, anémie... sinon besoin de transfusion. Parfois on n'a pas le choix d'utiliser ce genre d'antibiotique et la transfusion est nécessaire pour combler à ce manque d'hématopoïèse dû au manque en mitochondries. Toutes les protéines des ribosomes des mitochondries sont codées par des gènes nucléaires. Ces protéines sont synthétisées par des ribosomes cellulaires, rentrent dans la mitochondrie par des mécanismes d'importation et sont englobées dans les ribosomes.

Transport vésiculaire au niveau des synapses

Courant électrique commande transmission de l'information. La synapse (ou jonction neuromusculaire) : formée du bouton présynaptique + fente synaptique + neurone suivant (ou muscle). Axone du neurone activé suite à la dépolarisation de la membrane, générée par un potentiel d'action. → Entrée Ca dans bouton synaptique par des VOC → Fusion des vésicules avec la membrane plasmique Les vésicules contenant les neuromédiateurs comportent les protéines v-SNARE qui pourront se lier au t-SNARE (target) de la membrane au niveau du bouton synaptique. Cette fusion est rendue possible par l'augmentation de Ca++ dans le cytoplasme par l'activation des VOC → Contenu des vésicules dans la fente synaptique (médiateurs, par exemple l'ACh) → Action du médiateur sur des récepteurs spécifiques du neurone suivant ou du muscle → Transmission de l'information

Remarque taux de calcium

Dans certains tissus, comme le myocarde, on a un certain intérêt à maintenir la concentration intracellulaire en calcium un peu plus élevée afin de faciliter la contraction (voir physio tome III). Pour les patients avec insuffisance cardiaque, on prescrit des inhibiteurs de canaux calciques pour permettre une meilleure contraction.

Ou la signalisation de Hedgehog très importante ?

Dans le cil primaire : son mouvement correct est donné par la voie de signalisation de Gli (équivalent eucaryote de Ci de la drosophile)

Mécanisme Rb

Dans le cycle cellulaire, lors du passage de la phase G1 à la phase S, on a besoin d'un facteur de transcription : E2F. Ce facteur de transcription est normalement lié à la protéine Rb ce qui l'empêche d'induire la transcription de protéines nécessaires à la phase S. Si à la fin de la phase G1 on a passé le point de restriction (que la cellule estime qu'elle a tout ce dont elle a besoin pour avancer dans le cycle cellulaire) alors E2F est séparé de Rb et on peut passer à la phase S. C'est une CDK qui va phosphoryler Rb ce qui la rend incapable d'interagir avec E2F qui sera donc libre d'induire la transcription de gènes cibles.

Ex de Renouvellement physiologique des tissus : mort et synthèse simultanées

Desquamation des épithéliums (intestinal et peau) ainsi que l'hématopoïèse où il faut renouveler les différentes cellules sanguines à intervalles différents selon le type.

Taux ARNm ≠ taux de traduction

Dépend aussi de facteurs comme la présence de miARN qui cible cet ARNm et peut provoquer l'accumulation d'ARNm non-traduit ➔ La transcription d'un gène ne garantit pas sa traduction en protéine

Mecanisme division des peroxysomes matures

Détermine largement le nombre de peroxysomes dans une cellule dépend d'une autre protéine, Pex11. Sa surexpression cause une forte augmentation du nombre de peroxysomes ce qui suggère qu'elle contrôle leur rythme de division.

Division cellule souche hematopoiese

Division de manière asymétrique : l'une est identique à la première (renouvellement des cellules souches) et l'autre va pouvoir commencer à se différencier. C'est le progéniteur multipotent.

Membrane mitochondrie

Double membrane qui peut s'expliquer par l'endocytose de la « bactérie » o La membrane externe ressemble assez bien à la membrane plasmique, elle possède du cholestérol o La membrane interne ne possède pas de cholestérol mais bien de la cardiolipine ou acide bis phosphatidique (parfois des patients peuvent développer des anticorps spécifiques à la cardiolipine ce qui engendre une destruction cellulaire →maladie auto-immune)

Phase S

Duplication de l'ADN

Introduction P53 mute dans cellule saine

Inhibe action P53 sain => développement de tumeurs

Toxine botulique

Empêche contraction car clive les protéines SNARE ce qui rend impossible la fusion des vésicules avec le bouton synaptique → paralysie flasque

Membrane du noyau

En relation directe avec la membrane du RE. Cela est dû au fait qu'après la mitose, lors de la régénération de la membrane nucléaire, ce sont des portions de RE qui vont venir se placer sur les chromosomes (qui vont commencer à se décondenser)

ACh-estérase

Enzyme dans la fente qui dégrade l'acétylcholine pour qu'elle ne stimule pas constamment le muscle. Si cette enzyme est inhibée par des gaz de combat, on provoque un tétanos (contraction en permanence).

Système de contrôle de séquence

Enzyme de réparation de l'ADN mais lorsque celles-ci sont mutées, on perd tout mécanisme de contrôle de réplication de l'ADN

nouveau-né le moins développé

Espece humaine : Il sort car son cerveau devient trop grand et ne peut pas passer par le bassin de la femme

Embryogene

Expansion d'un zygote unicellulaire à un ensemble harmonieux de 4.10^13 cellules différentes, dans les tissus différents

Récepteur Toll

Famille de récepteurs capables de reconnaître bcp de structures chimiques ≠ (lipoprotéines, nucléotides, glucides, lipides, protéines...) car ces protéines ont évolué dans leur partie extracellulaire et ont formé des structures riches en leucines qui les rendent très flexibles. = 1er récepteurs à reconnaître présence de macromolécules étrangères dans notre corps. Plantes ont "inventé ce récepteur" et nous l'on transmis pendant l'évolution. En effet, les plantes présentent un récepteur ressemblant à Toll dans sa partie extracellulaire et ressemblant au récepteur de TGF-β des eucaryotes dans sa partie intracellulaire → nous on a recombiné tout ça et on a deux récepteurs différents.

Voie extrinsèque de l'apoptose

Fas = récepteur transmembranaire de type I Ligand de Fas = autre protéine transmembranaire Quand Fas interagit avec son ligand, il va trimériser et recruter une protéine qui contient un domaine de mort cellulaire (FADD). FADD recrute la caspase 8 qui va s'activer en s'auto-clivant Caspase 8 active ensuite les caspases 3, 6 et 7 qui vont dégrader tout le contenu protéique de la cellule En même temps, la caspase-8 peut cliver une protéine qui va bloquer Bcl-2 → lien entre voie extrinsèque et intrinsèque si besoin urgent d'induire l'apoptose Beaucoup de facteurs de croissance est de cytokines vont induire, pendant quelques secondes, un signal anti-apoptogène Ex : les érythroblastes, en absence d'Epo sont programmés pour mourir. L'Epo bloque ce signal d'apoptose et permet la progression des érythroblastes vers les GR (bloque Bad par phosphorylation. Le rôle de Bad est de bloquer Bcl-2 et donc d'induire l'apoptose) Si cette voie est active tout le temps, Bad sera toujours inactivé et des cellules qui étaient censées mourir vont continuer à vivre et à accumuler des mutations → cancer

Raison pour laquelle les femmes âgées ne peuvent plus faire des enfants

Fatigue des mitochondries dont le génome accumule des mutations et la mitochondrie devient incapable de catalyser certaines réactions et ce qui diminue donc la capacité d'oxydation de la mitochondrie (parfois certaines mutations dans le génome cellulaire vont affecter des protéines destinées à la mitochondrie). Pour essayer d'aider ces femmes avec un génome mitochondrial lésé à avoir des enfants on a fait une expérience : introduction de mitochondries de jeune femme dans le cytosol des ovules des femmes âgées. À ce moment-là, les femmes âgées ont pu avoir des enfants et le développement s'est fait de manière normale. L'enfant était donc né de trois parents : - Le père et la mère qui donnent ADN génomique - La mère qui donne son ADN mitochondrial. L'enfant a deux types de génomes mitochondriaux

Système de reproduction des mitochondries

Fission et fusion des mitochondries comme les bactéries. Elles le font de manière autonome, ont leurs mécanismes d'amplification du génome et n'ont pas besoin de nous pour le faire.

Mécanisme synthèse ATP mitochondrie

Fonctionne grâce à ce gradient de protons : F0-F1 dans la bactérie fonctionne comme une pompe qui va expulser les protons en consommant de l'ATP. Dans la mitochondrie, ce système a été « apprivoisé ». La F0- F1 ne crée pas le gradient mais va plutôt l'utiliser pour synthétiser de l'ATP.

ARN Polymérase I

Formation de molécule ARN ribosomiaux

Carence hydrique dans les cas de sécheresse

Hormone antidiurétique qui agit sur les cell du tube rénal vont induire la translocation des aquaporines 2 présentes dans des vésicules cytosoliques ce qui va permettre de récupère toute l'eau (collecteur du rein).

Deblocage transcription par modification de l'ADN

Hydroxylation des méthyls sur l'ADN catalysée par l'enzyme TET. Cette hydroxylation transforme les méthyl-cytosines en hydroxyméthyl- cytosines qui peuvent être enlevées.→ Moyen de dé-réprimer des gènes en enlevant le méthyl de l'ADN.

La voie de signalisation TGF-β/Smad : Mécanismes de blocage

Induction protéine Ski : 1. S'attache à Smad et au promoteur 2. Recrute des enzymes histones déacétylases qui vont bloquer la transcription (les histones doivent être acétylés pour que la transcription puisse se faire) → Effet transitoire TGF-β

Autre voie d'activation inflammation

L'interleukine 1 et TNF-α (tumor necrosis factor) sont des cytokines inflammatoires qui induisent également l'activation des kinases de I-κB et aboutissent donc également par une réponse inflammatoire de la cellule. Enfin, cette voie de signalisation peut aussi être activée par des radiations ionisante et des infections virales, sans passer par un récepteur. TNF-α a été découvert car certains patients ayant le cancer perdaient du poids (cachexie) et présentaient un taux élevé de TNF-α dans leur sang. Si injecté chez un autre patient, TNF-α induit aussi une cachexie. Le TNF-α a la capacité de tuer des tumeurs mais ne peut pas être utilisé comme traitement car est extrêmement toxique.

Transport transépithélial dans les cell intestinales

La cell polarisée (pole basal et pole apical) : la membrane n'est pas la même partout : il y a une ≠ entre les pôles qui est maintenue grâce à la présence de jonction serrée (à côté du pole apical) : pas de diffusion lat des protéines et lipides. Le pôle apical est en contact avec la lumière de l'intestin et le pôle basolatérale est en contact avec le sang Sur la membrane apicale : Symporteur sodium glucose = apporte le glucose de la lumière à la cellule. Sur la membrane basolat : - Il y a la présence d'un transporteur Glut 2 qui transporte le glucose selon le sens du gradient (de la cellule vers le sang) → il y a donc le passage du glucose de la lumière dans le sang - La pompe Na+/K+ ATPase qui fait sortir le Na+ excédent - Le canal K+ qui élimine le K+ qui entre par la pompe. • Importante de manger sucré/salé

Quel type cellulaire contient le + de peroxysome

La cellule hépatique contient la plus grande proportion de péroxysomes car sont responsables de la détoxification du sang (les péroxysomes arrivent à représenter 2% du volume cellulaire)

La voie de signalisation Delta-Notch

La cellule qui envoie le signal : protéine transmembranaire Delta (répétition de séquences ressemblant à celle du récepteur EGF + domaine de reconnaissance de Notch). La cellule qui reçoit le signal : protéine transmembranaire Notch comme une antenne (répétition de séquences ressemblant à EGF + domaine de reconnaissance de Delta). Reconnaissance = antiparallèle. 1. 2 cellules se touchent : protéines interagissent par domaine de reconnaissance respectifs → changement de conformation de la protéine Notch. 2. Notch reconnue comme substrat par protéase transmembranaire ADAM10 : clive toute la partie extracellulaire de Notch. 3. Partie Notch restant sur la cellule reconnu par γ-sécrétase : catalyse un clivage intramembranaire → libère domaine cytosolique de Notch 4. Domaine cytosolique Notch entre dans noyau pour s'attacher au promoteur des gènes cibles pour réguler leur transcription. /!\ Le petit fragment qui reste possède une partie extracellulaire et une partie ancrée dans la membrane (pas assez longue pour la traverser) → très importante dans la maladie de l'Alzheimer

Nécroptose = nécrose programmée = mort cellulaire inflammatoire.

La nécroptose fait partie des mécanismes de défense contre les infections virales. - Est immunogène (augmente l'immunogénicité du virus) et peut augmenter l'efficacité de la réponse immunitaire car pourra détecter l'infection beaucoup plus vite. - Si ce processus dysfonctionne, la nécroptose peut contribuer comme composante pathologique dans des maladies comme la maladie du Crohn (inflammation de l'intestin), la pancréatite et d'autres - Est associée à l'inhibition de la caspase-8, ainsi bloquant l'apoptose.

Presence récepteurs Toll à la surface de nos endosomes (précèdent des lysosomes).

La partie extracellulaire de Toll se retrouve dans la lumière de l'endosome afin de pouvoir reconnaître des virus qui sont rentrés dans la cellule par endocytose → activation des kinases qui phosphorylent I-κB → destruction I-κB → induction de la voie d'inflammation

Formation des peroxysomes de novo

La plupart des peroxysomes : générés par division d'organites préexistant. Mais peuvent aussi se former « de novo ». Ex. on injecte composants à détoxifier au foie, celui-ci va accumuler, après quelques jours, bcp de peroxysomes. Ce processus se fait en 3 phases : 1. La formation du précurseur membranaire : à partir de la membrane du REL. 2 protéines doivent être insérées dans la membrane du RE : Pex3 et Pex16 (mécanismes STA et SA, séquences d'adressage ≠ de PTS). Recrute : Pex19 → forme région spécialisée dans le RE et favorise le bourgeonnement. 2. D'autre protéines s'ajoute à précurseur membranaire : compose machinerie d'importation caractéristique du peroxysome (Pex14, Pex10/12/2). 3. Toutes les protéines destinées à la matrice du peroxysome (portant la séquence PTS1 ou PTS2) vont pouvoir rentrer dans le peroxysome et remplir leur rôle dans le processus de détoxification par oxydation (par exemple, la catalase).

Modulation de la transcription via modification des histones

Méthylations et acétylations (acide amine) des queues des histones. ≠ méthylation sur l'ADN. En général, les modifications se font sur les lysines. Parfois Lys méthylées signalent répression de la transcription, parfois elles signalent l'activation de la transcription. - Si ajout 3 méthyls sur la Lys27 de l'histone 3 : signal de répression de la transcription : Enzyme PRC (polycomb repressive complex) - Si ajout du même 3 méthyls sur une autre lysine (Lys4) de l'histone 3, alors activation de la transcription

Noyaux fragmentés

Les cellules ont commencé à détruire leur matériel génétique pour entrer en apoptose, suivent le programme de suicide (aussi moins d'ADN dans les cellules germinales).

Mécanisme de compactation de l'ADN

Les histones 2a, 2b, 3 et 4 : 4 paires d'histones formes des nucléosomes (octamères) autour desquels l'ADN est entouré et entre chaque octamère, on retrouve des histone H1 L'ADN entouré dans un nucléosome n'est pas accessible pour la transcription. Structures encore plus compactes : chromosomes : structure visualisable dans en métaphase de la mitose ➔ On ne peut pas prédire le repliement.

Gradient de protons

Maintenu par membrane interne. Face externe (IMS) : positivement chargée ≠ face interne (matrice) : négativement chargée.

Les protéines de la membrane externe de la mitochondrie

Majoritairement : canaux Tom (20, 22, 40) + porines mitochondriales. Nature ≠ de toutes les protéines transmembranaires humaines que l'on connait (dont le domaine transmembranaire est une hélice α). : structures en tonneau beta dans lesquels des brins antiparallèles forment des segments transmembranaires hydrophobes entourant un canal central qui permet le transport de macromolécules. Paradoxe : la membrane externe de la mitochondrie a une composition plus proche de la membrane plasmique mais elle présente des protéines transmembranaires typiques des bactéries.

Crêtes mitochondriales

Membrane interne s'est hypertrophiée et a donnée des prolongements tubulaires → amplification de la surface disponible aux enzymes de la chaîne de transport des électrons et à la synthèse de l'ATP. Hérédité des mitochondries Non mendélienne mais cytoplasmique car on hérite tous des mitochondries de notre mère. Au moment de la fécondation, seul l'ADN paternel rentre dans le cytosol de l'ovocyte. Tout ce qui se trouvait dans le cytosol du spermatozoïde est perdu → si on analyse que l'ADN mitochondrial, on saura toujours dire qui est la maman.

Protéines destinées à rester dans la membrane

Meme principe, sauf que les séquences d'adressage se trouvent au milieu de la séquence polypeptidique. Présence des signaux SA et STA.

Blocage transcription par modification de l'ADN

Methylation d'une cytokine (Base azotee) = Réaction catalysée par l'ADN méthylase Méthylation d'un îlot CpG en amont du gene

Diméthylesulfoxyde (DMSO)

Molécule qui peut entrer et s'intégrer à la membrane ce qui permet de la préserver la structure de la membrane : on peut utiliser cette molécule pour un traitement à 4° à 10% pour congeler les cellules jusque -196° et les cellules sont préservées et restent vivantes même si on les décongèle => cryopréservation. Cpdt on ne peut pas congeler l'organisme entier car malgré le fait que les cellules restent intactes et vivantes mais pdt la congéla° et la décongéla° les interac° entre les cellules et la matrice vont ê détruites. Pour les molécules qui ne peuvent pas diffuser librement à travers la membrane il existe des mécanismes de transports.

P53 et gros animaux

Multiplication P53 pour grande masse cellulaire ex. Elephant 20 copies P53

Maladie de Zellweger

Mutations dans gènes codant pour protéines du peroxysome se manifestent par la présence de peroxysome fantôme (vide) ce qui fait que les cellules touchées sont très sensibles aux molécules qui doivent être oxydées

Ajout la séquence d'adressages vers la matrice de la mitochondrie

N'importe quelle protéine cytosolique, sera dépliée, rentrera dans la matrice où elle sera repliée. Exemple avec la dihydrofolate réductase (DHFR) qui est une enzyme cytosolique ayant un rôle dans la prolifération des cellules Si on ajoute du méthotrexate à la DHFR (inhibiteur du dépliement, utilisé en clinique contre des maladies auto-immunes ou contre le cancer) l'enzyme sera bloquée dans son état foldé dans le cytosol et les chaperonnes (Hsc70) seront incapables de la déplier. On observe que toute partie non foldée (rajoutée par génie génétique) va quand même traverser les canaux Tom et Tim mais la partie foldée ne permettra pas le passage complet de la protéine.

Premier facteur de transcription découvert

NFκB (nuclear factor et kappa B sont des chaînes légères des immunoglobulines) découvert car impliqué dans la transcription des gènes qui codent pour des immunoglobulines. Mais en réalité NFκB agit sur des centaines (~500) de gènes impliqués dans l'inflammation.

Rapport cellule mitochondrie

On a une sorte de cellule dans nos cellules. Il y a une énorme communication entre les deux (beaucoup d'import et export, c'est la libération du contenu de l'espace intermembranaire dans le cytosol qui va engendrer l'apoptose, ...) → Rôle très important

Myéloablation

On tue toute la moelle hématopoïétique (lignées myéloïde ET lymphoïde) des patients par radiation et la remplacer par celle d'un autre individu. Les cellules souches injectées doivent savoir trouver leur « maison », la moelle, doit savoir se renouveler et se différencier.

Rôle peroxysome

Oxydation d'acides aminés + acides gras en petits composants utile à la biosynthèse dans la cellule. Suite à ces oxydations, il y aura toujours génération de peroxyde d'hydrogène = composant très réactif et potentiellement nocif pour nos cellules. Ce peroxyde doit être dégradé, transformé en eau et c'est la catalase qui remplit ce rôle. Cette enzyme est un marqueur des peroxysomes, elle est présente dans chacun d'eux.

Transcription inverse

Par ARN polymerase II + autres prot stop a 250pb Role inconnu : regulation tq miARN?

Liberation réservoir de calcium RE

Par canaux calciques aussi présents dans la membrane s'ouvrant suite à la liaison d'un IP3 (= 2nd messager voie de l'insuline) Les cellules ne savent pas dans quel milieu elles vont se retrouver. C'est pourquoi elles gardent ce réservoir de Ca++ dans le RE car si elles se trouvent dans un milieu pauvre en calcium, elles sauront toujours répondre à un signal qui nécessite l'augmentation de Ca++ dans le cytoplasme. L'augmentation importante et soudaine de la concentration de calcium dans le cytoplasme permet la contraction ainsi que la fusion de vésicules avec la membrane (effet de l'insuline).

Specificite mecanisme d'adressage espace intermembranaire

Parfois protéines dans la membrane interne soient clivées et restent donc dans l'IMS (cas de l'hème lyase du cytochrome C) Parfois la séquence ne porte qu'une séquence d'adressage vers l'IMS au milieu de la protéine. Elle sera clivée et deviendra soluble dans l'IMS grâce à des ponts disulfure.

Cas poly-ubiquitination Lys63

Pas un signal de dégradation. Dans cet état-là, les protéines poly ubiquitinées vont rentrer en interaction avec d'autres (Le récepteur à l'interleukine devient capable d'interagir avec les protéines les kinases de l'I-κB qui vont devenir capables d'agir sur I-κB)

Inflammation

Pas une maladie, c'est une nécessité pour alerter notre système immunitaire sans laquelle le parasite se diviserait trop vite et on serait incapable de la combattre. La présence d'un agent infectieux va induire la transcription de ces multiples gènes appelés gènes de la transcription.

Maladies génétiques liées à la mitochondrie

Patients qui souffrent de maladies musculaires qui sont le résultat de mutation inactivatrice dans l'ADN mitochondrial pour une des 13 protéines mitochondriales de la phosphorylation oxydative.

Cyclines

Pdt phase propre : Augmentent en quantité pour devenir assez nombreuses (seuil) pour activer les kinases dépendantes des cyclines (CDK). Au moment de l'arrêt de la phase, la cycline correspondante à cette phase va être dégradée et va disparaitre et la kinase (à sérine et thréonine) sera désactivée. Ce sont les protéasomes du noyau qui vont dégrader les cyclines suite à leur poly ubiquitination (permet d'avancer dans les phases du cycle cellulaire).

Peroxysomes

Petits organites entourés d'une membrane lipidique festonnée. Ils ne contiennent pas d'ADN ni de ribosomes. Protéines du peroxysome sont codées par des gènes nucléaires, synthétisés par des ribosomes libres dans le cytosol. Contenu : Homogène, Riche en protéines Taille : Constante Reaction catalyse : Oxydation

Necrose

Peut arriver quand un tissu ne reçoit pas assez d'oxygène (cas de l'infarctus). La cellule va gonfler, l'appareil sécréteur sera fragmenté en vésicules, ADN ne sera pas dégradé (on voit une trainée d'ADN sur électrophorèse) et elle finira par éclater en libérant des produits de dégradation dans la circulation. Induction de réaction inflammatoire par des cytokines et chimiokines produites par des cellules avoisinantes pour appeler les PMN qui vont sécréter des enzymes qui vont détruire le tissu = tissu nécrosé. Ce tissu mort est ensuite remplacé par du tissu fibreux (cicatrisation) qui ne peut pas remplir la fonction du tissu remplacé (arythmie suite à infarctus car une partie du cœur est non fonctionnelle car le courant ne passe pas de la même manière par ces fibres que par le myocarde)

Phase G2

Phase qui précède la mitose. La cellule contient une quantité double d'ADN et se prépare à la phase de mitose, où le matériel génétique double doit se séparer en 2 cellule fille. L'appareillage qui permet la séparation des cellules et de leurs chromosomes respectifs se trouve dans le cytosol. Il n'a accès à ce matériel génétique que suite à la destruction de la membrane du noyau (début de la mitose) ➔ Phosphorylation des lamines qui se trouvent à la face interne de la double membrane nucléaire (plus de tramage) ➔ La double membrane du noyau est « absorbée » par le RE (tout comme l'appareil de Golgi) ➔ Entrée dans la mitose (prométaphase, métaphase, anaphase, télophase) ➔ La membrane du RE commence à reconnaître les chromatides formés ➔ Chaque chromatide va être entouré d'une membrane provisoire et cet ensemble va attirer les composants des pores nucléaires avant de fusionner et reformer ainsi le noyau.

Endosymbiose

Phénomène qui a permis aux mitochondries de survivre jusqu'à aujourd'hui. En effet, on ne peut pas synthétiser des mitochondries à partir de la membrane du RE (contrairement aux autres organites et compartiments). Si on enlève toutes les mitochondries d'une cellule, cette dernière va mourir car elle n'a pas les moyens de créer des mitochondries. Toute mitochondrie est donc la fille d'une précédente.

Transport transépithélial par couplage de transporteurs sur 2 domaines membranaires : Sécrétion d'HCl par les cellules oxyntiques

Pole apicale : - Pompe K+/H+ (inhiber par omeprazole) : sorti H+ contre gradient (lumière de l'estomac >> cytoplasme) et rentrer K+ en utilisant l'énergie de l'hydrolyse d'ATP. - Canal potassique : fait sortir les ions K+ qui seront pompés par la pompe précédente - Canal chlore : fait sortir des ions chlorure dans la lumière pour qu'il s'associe au proton et forme de l'HCl de façon stœchiométrique Pole basolat : - Échangeur d'anions Cl−/HCO3− : fonctionne dans le sens qui correspond à un pH élevé (entrée Cl− et sortie de HCO3−) ➔Afin de permettre à la cellule d'accumuler des ions chlorure et des protons (par réaction catalysée par l'anhydrase carbonique) qui pourront ensuite sortir par le pôle apical

Ubiquitine

Présente dans toutes les cellules. Protéine de 76 acides aminés (dont la méthionine initiale, plusieurs lysines et deux glycines finales) qui peut être ajoutée, de manière covalente sur une autre protéine. Liaison covalente ubiquitine : entre groupement carboxyle de la dernière Glycine de l'ubiquitine et Lysine (= seul acide aminé avec groupe NH2 libre) + séquence consensus d'acides aminés → reconnaissance par ubiquitine ligases (E1, E2 et E3 ligase). = Liaison isopeptidique car perpendiculaire) Poly-ubiquitination : rajout des ubiquitines sur des lysines de l'ubiquitine en amont (entourée d'une séquence consensus), la lysine 48. ➔ Reconnaissance par le protéasome qui la détruit

Knock out du gène qui code pour Rb : csq souris ≠ humain

Prolifération massive des cellules rénales avant d'avoir un rétinoblastome. Chez l'humain, on observe des cancers de la rétine car dans ces cellules, seul RB peut agir en tant que suppresseur de tumeurs. Dans le reste des tissus, on a d'autres gènes qui peuvent remplacer Rb s'il est muté.

La β-caténine

Protéine cytosolique jouant le rôle de facteur de transcription, pénètre dans le noyau → prolifération de cellules souches tissulaires. Etat basal (en abscence de Wnt) : mécanisme est mis en place pour bloquer l'entrée de β-caténine dans le noyau (tout le temps). = complexe de 4 protéines qui vont reconnaître la β-caténine : GSK3 + APC + Axin + CK1

APC (adenomatose polyposis colony)

Protéine très connue en oncologie car on a découvert qu'il y avait des enfants nés avec des polypes dans le colon → polypose colônique. Diagnotic : enfants perdaient du sang (anémie) dû à des saignements de ces polypes. Cause : Mutations (dans les cellules germinales) dans le gène de l'APC qui devient incapable de rester en contact avec le complexe β-caténine et cette dernière était tout le temps libre de rentrer dans le noyau pour induire la prolifération de cellules souches → formation de tumeurs bénignes car excès de cellules. Ce n'est pas une maladie clonale car toutes les cellules de l'enfants possèdent la mutation (étant dans la lignée germinale). Si on ne traite pas ces enfants et on laisse les polypes, on est sûrs à 100% qu'un de ces polypes va évoluer en cancer qui peut métastaser dans le foie (qui devient incurable) → on enlève tous l'intestin => On n'est pas équipés pour résister à trop de divisions

Pompes

Protéines qui consomment de l'ATP pour transporter des substances dans le sens contraire de leur gradient de concentration et donc utilisent l'énergie de l'hydrolyse de l'ATP pour effectuer ce transport normalement défavorable, ce qui est un exemple de réaction chimique couplée → TRANSPORT ACTIF (efficacité max de 1000 molécules/s)

Transport nucleaire et repliement proteique

Protéines rentrant dans le noyau, grandes ou petites = déjà repliées. Autres mécanismes : RE, mitochondrie, chloroplaste font les transports en même temps que le repliement pour des questions de place = importation cotraductionelle

Mutation de P53

Quand un des allèles qui code pour p53 est muté on perd plus de 70% de la capacité de p53 car elle doit former des tétramères. Si p53 n'arrive pas à former un tétramère correct, il est incapable d'induire la transcription de p21. Cette tétramérisations joue contre nous. La fréquence de mutation est assez élevée (dans 83% des cancers) et augmentée par la fumée de cigarette. Une mutation dans un des allèles est souvent vite suivie de la mutation dans l'autre allèle ce qui cause la perte totale de la fonction de p53 (loss of heterozygocity).

Mecanisme P53 si ADN trop abime

Quantité de p53 dans la cellule augmente et se fixe non seulement sur les gènes qui bloquent le cycle cellulaire mais aussi sur les promoteurs des gènes qui induisent l'apoptose. P53 est donc la protéine qui donne l'ordre du suicide programmé et donc va prévenir le cancer => gardien du génome

Lamina-associated-domains (LAD)

Regions genomiques en contacte avec lamine Faibles niveaux d'activité transcriptionnelle + faible densité génomique + modifications répressives des histones (notamment H3K27me3 et H3K9me) ➔ Lien entre répression de la transcription et la lamina nucléaire Inversement, la perte d'association avec la lamina et le repositionnement loin de la périphérie nucléaire coïncident souvent avec l'activation de la transcription. Les domaines proches de la lamine peuvent être conservés ou peuvent varier selon les tissus. Dans la différenciation de certains type tissulaire, certaines régions du chromosome sont naturellement déplacées topologiquement vers la lamine qui les réprime (gènes de pluripotence des cellules souches).

Role de l'apoptose

Régule la prolifération ex. permet de former les doigts de la main Processus de remodelage des tissus : mort de cellules programmée. Les personnes présentant un dysfonctionnement dans ce processus de remodelage peuvent par exemple avoir les doigts unis

Role de cytokines (Epo, Tpo, G-CSF, M-CSF qui sont des facteurs de croissance des colonies)

Régule le nombre de chaque lignée et empêchent le progéniteur de tomber en apoptose.

SLN classique

Résidus positivement chargés : K-K/R-X-K/R Mécanisme d'importation nucleaire 1. Signal de localisation nucléaire (SLN) reconnu par les importines (alpha et beta). 2. Formation complexe avec le cargo : traverse pore nucléaire par interaction hydrophobes transitoires avec nucléoporines FG. 3. Dans nucléoplasme : complexe interagit avec protéine G monomérique = Ran (Qd en contact avec chromatine = forme Ran-GTP grâce enzyme GEF). Importine a une affinité accrue pour le Ran-GTP ➔ Séparation du complexe importine-cargo. 4. Complexe importine-Ran-GTP ramené dans le cytoplasme : enzyme GAP hydrolyse du GTP en GDP (par Ran) ➔ séparation du complexe et libération de l'importine.

Mécanisme P53

S'il y a une lésion de l'ADN, alors des mécanismes de stabilisation de p53 vont être mis en place pour que cette protéine puisse agir : s'attacher à des régions régulatrices de l'ADN qui va induire la protéine p21 qui va inhiber la CDK qui phosphoryle Rb et le cycle cellulaire va être bloqué => agit en amont de Rb. Quand on mesure un taux élevé de p53, cela est mauvais signe (soit lésion de l'ADN importante soit mutation de p53 qui n'est plus dégradé aussi vite que normalement). Ensuite, recrutement des protéines qui réparent l'ADN (excision- réparation)→fonctionnement physiologique.

Peroxysome targeting sequence

Se trouve plus souvent en C-terminale (PTS1), est très courte : sérine-lysine-leucine. PTS2 : N- terminale.

Matrix targeting sequence : mitochondrie

Séquence de 30-50 acides aminés hydrophobes dans la partie N-terminale de la protéine.

GSK3 (glycogen synthase kinase)

Sérine/Thréonine kinase. Phosphoryle β-caténine dans sa partie N-terminale. Ces sites de phosphorylation sont reconnus par une ubiquitine ligase (TrCP) ➔ polyubiquitiner β-caténine sur lysine 48 = dégradation. Etat basal : cellule produit β-caténine la phosphoryle et la détruit → peu efficace mais c'est comme ça.

Proteine Wnt

Si on inactive le gène qui code pour la protéine Wnt chez la drosophile→malformations→ protéines très importantes dans le plan général du développement de la drosophile (et du nôtre, preuve de conservation pendant l'évolution)

Nucléole

Sites d'assemblages des ribosomes ➔ Particulièrement développés dans cellules présentant une activité de synthèse protéique élevée : cellules glandulaires exocrines, immunoglobulines, cellules cancéreuses, cellules jeunes... Organite sans membrane car les molécules (ARNm ribosomes, protéines ribosomales) interagissent entre elles à concentration très élevée → forment un précipitât dans le noyau (condensed phase).

ATPase Famille ABC

Superfamille de transporteurs de phospholipides, petits médicaments lipophiles et cholestérol dans les deux sens. Ces transporteurs existent aussi chez les bactéries (pour transporter des acides aminés et des sucres). Découverte : certains médicaments n'agissaient pas sur certains cancers et cela était dû au fait que les cellules cancéreuses étaient capables d'induire une expression élevée de protéines de la famille ABC qui éliminent les médicaments des cellules (ce genre de pompe existe également dans les cellules souches adultes, intestinales et hématopoïétiques). Ce sont des mécanismes de protections de cellules précieuses mais qui peuvent malheureusement empêcher l'action thérapeutique des médicaments sur des cellules cancéreuses.

SGLT : sodium glucose transporter

Symporteur : 14 domaines transmembranaires ≠ Role : cotransport 2 ions Na+ et 1 molécule de glucose. Concentration de Na maintenue + élevée à l'extérieur de la cellule par la pompe Na+/K+, l'entrée de sodium libère de l'énergie. Cette énergie est donc utilisée pour faire rentrer du glucose dans les cellules contre gradient (fin de l'intestin, cellules rénales). Le transport se fait en plusieurs étapes : 1. 2 ions Na+ et une molécule de glucose se fixe à la partie extra-cellulaire de SGLT → changement de conformation du transporteur 2. Changement de conformation : ouverture du transporteur vers l'intérieur de la cellule → entrée des 3 molécules dans le cytoplasme 3. Suite à la perte du Na+ et glucose, le transporteur va reprendre sa conformation de base, ouverte vers l'extérieur de la cellule.

Polyploïdie (plusieurs noyaux)

Symptômes du cancer : les cellules se divisent trop vite et ne se séparent pas ou alors ont refusionné après la mitose et on se retrouve avec plusieurs noyaux. Le mégacaryocyte est le seul type de cellule qui fait ça dans des conditions physiologiques.

Protéines impliquées dans l'embryogenèse sans lesquelles on se retrouve avec des malformations congénitales (cyclopie...) Protéine Hedgehod

Synthétisée comme un précurseur. Phénomène unique dans maturation protéine : Cystéine en position 258 va attaquer avec son groupement SH la glycine 257 an amont (attaque nucléophile de la liaison peptidique → catalyse intramoléculaire) = liaison thioester reconnue par groupement hydroxyle du cholestérol qui s'y lie de manière covalente (autre attaque nucléophile). Toute la séquence qui suit cys258 ne sert qu'à permettre à Hh de se lier à un cholestérol. Hedgehog mature : acide palmitique dans partie N-terminale + molécule de cholestérol dans sa partie C-terminale = protéine doublement modifiée par des lipides. Csq modifications : Proteine agit que sur cellule adjacente. Qd larguée hors de la cellule, lipides en N et C-terminale ne vont pas lui permettre d'être soluble dans le plasma ni dans matrice → obliger à s'attacher à la membrane de la cellule la plus proche.

Glut 4

Transloqués à la surface des adipocytes s'ils sont stimulés par l'insuline (capture de glucose maximale), il fonctionne à une vitesse proportionnelle à l'exposition en surface = « stockeur » dans les adipocytes Glut4 est masqué dans adipocytes au repos (capture de glucose ~ nulle)

Transporteurs

Transporte une plus grande variété d'ions et molécules et sont divisés en différents types (efficacité entre 100-10 000 molécules/s) : - Uniporters : ne savent transporter qu'une seule molécule dans le sens de leur gradient (glucose, acides aminés, ions, eau) → TRANSPORT FACILITÉ - Symporters : Couplage du transport de deux molécules dans le même sens - Antiporters : le Couplage du transport de deux molécules dans le sens inverse Pour les symporters et antiporters, il y a à chaque fois une des deux molécules qui est transportées contre son gradient de concentration

Canaux ioniques spécifiques

Très efficaces car transportent molécules dans le sens de leur gradient (efficacité maximale de 100 000 000 molécules/s). Forment un passage hydrophile à travers la membrane qui permet le transport de l'eau, des ions ou des petites molécules hydrophiles (glucose) → TRANSPORT PASSIF. - Non-gated channels : canaux de fuite, ouverts en permanence - Gated channels : canaux qui ne s'ouvrent qui suite à un signal chimique ou électrique Il y a une spécificité de transport de molécule grâce à la séquence protéique

Structure porines mitochondriales

Trimères : chaque monomère composé de 16 feuillets beta. Partie du pore : bcp d'acides aminés aliphatiques (hydrophobes) Extrémités : acides aminés aromatiques → facilitent l'ancrage (interaction avec les milieux interne et externe qui sont hydrophiles).

Adénome/polype

Tumeur bénigne = trop de cellules normales. Si prolifération trop importante car non contrôlée (quantité trop importante d'entérocytes principalement) /!\ Si ces cellules acquièrent mutations dans oncogènes ou dans gènes suppresseurs de tumeurs → prolifération incontrôlée, nécrose et sécrétion enzymes qui vont pénétrer par les parois des vaisseaux sanguins → Cancer et métastase

Rétinoblastome

Tumeur maligne de la rétine chez des enfants par prolifération excessive des cellules précurseurs de la rétine. Dû à une mutation inactivatrice dans les deux copies de Rb, un gène suppresseur de tumeur. C'est une transmission récessive (même avec 50% de la quantité normale de Rb on sait supprimer les tumeurs efficacement)

Axin

Unique proteine du complexe de la β-caténine interagissait avec les 3 autres protéines en même temps, si on l'enlève le complexe se disloque et la β-caténine est libérée

Virus : possèdent soit génome ADN soit ARN.

Virus ADN : double et simple brin Virus ARN positif : ARN se comporte comme un ARN messager et peut donc être lu directement par le ribosome Virus ARN négatif : ARN messager et doit donc être converti en ARN sens par une ARN polymérase ARN-dépendante pour pouvoir être traduit en protéines.

Glut1

Vitesse de transport maximale, même dans des valeurs < 5mM, il est tjrs actif et tjrs à la surface, il est exprimé par des cellules qui consomment le glucose (globule rouge et neurone)

Glut2

Vitesse proportionnelle à la c°, dépasser le seuil de 5mM, dans les cellules intestinales et les cellules β pancréatiques donc sécré° d'insuline si la concentration de glucose > 5mM production → proportionnelle d'insuline La surproduction d'insuline est mauvaise : consommation excessive de glucose par la sur-stimulation des cell par l'insuline (tt le glucose du sang entre dans les cellules = hypoglycémie → remanger) Le récepteur est tt le tps à la surface et il est actif pour de gdes concentration de glucose

Particularité de la voie Delta-Notch

c'est le segment cytosolique du "récepteur" qui va rentrer dans le noyau et agir comme facteur de transcription

ADN humain

double brin : 3 milliard de paire de base, chaque cellule porte tout l'ADN qui est replié.

Urine hypotonique

excédent d'eau dans les urines : c'est ce qui se passe dans le diabète insipide

Aquaporine

hélices α forme canal hydrophile dans lequel peut passer l'eau. Pore = 0,28nm de diamètre <=> spécifique à l'eau, même H3O+ ne passe pas. 7 portions transmembranaires (dont 1 est formé de 2 moitiés) Entrée du pore : arginine et histidine Milieu : asparagine → forme liaisons hydrogènes avec l'eau permettant son passage. Plusieurs molécules d'eau traversent le canal en même tps.

Phase G1

la cellule doit décider de dupliquer son ADN. Elle commence donc la synthèse d'un deuxième brin d'ADN (dont la majorité se fait en phase S). Pendant la phase S, la cellule va pouvoir vérifier que : - Elle a tous les signaux dont elle a besoin - Bien ancrée dans sa niche - Possède les facteurs de croissance/cytokines nécessaires à sa survie - Pas de lésion dans l'ADN ➔ Point de restriction : jusqu'à ce point-là, la cellule peut toujours changer d'avis et ne pas passer à la phase S car elle ne remplit pas toutes les conditions ci-dessus. Elle passe donc en phase G0 pour tenter de remédier à ces manques. Quand on a passé le point de restriction, on doit absolument entrer en phase S. Cela pose un problème si une lésion a lieu à partir de ce moment-là (comme par exemple exposition à une radiation) car c'est une phase de non-retour.

Tétraploïdies hors de la phase S

les cellules hépatiques, musculaires qui fusionnent ou les mégacaryocytes qui accumulent des noyaux (endomitose) mais la plupart des cellules ne présentent une tétraploïdie pendant la phase S.

ADN mitochondrie

o Circulaire → résiste aux exonucléases car pas d'extrémité libre (Utilisé souvent en médecine légale). o Simplifié : pas d'introns o Incomplet : ne code pas pour toutes les protéines de la mitochondrie. Gènes codent pour 2 types d'ARN ribosomial, 22 ARNt, et 13 polypeptides nécessaires à la phosphorylation oxydative. Le reste des protéines indispensables au fonctionnement de la mitochondrie sont codés par des gènes nucléaires et synthétisée par des ribosomes cellulaires dans le cytosol. Ces gènes ont sûrement dû être captés par l'ADN cellulaire car plus efficace

Cytométrie de flux

on ajoute une substance chimique fluorescente qui se lie à l'ADN. L'intensité de fluorescence est proportionnelle à la quantité d'ADN dans le noyau. Cette substance est injectée dans la cellule suite à sa perméabilisation par un détergent qui forme des trous dans la membrane plasmique et dans la membrane nucléaire.

BCL2

protéine découverte car sa surexpression provoque des lymphomes B. A « fondé » une famille de protéines qui possèdent toutes des domaines d'homologie à Bcl2 (quatre types), qui s'appellent Bcl2 homolgy domains : BH. Cette famille est divisée en 3 classes : 1. protéines favorisent la survie en protégeant les cellules contre l'apoptose (Bcl-2, Bcl-xL, Mcl-1...). Ces protéines sont très importantes car Mcl-1 par ex peut servir comme traitement contre des myélomes. Certains cancers utilisent ces protéines afin de contrer l'induction de l'apoptose par p53 par exemple 2. D'autre protéines forment des canaux dans la membrane externe de la mitochondrie (Bax, Bak et Bok) qui permettent le relargage des composants de la matrice mitochondriale dans le cytosol ➔ un signal apoptotique (pro-apoptotique). 3. Enfin, d'autres protéines ne possédant qu'un seul domaine d'homologie (BH3) auront le rôle de réguler les protéines précédentes. Puma est par exemple induite par p53. Les protéines de la famille Bcl-2 possèdent quasi toutes un domaine transmembranaire, sauf pour quelques-unes de la 3e classe

si RNA

reconnaissent des régions de chromatine pour et exercent un contrôle sur la traduction

snRNA

responsables de l'épissage de l'ARM pré-messager

miRNA (21 bases)

savent se lier à l'ARNm pour bloquer la traduction (si complémentarité partielle) ou provoquer la dégradation de l'ARNm (si complémentarité parfaite)

Pause : 50pb ARNm

transcription par ARN polymerase II Pause apres 50 pb pour reguler porduction ARNm, attente de signal pour continuer transcription = deblocable en cas de besoins

Activité de transcription dans le noyau

très importante, catalysée par les ARN polymérases

Voies de signalisation utilisées : différenciation cellules intestinales

voie de TGF-β, BMP (bone morphogenic protein de la famille des TGF-β) et la voie de Hedgehog

Voies de signalisation utilisées : proliferation cellules intestinales

voie de Wnt-β caténine

Mutation alzheimer

• Une mutation protéine APP qui exagère la voie de signalisation qui génère le peptide Aβ40. • Une mutation dans le gène qui code pour la préséniline, faisant partie du complexe de la γ-sécrétase. La préséniline est une protéine avec 8 segments transmembranaires. Son site catalytique se trouve entre les segments 6 et 7, où l'on génère le peptide Aβ. Si on a une mutation de cette préséniline qui la rend super active, on observera une Alzheimer précoce • Une trisomie 21 puisque le gène codant pour l'APP se trouve sur le chromosome 21 → on va produire plus d'APP car un gène en plus

Repliement proteine : SI séquences hydrophobes exposées à la surface

≠ mécanismes dont protéines chaperonnes savent reconnaître protéine mal formée lorsque cette dernière est glycosylée d'une manière précise.

Protéines de manteau

(qui viennent du cytosol) Donne forme et ferme vésicule par contrainte mécanique. => Toutes les vésicules qui ne viennent pas de s'attacher ou se détacher non pas de manteau

Séquences signal : dirigent les protéines vers vésicule de transport spécifique

- KDEL très important : si rajouté à une protéine, elle devient résidente du RER. Cette séquence est reconnue par des récepteurs membranaires surtout présents dans les vésicules faisant navette entre le RE et le Cis-Golgi ainsi que dans la citerne du Cis-Golgi. Les protéines avec la séquence KDEL présentent souvent des chaînes oligosaccharidiques avec des modifications catalysées par des enzymes spécifiques du Cis-Golgi → moyen pour reconnaître le fait qu'elles sont passées par le Golgi.

Différents types d'hormones lipophiles

- les hormones stéroïdes (dérivées du cholestérol), - les hormones thyroïdiennes (dérivées de la tyrosine iodée) - les dérivés de la vitamine A (acide rétinoïque) → Meme processus de signalisation reste très lente.

Protéines à la surface de la vésicule

- v-SNARE - Proteines de la cargaison - Protéines de manteau

Principe de signalisation des hormones lipophiles

1. Hormone lipophile transportée dans le sang à l'aide d'un transporteur plasmatique 2. Arrive à la surface de la cellule et est directement délivrée à l'intérieur car soluble dans la membrane 2. Dans cytosol : lie récepteur protéique cytosolique dimérique (dimérisation induite par l'arrivée de l'hormone) → change de conformation : expose SLN (signal de localisation nucléaire) 3. SLN-importine = entre dans le noyau. 4. Dans nucléoplasme : attache au promoteur du gène cible et change l'expression des gènes cibles. Le transport dans le noyau est cardinal pour cette signalisation : si annulé, effet de l'hormone annulé. Région du promoteur : séquence consensus lie récepteur couplé à l'hormone lipophile. → agit sur sa transcription.

Principe du pulse-chase

1. Injection de leucine radioactive pendant un intervalle de temps (pulse). 2. Réinjection de leucine normale. Les protéines produites pendant le « pulse » seront marquées radioactivement et on pourra suivre leurs déplacements dans les différents compartiments de la cellule (chase).

La voie de signalisation de l'insuline

1. Insuline rentre en contact avec InsR (dimère) → changement de conformation de InsR qui active ses domaines tyrosines kinases intracellulaires qui vont se phosphoryler réciproquement. 2. InsR phosphoryle IRS-1 (beaucoup de tyrosines phosphorylées) 3. IRS-1 (insulin repsonsive substrate) recrute et phosphoryle bcp de PI3K (domaine catalytique + domaine SH2 reconnait tyrosines phosphorylées de IRS-1) = double amplification 4. Via une série de protéines intermédiaires : modification de l'actine, sortie de Ca++ → signal vers vésicules contenant du GLUT4 = deplacement vers membrane.

Voie de signalisation des EGF (activation de Ras-MAPK) (1)

1. Liaison ligand → Activation domaines kinases des récepteurs par phosphorylation 2. Recrutement protéines cytosoliques reconnaissant spécifiquement des tyrosines phosphorylées : - GRB2 (growth factor recepteur binding protein) : un domaine SH2 de 100 acides aminés, reconnait tyrosines phosphorylées se trouvant dans un contexte de séquence (cote C-terminale). ≠ SH2 : ≠ contexte 3. Changement de conformation de GRB2 → changement de disposition de SH3 (= endo-domaine de GRB2) → reconnaît poly-prolines dans protéine Sos et la recrute. 4. Changement de conformation Sos → se lie spécifiquement à la protéine RAS (= protéine ancrée dans la membrane (queue lipidique)). Normalement : conformation lie GDP. 5. Changement de conformation RAS → GDP <=> GTP (car 10x plus présent dans la cellule). 6. RAS-GTP : active protéines de la voie de signalisation des MAP kinases (mitogen-activated protein kinase) activée par des signaux de prolifération EGF et qui phosphorylent des sérines et des thréonines.

Mécanisme protéine de secretion

1. Ribosome libre dans cytosol rencontre l'ARNm qui code pour protéine qui porte séquence signal. 2. Dès que le signal est formé, la traduction s'arrête et ribosome att d'être reconnu dans cet état par SRP (signal recognition particle) dans cytosol. 3. Le complexe : SRP + le ribosome qui porte séquence signal reconnu par un récepteur membranaire RER = SRP receptor sur sous-unité alpha. 4. SRP-SRPreceptor : capable de lier du GTP lyse donne énergie pour ouvrir translocon -> permet entrée protéine en cours de synthèse dans lumière du RE. 5. Signal peptidase : protéine qui clive la séquence signal d'acides aminés hydrophobes ce qui permet au ribosome de recommencer à traduire le brin d'ARNm et de synthétiser la protéine. Translocation + synthèse = simultanée. Codon STOP : protéine libérer dans lumière du RER + translocon se ferme → début de l'étape du folding

Mecanisme de formation de vesicule : cas de COPII

1. Sar1 = protéine G portant GDP quand libre dans cytosol. Mais lors d'interaction avec protéine transmembranaire intrinsèque au RE Sec12 GDP <=> GTP. ⇒ changement conformation : expose séquence hydrophobe de la protéine qui se lie à la membrane du RER ⇒ ancrage 2. Sar1 attaché à la membrane = site de fixation au complexe protéique de manteau Sec23/24 qui va recruter les protéines transmembranaires de la cargaison en agissant comme une matrice d'affinité (présence séquences d'adressage sur protéines de cargaison spécifiques (tripeptidique et di-acide) à certains sites de la protéine de manteau). 3. Après formation complète du manteau vésiculaire, la sous-unité Sec23 induit hydrolyse de GTP sur Sar1 ce qui donne l'énergie nécessaire à la dislocation du manteau 4. Le changement de conformation vers Sar1-GDP causera sa séparation de la vésicule, ainsi que celle des protéines de manteau Pour les vésicules COPI (vers le RE) et clathrine (endosome), le mécanisme est le même mais les protéines sont différentes

Phase tardive de la voie sécrétoire

1. Transport rétrograde dans l'appareil de Golgi assuré par les vésicules de type COPI 2. Vésicules destinées à fusionner directement avec le lysosome (contournent endosome) sont recouvertes de protéines de manteau de type complexe PA et on ne sait pas si ces vésicules contiennent aussi de la clathrine 3. Les protéines destinées à fonctionner dans la lumière/membrane du lysosome partent du Réseau TransGolgi dans des vésicules entourées de clathrines et ensuite (après dissociation du manteau) fusionnent d'abord avec l'endosome tardif qui livrera son contenu au lysosome. La plupart des vésicules entourées de clathrines contiennent aussi dans leur manteau des complexes PA 4. Vésicule sécrétoire constitutive = sécrétion continue 5. Vésicule sécrétoire régulée = sécrétion qu'en cas d'un signal reçu Pour les vésicules de sécrétion, on ne sait pas encore très bien quelles sont leurs caractéristiques. Elles vont du Réseau TransGolgi jusqu'à la membrane cellulaire

Formation M6P

1. Une GlcNAc phosphotransférase greffe un groupe GlcNAc phosphorylé sur le carbone 6 d'un ou plusieurs résidus mannose. Cette enzyme se lie à des séquences en rouge qui ne sont présentes que chez les protéines destinées aux lysosomes. Seules celles-ci porteront donc le groupe GlcNAc-P. 2. Lorsque la protéine modifiée se détache le la phosphotransférase, une phosphodiesterase clive le groupe GlcNAc laissant donc un résidu phosphorylé sur la protéine lysosomiale 3. Ce résidu est reconnu par le récepteur pour M6P dans le réseau trans-golgien → formation de vésicules

Mécanisme protéine à ancre GPI

1. comme protéine de type I 2. Partie N-terminale dans lumière du RE clivée du domaine transmembranaire et rattachée (lien covalent) à ancre GPI (qui ne traverse que la moité de la membrane) Enzymes = transamidase qui reconnait une certaine séquence sur la protéine

Voie de signalisation des cytokines : voie JAK-STAT

1. érythropoïétine → changement de conformation du récepteur (une rotation relative) : reconnaissance entre protéines JAK et phosphorylation réciproque et du récepteur. 2. Recrutement protéine STAT (signal transducer activator of transcription) : rôle de facteur de transcription. - STAT reconnaît les tyrosines phosphorylées du récepteur et s'y lie via domaine SH2. 3. STAT phosphorylée par JAK (JAK ne phosphoryle pas STAT libres dans le cytosol = pas en contact) 4. Dimérisation protéines STAT en état phosphorylé → expose en surface séquence SLN (localisation nucléaire) reconnue par importine. 5. Dans le noyau : dimères de STAT reconnaissent séquences consensus sur les promoteurs de leur gènes cibles → rôle de régulation de la transcription (activation ou répression). Les récepteurs aux cytokines sont également capables d'activer la voie Ras-Map kinase ainsi que la voie PI3kinase mais la voie principale est la voie JAK-STAT qui ne peut pas être activée par d'autres types de récepteurs (par exemple, la thrombopoïétine induit les 3 voies pour activer les gènes des plaquettes)

Signalisation par protéines attachée à la membrane plasmique

2 cellules interagissent physiquement par leurs protéines transmembranaires. Ces derniers rentrent en contact de manière antiparallèle avec leur domaine extra-cellulaire ce qui va induire un signal à l'intérieur de la cellule. Parfois le signal est transmis que d'un seul côté (Delta-Notch : en engendrant un signal à l'intérieur de la cellule réceptrice) et parfois le signal est transmis des deux côtés (récepteurs à la vésécrine dans la formation des vaisseaux sanguins).

Domaine SH2

2 hélices alpha + 2 feuillets beta. Reconnait tyrosine phosphorylée dans la partie N-terminale et les acides aminés qui la suivent en C-terminale.

Cancer et recepteur EGF

25% des patients ayant le cancer du sein : amplification de l'expression de EGRF 2 (car amplification dans le génome) → beaucoup plus d'ARNm → beaucoup plus de protéines dans la cellule et dans la membrane, où il va se lier aux complexes tétramériques → plus grande sensibilité au ligand → voie de signalisation constante → prolifération des cellules trop importante → pronostic très mauvais (moins de 5 ans). Un médicament a été trouvé, l'Herceptin, qui bloque ce récepteur. Si on l'utilise, le pronostic devient bien meilleur (maladie fatale devient chronique). Mais il faut d'abord prouver que la patiente présente cette anomalie génétique pour lui donner le médicament (médecine personnalisée, on ne traite pas tout le monde avec le même médicament) sinon effet néfaste sur le tissu cardiaque, peut provoquer insuffisance (et médicament très cher)

≠ types de récepteurs à l'EGF

4 gènes ErbB codant pour 4 types de récepteurs à l'EGF ≠. Types 1 et 4 : capacité du lien au ligand + domaine kinase. Ces récepteurs sont complètement fonctionnels. Récepteurs 2 et 3 pas "complets" : • Type 2 : pas de domaine de liaison au ligand mais partie tyrosine kinase très active. → recruté par autres EGFR pour former des complexes tétramériques • Type 3 : pas de domaine tyrosine kinase efficient ( capable de lier ATP mais pas de transférer phosphate sur tyrosine = domaine pseudo kinase) → améliore signalisation des récepteurs 1 et 2 par formation complexe tétramérique. Ces récepteurs sont évidemment impliqués dans la prolifération des tissus épithéliaux et donc jouent un rôle clé dans les cancers. Une mutation ou surexpression de ces récepteurs peut induire un cancer.

Les protéines JAK

4-5x plus grandes que queues cytosoliques du récepteur auquel elles s'attachent. Cytokine contact avec son récepteur : l'active → Protéines JAK se compacte les unes contre les autres, les domaines kinases seront activés (phosphorylation réciproque), tyrosines du récepteur seront phosphorylées. Just another kinase → Janus kinase Plusieurs domaines : - Domaine kinase - Domaine pseudo kinase (aussi présent chez EGF3) : capable de lier ATP mais pas de transférer le phosphate sur son substrat. Le domaine pseudo kinase de JAK lui est indispensable pour son bon fonctionnement physiologique = rôle d'échafaudage. - Domaine SH2 - Domaine FERM (partie N- terminale) : séquence ressemble à protéines du cytosquelette, par laquelle elle JAK se lie au récepteur Au moins 2 par récepteur (récepteurs au moins dimériques) Signalisation demande présence 2 extrémités : N-terminale car s'attache au récepteur et suit changement de conformation pour le phosphoryler et C-terminale pour avoir l'activité catalytique de phosphorylation. Lors de la voie sécrétoire du récepteur de cytokines, la liaison de JAK sur la queue cytosolique du récepteur (la partie extra-cellulaire se trouve dans la lumière du RE) détermine son transport vers la membrane

Protéine STAT

7 protéines de signalisation qui jouent aussi le rôle de facteur de transcription. Modulées = possèdent modules qui reconnaissent d'autres modules : • Domaine de liaison à l'ADN qui reconnaît la séquence consensus sur le promoteur du gène cible • Domaine "linker" qui permet la dimérisation suite à la phosphorylation d'une STAT • Domaine SH2 qui reconnaît la tyrosine phosphorylée du récepteur ou d'une autre protéine STAT • Domaine de transactivation qui doit subir une modification pour que le domaine de liaison à l'ADN puisse vraiment se lier à l'ADN. C'est dans ce domaine que l'on trouve la tyrosine à phosphoryler par JAK. Protéine STAT phosphorylée dans domaine de transactivation : reconnue par domaine SH2 d'une autre protéine STAT (qui possède aussi un domaine de transactivation phosphorylé qui sera reconnu par le domaine SH2 de la première STAT mentionnée) → les dimères de STAT sont donc stabilisées par 2 liaisons phosphotyrosine-SH2. Il existe plusieurs types de dimères de STAT : même type ou types ≠ en fct des séquences d'acides aminés en aval de la tyrosine phosphorylée.

Sensibilité récepteur

Affinité : Km = 1 nM, haute affinité Immunoglobulines : Km de l'ordre du μM Récepteurs cytokines Km de l'ordre du pM En plus des contraintes de distance et de nature chimique, on rencontre maintenant une contrainte de détection, la sensibilité.

Cancer aigu

Cellules tumorales jeunes et non différenciées (blastes) qui prolifèrent à une vitesse supérieure et envahissent d'autres tissus et bloquent la formation normale des tissus d'origine

Cancer chronique

Cellules tumorales sont toujours spécialisées, fonctionnelles biologiquement (ce n'est comme dans le cancer où les cellules deviennent indifférenciées) mais le sang devient trop épais → risque de thrombose, infarctus, AVC... Peuvent aussi évoluer vers une leucémie aiguë car de manière générale, le cancer est une maladie clonale d'hyper prolifération non contrôlée des cellules.

Multimerisation et repliement proteines

Certaines protéines exposeraient parties hydrophobes si elles étaient seules mais peuvent les cacher en formant des multimères. Ex : homotrimères (HA, protéines d'enveloppe du virus de la grippe), hétérotrimères (collagène), hétérotétramères (IgG) Rmq : Les anticorps possèdent des ponts disulfures (LIAISONS COVALENTES) car présence de SH entre les chaînes lourdes et les chaînes légères C'est la partie ouverte qui va reconnaître les antigènes

SRP (signal recognition particle)

Compose d'ARN et de plusieurs protéine P54, P68/72, P9/14 Structure conservée pendant l'évolution : Molécule d'ARN dont la séquence est semblable à celle des transposons dans notre organisme sur laquelle il y a des sous-unités protéiques (dont le nom dépend du poids moléculaire) = échafaudage Fonctionnement : protéine P54 reconnaît toute séquence hydrophobe dont la séquence signal (I, L, V, A, F, M) grâce à sa richesse en Méthionine.

Protéines de type III

Courte séquence N-terminale = extracellulaire et long domaine C-terminal = cytosolique.

Mutation dans la voie de signalisation des cytokines et cancer

Cytokines = signaux transitoires. Si signaux persistants → cancers. Ex : mutation sur la protéine JAK2 V617F. = Mutation acquise par cellule souche → peut donner cancer par hyper production de cellules sanguines matures (maladie clonale → descendant de la même cellule). Localisation : domaine pseudo-kinase → activation domaine kinase de manière constitutive. Ce JAK2 muté va se lier à plusieurs types de récepteurs des cytokines (EpoR, TpoR, GCSFR) et induire leur activation constitutive également → explique le fait qu'on observe ces trois types d'hyperproduction : globules rouges, blancs et plaquettes. Tous produits à partir de la même cellule souche mutée.

GLUT 4

Dans des vésicules intracellulaires. Liaison de l'insuline à son récepteur → signalisation dans la cellule : dirige vésicules contenant GLUT4 vers la membrane = rôle de transporteur, permet aux cellules musculaires/ adipeuses d'utiliser glucose. ≠ Les globules rouges et les cellules nerveuses du cerveau présentent à leur surface le transporteur GLUT1 même à leur état basal. En effet les neurones ont tout le temps besoin de glucose et donc d'un transporteur. Ce n'est pas le cas des cellules musculaires ou adipeuses ce qui explique qu'elles aient besoin d'insuline pour pouvoir consommer le glucose.

Séquence signal

Dans protéines destinées à être sécrétées possèdent une séquence de 14- 16 acides aminés hydrophobes W, A, P, I, L

Problématique en pharmacie : proteine de secretion cas de l'érythropoïétine

Déficit d'érythropoïétine = malfonctionnement des reins (lieu de synthèse) → anémie = fatigue Thérapie de substitution par injection d'érythropoïétine D'abord purifiée = pas efficace puis synthèse à partir du gène (recombinante) mais on s'est rendu compte que la séquence du gène n'était pas la même que celle de la protéine → ne contient pas acides aminés de la séquence signal (dont la première méthionine)

Endoglycosidase D

Détache oligosaccharides des protéines se trouvant dans cis-Golgi (qui ont trois mannoses en moins) mais pas ceux des protéines présentes dans le RE. → après digestion par l'endoglycosidase - protéines RE : petite bande car pas clivée donc migration plus lente - proteine cis-Golgi : bande rallongée car sensible à l'enzyme donc la migration est plus rapide. Plus le temps passe, plus la protéine devient sensible → montre le temps qu'il faut pour que se fasse le transfert du RE vers Cis-Golgi.

Régulation concentration hormone lipophile dans le sang

Doit être une régulation de la synthèse d'hormones (chaque fois hormone lipophile produite, elle sort par la membrane) → régulation des enzymes qui produisent hormones → régulation des gènes qui codent pour ces enzymes => REGULATION DE LA PRODUCTION EN AMONT DE LA GLANDE Ex : production d'hormones corticoïdes (lipophiles) stimulée par ACTH hypophysaire qui agit sur la glande surrénale

Protéines de type I

Domaine N-terminal = extracellulaire Mécanisme // protéines de sécrétion : 1. l'ARNm avec séquence signal de 14-16 acides aminés hydrophobes reconnue par SRP. 2. Interaction complexe SRP-ribosome et le SRP receptor 3. Recrutement de GTP => ouvre translocon. 4. Protéine rentre progressivement dans lumière RE et séquence signal clivée. 5. Ribosome finit traduction domaine transmembranaire = hydrophobe donc rentre pas dans lumière RE => résidus hydrophobes reconnus et domaine déplacé dans membrane lipidique RER + translocon se ferme. 6. Reste protéine synthétisée dans cytosol par ribosome.

Question exam : on choisit une protéine X qui est normalement sécrétée. Ajout d'un signal KDEL? Sur prot type 1 cote C-term?

Elle ne sera pas sécrétée. Par contre pour une protéine transmembranaire de type 1 , comme elle ne se trouve pas dans la lumière du RER, il n'y aura pas d'effet sur l'adressage (ce signal ne fonctionne que dans si ajouté en N-terminal)

Boucles proteines transmembranaires

Entre les domaines transmembranaires = boucles intra ou extra cellulaires /!\ Mutation souvent cause de maladie (+ que mutations domaines transmembranaires).

Contrôle de qualité repliement proteines : Expose trop de résidus hydrophobes en surface

Enzyme chaperonne BIP (binding protein) vient la replier correctement.

Situation normale glucose/ insuline

Equilibre entre le taux de glucose dans le sang et le taux d'insuline libéré dans le sang. Insuline produite dans cellules bêta pancréatiques et stockée dans des vésicules : libérées à la surface lors de l'arrivée de glucose dans la cellule pancréatique Suite à un repas trop abondant, la concentration de glucose devient trop élevée et dépasse le seuil d'activité des transporteurs de glucose → les transporteurs GLUT seront saturés → taux de glucose trop élevé dans le sang → productions de plus d'insuline → beaucoup de glucose stocké dans les cellules adipeuses → taux de glucose sanguin baisse beaucoup → le cerveau nous dit de manger (même si on a beaucoup mangé, on a faim peu de temps après)

Structures récepteurs transmembranaires tyrosine kinase

Etat basal (inactif) : généralement monomères. Sauf InsR et IGF-1R = dimères chez qui il y a eu un clivage d'un précurseur et formation de ponts disulfure entre protomères → structure dimérique. Liaison ligand : active domaine tyrosine kinase en induisant dimérisation des protéines monomériques → phosphorylation réciproque induisant cascade de phosphorylations. /!\ Pour InsR e IGF-1R : pas besoin d'étape de dimérisation (déjà dimères a état basal). Mais contact ligand → rotation dimères = phosphorylation réciproque. Changement de conformation du domaine transmembranaire : domaines tyrosine kinase dans bonne position.

Role insuline

Fonctions de facteur de croissance car a la capacité d'induire mitoses. Fonction principale : régulation de la glycémie. => rôle clé métabolisme.

Si pas d'insuline (ou si la voie de signalisation ne fonctionne pas bien)

Glucose n'entre pas dans les cellules et reste à la surface des cellules. Agit sur protéines membranaires ⇒ toxique. Cellules qui ont besoin de glucose vont commencer à oxyder d'autres molécules pour en tirer de l'énergie et les produits de ces oxydations vont également être toxiques pour notre corps (diabète).

Récepteur EGFR

Groupe tyrosine kinase = protéines transmembranaires dont le domaine cytosolique possède activité enzymatique de tyrosine kinase. Catalyse phosphorylation d'un groupement OH de la tyrosine.

Question d'exam : Une protéine de type I ou II peut-elle avoir des ponts disulfures dans la partie N-terminale ?

I oui mais pas la II → Pas de ponts disulfures dans la partie cytosolique

Csq contrôle de qualité est trop exigeant

Il y a des protéines mutées qui sont bloquées et détruites dans le RE. Elles ne peuvent pas exercer leur fonction et cela entraîne des maladies graves (ex des canaux qui sont essentiels à la membrane)

Recepteur insuline

Insuline trop grande pour rentrer dans cellule par diffusion => lie récepteur en surface de la membrane InsR (déjà dimérisé à l'état basal) = changement conformation et active domaines tyrosine kinase cytosoliques. Hétérotétramère = ponts disulfures entre 2 unités extracellulaires et 2 unités intracellulaires mais considéré comme un dimère.

Mecanisme N-glycosilation

L'enzyme oligosacharyltransférase catalyse le transfert de l'ensemble des molécules glucidiques du dolichol vers l'asparagine. 1) Formation dolichol oligosaccharide dans cytosol (ajout de 2 N-acétylglucosamines et 5 mannoses transférés par des nucléotides) 2) Flip flop de dolichol diphosphate avec oligosaccharide dans la lumière du RE 3) Ajout de 4 mannoses et 3 glucoses transférés à partir d'autres dolichol ayant aussi basculé 4) Reconnue par oligosaccharyltransférase qui le transfert vers l'asparagine Peut se faire en même temps que la fin de la synthèse de la protéine. Ensuite des enzymes vont cliver progressivement les 3 glucoses et 1 mannose et si la protéine est bien foldée, elle pourra commencer son trajet vers l'appareil de Golgi.

Régulation à long terme JAK

Les SOCS : Famille de protéines pas présentes dans cellule à l'état basal. Transcription gène suite à l'arrivée d'une cytokine : voie de signalisation induit transcription de plusieurs gènes dont celui qui code pour protéine SOCS. Les SOCS : affinité recepteur cytokine + JAK > SHP1 => liaison prioritaire 1. Liaison 2. Recrutement des enzymes E3 ligases = catalyse l'ubiquitination des protéines. Ubiquitine = protéine de 76 acides aminés qui va être attachée de manière covalente aux lysines du récepteur et des protéines JAK. SOCS libre pas capable de recruter E3 ligase : necessite conformation liée au récepteur. 3. Signal de poly-ubiquitination → protéasome détruit protéines marquées. Par ce système, cytokines induisent leur propre inhibition → effet transitoire

Examen : est-ce que des protéines EGF induisent des phosphorylations de type sérine, thréonine ou tyrosine ou les deux dans la cellule ?

Les deux

Mannose-6-P

Les protéines qui le portent sur leur sucre seront reconnues par un système enzymatique qui va les envoyer vers le lysosome. Leur sucre sera transformé dans le cis-Golgi et formera une vésicule destinée au lysosome ex. Hydrolases acides très présentes dans lysosome car fonctionnent bien à pH acide. La plupart présentent un motif d'adressage lysosomial mannose-6-P (M6P). Les résidus de M6P qui dirigent les protéines dans les lysosomes sont générés par deux enzymes du Cis-Golgi

Repliement proteine

Lumière de RE induit repliement + possède mécanismes de contrôles : protéine peut passer par le trafic? ou faut la détruire? Protéines doivent être solubles sinon : agrégats dans cellule et mort → séquences hydrophobes = cachées et séquences hydrophiles = exposées à la surface.

Diabète insipide

Maladie auto-immune + fréquente chez les jeunes enfants. Destruction des cellules bêta pancréatiques qui produisent l'insuline. Cette destruction se fait suite à une infection du pancréas par un virus. Les cellules immunitaires voulant se débarrasser du virus vont malheureusement confondre les cellules pancréatiques avec ce dernier et commencer à toutes les détruire. Le vaccin des enfants est un bon moyen de prévenir ce diabète.

Diabète sucré

Maladie dans laquelle la fct de l'insuline non accompli correctement. La fonction principale de l'insuline étant d'activer la translocation de GLUT4 dans la membrane, si elle ne fonctionne pas bien, le glucose ne rentrera pas dans la cellule et va rester dans le sang périphérique. L'inflammation chronique est un des facteurs qui cause une insensibilité à l'insuline car elle inactive les protéines qui sont responsable du relargage des vésicules de GLUT4 à la membrane (mais on ne sait pas trop comment) les cellules deviennent donc insensibles/résistantes à l'insuline. Ces patients-là vont épuiser leurs cellules pancréatiques car le taux de glucose restant élevé dans le sang, elles vont relarguer non-stop de l'insuline pour essayer de compenser. Finalement on va arriver au même stade que les patients avec le diabète de type 1, qui n'ont plus de cellules pancréatiques fonctionnelles. Puisque l'insuline n'aura plus d'effet sur la glycémie, son rôle mitotique sera exagéré sur les cellules endothéliales → ulcères, irritation de la rétine, insuffisance rénale ...

Pathologies lysosomes

Maladies où certaines protéines ne sont plus dégradées dans le lysosome car ce dernier n'est plus assez équipé ou bien équipé pour la lyse de protéine. Dans ce cas, certains médicaments peuvent remplacer ces enzymes qui exploitent cette voie de transport vésiculaire. Pour que les médicaments fonctionnent, ils doivent porter le signal M6P pour être adressés au lysosome. Sans quoi le médicament n'aura aucune efficacité (si mannose pas modifié ou mal modifié...)

ERAD : système de dégradation du RE

Même si cycle avec calréticuline, possibilite protéine n'arrive jamais à se replier. → une enzyme va cliver les mannoses de la protéine et elle sera renvoyée dans le cytosol, où elle sera polyubiquitinée et ainsi reconnue par le protéasome

Trajet proteines dans l'appareil de Golgi

Modification des chaînes oligosaccharidiques liées à N sur les glycoprotéines dans les citernes de l'appareil de Golgi faites par enzymes spécifiques à l'appareil de Golgi. Fait passer la protéine d'un état immature à l'état mature. - Cis-Golgi : La mannosidase clive 3 mannoses - Médian Gogli : Ajout de 3 N-acétylgucosamine + clivage de 2 mannoses + ajout d'un fucose - Trans-Golgi : la galactosyltransférase ajoute 3 galactoses à la chaîne oligosaccharidique - Réticulum transgolgien : Ajout de 3 molécules d'acide sialique par la sialyltransférase sur chacun des galactoses Cette protéine mature aura une durée de vie beaucoup plus longue qu'une protéine immature. Le principe de différentes enzymes par compartiment permet de déterminer d'où vient la protéine (par quel sucre elle porte) = d'où elle a été sécrétée, par où elle est passée.

TGF-β (transforming growth factor)

Molécule de signalisation ∈ famille agit en tant que dimère pour induire signal. Bcp de cystéines → ponts disulfures dans chacun des monomères et forme dimere. Peotéine assez résistante à la dégradation des protéases : très présentes dans milieu extracellulaire pour signalisation paracrine. Produite dans la cellule et sécrétée en complexe avec LAP (une autre protéine qui la protège) en la maintenant dans une structure inactive. Activation : Degradation de LAP par protéases → libere TGF-β. Role : induction prolifération et transformation des cellules mésenchymateuses. Rôle principal : cellules épithéliales = Répression prolifération → Effet de TGF-β dépend de la cellule avec laquelle il rentre en contact Transformation de tissu épithélial en tissu mésenchymateux : ex. frontière entre l'œsophage et l'estomac : Reflux acide → lésions dans les cellules épithéliales de la muqueuse de l'œsophage qui sont donc remplacées par des cellules mésenchymateuses → pathologique. TGF-β a un effet aggravant dans ce type de pathologie s'il est mal placé. ≠ TGF-α : facteur de croissance (famille EGF) agit sur récepteur de type tyrosine kinase à ne PAS CONFONDRE avec TGF-β qui agit sur un récepteur Ser-Thr-kinase.

Est-ce que toutes les protéines commencent avec une méthionine ?

NON

est-ce que tous les ARN messagers commencent par AUG qui code pour la méthionine ?

OUI

Etape de perte de manteau très importante

On ne peut pas envoyer des protéines couvertes car elles ne pourront pas bien exposer leur protéine v-snare et nous pourront donc pas bien fusionner avec leur membrane cible. Si on modifie le GTP pour qu'il ne soit plus hydrolysable, les vésicules vont pouvoir bourgeonner du RE mais gardent leur manteau ce qui l'empêche de fusionner avec sa membrane cible.

Protéines de type II

Partie N-terminale = cytosol et partie C- terminale = milieu extra-cellulaire

Protéine à ancre GPI (glycophosphatidyl inostol)

Partie N-terminale dans milieu extra cellulaire mais pas de domaine transmembranaire car ancrées à la membrane avec un GPI ⇒ beaucoup + mobile et flexible, utile dans certaines situations, ex. récepteur de l'activateur du plasminogène.

Dolichol oligosaccharide

Partie hydrophobe : dolichol phosphate Partie hydrophile (à la fin) : 2N- acétylglucosamines, 9 mannoses et 3 glucoses.

pH dans l'appareil de Golgi

Pas aussi acide que celui dans les endosomes et lysosomes mais est quand même en dessous de 7 (prépare les protéines à leur futur environnement)

Régulation à court terme voie JAK

Phosphatase SHP1 : Protéine cytosolique reconnaît tyrosines phosphorylées (possède domaine SH2). → déphosphoryle JAK et le récepteur = les inactive. Si le gène qui code pour SHP1 est enlevé, on observera une hyperproduction de cellules sanguines puisque la voie de signalisation n'est jamais inactivée. Dans le cytosol : SHP1 existe mais conformation repliée sur elle-même. Qd reconnait tyrosine phosphorylée s'ouvre pour s'activer et devenir capable d'hydrolyser le Pi

Stop-transfer-anchor STA

Portion transmembranaire de la protéine de type I → arrête translocation et ancre la protéine dans la membrane

Signal-anchor SA

Portion transmembranaire des protéines de type II et III → signal qui fait que les ribosomes s'attachent à la membrane de RE et ancre la protéine dans la membrane

Proteines de la cargaison

Proteine transmembranaire liant des protéines solubles dans le lumen → recrutent la cargaison protéique. Proteine G recrutant protéines de manteau et utilisant l'énergie de l'hydrolyse de GTP pour libérer la vésicule de ses protéines de manteau. /!\ Si une protéine transmembranaire de cargaison n'est pas bien foldée dans sa partie luminale elle ne pourra pas bien interagir avec la protéine de manteau (rôle de formation de la vésicule) et la vésicule ne pourra pas bien se former.

EGF

Protéine de 53 acides aminés dont 6 cystéines, dérivé d'un précurseur membranaire. (= protéine transmembranaire produite par voie sécrétoire). → Partie extracellulaire clivée par enzyme : génère EGF. Régulation EGF dans le sang : qd on en a besoin, on le clive de la protéine transmembranaire.

v-SNARE (v de vésicule)

Protéines ancrée par la partie C-terminale - interragit avec protéines t-SNARE de membrane cible en formant un complexe.

Protéines transmembranaires

Protéines qui ont la capacité d'être retenues par la membrane, fonctionnent comme des antennes à la surface des cellules. Possèdent AU MOINS UN domaine transmembranaire d'une séquence de 20-22 acides aminés hydrophobes. → une partie extracellulaire et une partie intracellulaire.

Trafic rétrograde

Protéines reviennent du Golgi pour retourner au RER en bourgeonnant du cis-Golgi. = protéines qui avaient bourgeonné du RER par erreur → Protéine du cis-Golgi renvoie vers le RER (KDEL) en reconnaissant séquence spécifique de 4 acides aminés. → Il y a toujours des signaux spécifiques qui adressent les protéines vers leur cible

Cytokines

Protéines solubles de 160-170 acides aminés qui voyagent dans le sang et qui sont reconnues par des récepteurs spécifiques. Rôle : Régulation de la formation des cellules sanguines matures (hématopoïèse) et de la réponse immunitaire. Les cytokines sont importantes dans la régénération des cellules endothéliales et dans le système hormonal. Récepteurs aux cytokines homodimères ou hétérodimères ou hétéro-trimères. Protéines transmembranaires de type I ne possédant aucune activité enzymatique dans la portion cytosolique (>< récepteurs de type tyrosine kinase). Par contre, ils sont associés de manière non-covalente à des protéines cytosoliques d'activité tyrosine kinase : les JAK.

Mecanisme de liberation de vesicule

Quand les vésicules arrivent à bon port, elles s'arriment comme des bateaux 1. Une protéine Rab-GTP de la membrane vésiculaire interagit avec un effecteur de Rab situé sur la membrane cible → arrime la vésicule à la membrane cible 2. Les protéines v-SNARE de la vésicule vont former un complexe avec les protéines t-SNARE de la membrane cible = interaction des domaines cytosoliques pour former des superhélices très stables par interactions non covalentes → maintiennent vésicule en contact avec membrane cible pour permettre fusion. 3. Fusion des membranes dont le mécanisme précis n'est pas connu 4. Après la fusion, une protéine NSF se lie au complexe SNARE par son domaine α-SNAP et en libère les constituants au moyen d'hydrolyse d'ATP afin qu'ils puissent être utilisés pour une nouvelle fusion vésiculaire 5. Au même moment, la protéine Rab-GTP est hydrolysé en Rab-GDP et le changement de conformation qui s'en suit provoque son détachement de l'effecteur Processus identique pour les synapses mais présence de protéines qui répondent au calcium et qui régulent la réaction et la rendent plus rapide. Il existerait des mécanismes plus efficaces mais l'évolution a déterminé ça comme processus (vésicules).

Désactivation voie de signalisation des EGF

RAS : Après qq secondes/minutes (selon type RAS) hydrolyse GTP → GDP. => perte affinité pour RAF => STOP signalisation. Activité enzymatique GTPase de RAS a besoin de GAP = GTPase accelerating protein pour avoir lieu. → La voie de signalisation est donc régulée par l'interaction entre ligand et récepteur ainsi que par l'interaction entre RAS-RAF

Voie de signalisation des EGF (activation de Ras-MAPK) (2)

RAS-GTP active RAF (= sérine-thréonine kinase) par affinité pour sa sous-unité régulatrice qui normalement bloque RAF (dans le cytosol : RAF maintenue inactive = unité régulatrice + unité catalytique l'une contre l'autre, maintenue inactive par autre protéine qui les phosphoryle). Amplification à 3 niveaux : 1. RAF (MAP kinase kinase kinase) activée → phosphoryle MEK (MAP kinase kinase) → active MAP kinase (ERK) 2. MAP kinase active → phosphoryle substrats dans le cytosol pour d'autres kinases + entre dans le noyau pour phosphoryler facteurs de transcription = change l'expression des gènes (but de la signalisation). /!\ Peu de mutations dans protéines MAP kinases (bien conservée dans l'évolution) mais ++ dans RAS.

Epaisseur membranes organites

RER < CisGolgi < TransGolgi < Réseau trans golgien < membrane plasmique. Séquence 16 acides aminés hydrophobes capable d'ancrer protéine dans membrane du RER mais trop courte pour le faire dans le Golgi ou la MP. Cela explique que les séquences transmembranaires prennent une conformation d'hélice alpha qui leur permet de bien rentrer dans la membrane (si mutation qui l'empêche, la protéine n'arrivera pas jusqu'à la membrane plasmique)

Trafic antérograde

RER → Golgi → membrane

PTB : phosphoryled tyrosine binding domains

Reconnaissent tyrosines phosphorylées mais ≠ en fct des acides aminés qui se trouvent à gauche (SH2 reconnaît les tyrosines phosphorylées en fonction des acides aminés qui se trouvent à droite) et peuvent parfois aussi reconnaître des tyrosines non phosphorylées

Séquence canonique N-glycosylation

Reconnue par enzymes qui ajoutent sucres : Asn- X - Ser/Thr (sinon glycosylation impossible)

Protéine ancrée par la queue

Ressemblent aux protéines de type II = même orientation → partie C-terminale = extra-cellulaire est très courte. Mécanisme de recrutement membrane du RE : Sans SRP, avec d'autres protéines et utilise l'ATP pour avoir de l'énergie.

Mecanisme Type II et III

Ressemblent fortement protéines de type I mais pas de séquence signal car domaine transmembranaire au début de la séquence (partie N-terminale très courte) et peut donc jouer ce rôle de recrutement de la SRP 1. Synthèse de la protéine commence donc dans le cytosol. 2. Ribosome synthétise partie transmembranaire hydrophobe, jouant rôle séquence signal des type I, recrutant SRP 3. Ouverture translocon via hydrolyse de GTP. 4. Dans translocon vont rentrer domaine transmembranaire + partie C-terminale dans le cas des protéines de type II et partie N-terminale dans le cas des protéines de type III → Orientation rentrée domaine transmembranaire dans translocon dpd position séquence riche en acides aminés chargés positivement qui a tendance à rester du côté cytosolique (milieu réducteur) et maintenant translocon ouvert. Translocon se ferme lorsque synthèse de toute la protéine finie.

Les trois vésicules de transport bien caractérisées

Se distinguent par protéines de manteau et voies qu'elles empruntent.

Principe de signalisation des hormones hydrophile

Signal à l'extérieur de la cellule : Reconnu par des protéines transmembranaires Induit cascade de réactions enzymatiques suite au changement de conformation de leur domaine transmembranaire Cette cascade de réaction s'aboutit par l'entrée d'un facteur de transcription dans le noyau (exposition de SNL qui reconnaît une séquence consensus sur le promoteur de leur gènes cible ⇒ Répression ou activation de la transcription des gènes cibles ➔ Même but que hormones lipophiles mais pas de contact avec la protéine qui agit sur le noyau car elle reste à la surface de la membrane. Le signal se fait beaucoup plus rapidement (parfois quelques millisecondes)

Endocrinie

Signalisation à longue distance (hormones et cytokines) qui sont des protéines qui circulent dans le plasma et dont leur concentration dans le sang dépend de signaux de libération de vésicules qui atteignent les cellules productrices. L'absence de ces hormones n'est pas compatible avec la vie

Role glycosylation

Solubiliser la protéine en cachant les domaines hydrophobes donc la stabiliser et diminuer la possibilité de faire du missfolding → La protéine est protégée des protéases du cytosol ⇒ augmente durée de vie proteine. ≠ Certaine protéines fonctionnent comme hormones, sans modification post trad = durée de vie extrêmement courte, vite dégradées par peptidases ou protéases.

Hormones hydrophiles

Stockées dans des vésicules qui fusionnent avec la membrane et qui libèrent l'hormone dans la circulation. Récepteurs tissus cibles = transmembranaire. Ils reçoivent le signal et le transmettent à l'intérieur de la cellule par modification de leur conformation à l'intérieur de la cellule (voie de signalisation par cascade).

Production des hormones stéroïdes (lipophiles)

Synthétisée dans le REL et vont sortir librement dans la cellule puisqu'elles sont solubles dans la membrane plasmique

Production protéines hydrophiles destinées à la sécrétion

Synthétisée dans le réticulum endoplasmique rugueux pour suivre la voie sécrétoire (RER et vésicules abondants)

Hormones lipophiles

Synthétisées dans cellules, en sortent en traversant membrane ou liées à protéines de transport pour arriver au tissu cible. Elles s'attachent à un récepteur cytosolique après avoir traversé la membrane. Messagers lipophiles : ne peuvent pas être stockés dans vésicule car limitée d'une membrane que le messager saura traverser sans problème ex. hormones stéroïdes et hormones thyroïdiennes

La voie de signalisation TGF-β/Smad : proteines impliquées

Très importante pour développement de l'embryon, surtout développement des tissus épithéliaux. TGF-β récepteurs : activité enzymatique de sérine-thréonine kinase. Signal : 3 types de récepteurs ≠ RIII : haute affinité pour TGF-β → augmente sa concentration à la surface de membrane pour RII RII : Ser-Thr-kinase phosphorylée et active de manière constitutive (parfois TGF-β s'y lie directement) RI : domaines Ser-Thr kinase inactifs à l'état basal. Smad : = protéines de signalisation et des facteurs de transcription (normalement inactive dans cytosol ).

Contrôle de qualité repliement proteine : Mauvaise correspondance entre ponts disulfures

UGGT (= UDP glucose glycosyl transférase) rajoute molécule de glucose + recrutement protéine chaperonne calnexine (transmembranaire) et la calréticuline (libre dans la lumière du RER) = interaction de type «lectine» ⇒ Recrutent enzymes isomérases comme PDI. Ex : insuline 6 cystéines et 3 ponts → 15 possibilités et albumine 35 cystéines et 17 ponts Pont disulfure dans RER car milieu oxydatif ≠ cytosol ⇒ Conformation soluble : protéine chaperonne se détache + glucose clivé, protéine continue son chemin. Si protéine pas bien replier, repasse examen 2e fois Caractere réducteur cytosol peu de Ca++ et grande concentration (5nM) en glutathion (= tripeptide réducteur) qui ne peut pas traverser la membrane plasmique et reste donc coincé dans la cellule. Il est synthétisé par la γ-glutamyltransférase (γGT) et n'est utilisable ni pour la synthèse de protéines ni pour comme substrat des transporteurs de cystéine.

Proteine vesicule trafic anterograde

Vésicules de type COPII : protéines de manteau = complexe Sar1+Sec23/24 Recrutent protéines v-snare et de cargaison par interaction entre domaines spécifiques. Dissociation du manteau => recyclage complexes libres + exposition des protéines v-SNARE. Proteine vesicule trafic retrograde grade Vésicules de type COPI : protéines de manteau = coatomères contenant 7 sous-unités différentes COP. But : Recycler la bicouche membranaire et certaines protéines comme v-snare et des protéines résidentes du RE s'ayant échappé par erreur (présentent la séquence KDEL)

Application pharmaceutique vesicule

construction liposomes dans lesquels on introduit des produits médicamenteux qui pourront alors rentrer dans la cellule. On ajoute des signaux qui seront reconnus que par les cellules cibles choisies pour que le liposome aille délivrer le médicament dans les cellules où il faut le faire.

Mutation RAS et cancer

découverte dans un virus qui provoquait un cancer de type sarcome (tumeur des cellules mésenchymateuses, tissus conjonctifs) chez les rats. Le virus modifiait les gènes de l'hôte et les rendait oncogènes. La mutation de RAS la maintenait tout le temps active. Cette mutation : généralement dans domaine d'interaction avec RAF → pas d'action de GTPase et restait tout le temps activé. 60% des cancers humains possèdent des mutations dans la protéine RAS (pancréas, colon... caractérisé de mutations activatrices de RAS dans le processus de tuméfaction) → chaque fois qu'une voie de signalisation reste trop longtemps activée, il y a de fortes chances qu'elle cause un cancer

Techniques de Rayons X et RMN

détermine structure protéines transmembranaires à plusieurs domaines (= facilement cristallisables) → complexes formés par différents domaines transmembranaires forment cristaux stables (jusqu'à maintenant on n'a pas encore pu faire ça pour des protéines de type I, II ou III avec un seul domaine transmembranaire).

Autocrinie

la cellule produit un facteur qui agit sur elle-même

Glycosylation : cas de l'érythropoïétine

les patients anémiques chez qui on donne de l'érythropoïétine recombinée (qui a la même séquence en acides aminés que celle normale) : Injections 3x par semaine = protéine vite dégradée dans corps. Si + autre sites de glycosylation → injections jusqu'à 1x toutes les 3 semaines. Pas reconnue comme immunogène par système immunitaire car les sites de glycosylation = parapluies qui cachent séquences mutées. → moins de formation d'anticorps que pour l'érythropoïétine recombinée simple. → Dopage : utilisation d'érythropoïétine détectable car composition en sucres ≠ protéines endogènes faites par le rein

Paracrinie

signalisation à courte distance, hormone libérée par une cellule qui agit strictement sur une cellule voisine. Ex : • TGF-β voyage dans la matrice extra-cellulaire (stabilisé par ponts S) • Wnt ne peut pas agir dans des très longues distances car doit suivre plan de développement et de différenciation (?) • Hedgehog agit seulement sur cellule adjacente (rendu insoluble par lipides ajoutés)

Les protéines a plusieurs domaines transmembranaires

• Les récepteurs couplés à des protéines G (cf chapitre signalisation) • Protéines de transport (GLUT) • Canaux ioniques dont les parois sont les hélices alpha • Translocon (SEC61) Ancrage protéines dpd longueur séquence N-terminale : - Courte : cas semblable aux protéines de type II et III → présence de SA pour 1er domaine transmembranaire puis translocation "type I" puis "type II" ... - Longue : présence de séquence signal → type d'ancrage "type I" pour commencer puis "type II" ... => COMBINAISON DES MECANISMES STA ET SA

3 types de pathologies : cytokines et cancer

• Polycythémie vera (primaire) : trop d'érythrocytes • Thrombocythémie essentielle : trop de thrombocytes • Trop de granulocytes et monocytes • Myélofibrose : trop de tout, ce qui cause une cicatrisation de la moelle osseuse

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