10- Mort cellulaire et contrôle de la qualité des protéines (chapitre 10) Flashcards
Nommez les voies cellulaire de l’apoptose.
- Dépendante de l’activation des caspases
- Indépendante de l’activation des caspases
L’autophagie et la nécroptose sont-elles dépendantes ou indépendantes de l’activation des caspases?
indépendantes
C. elegans a été le modèle génétique qui a permis l’identification des gènes impliqués dans l’apoptose au cours du développement. Quels sont-il?
Le criblage génétique a permis d’isoler plusieurs mutants (ex. Ced-1, 2, 3 et 9)
Que maintient le mutant Ced-1 ?
programme de mort cellulaire, mais leurs cellules apoptotiques ne sont pas éliminées
Que ne présentent pas les mutants Ced-2 et Ced-3 ?
ne présentent aucune mort celllulaire : les deux gènes sont donc les deux premiers gènes (pro-apoptotiques) de la mort cellulaire identifiés
Vrai ou faux. Toutes les cellules du mutant Ced-9 meurent
vrai, c’est un gène anti-apoptotique
Quelles sont les protéines essentielles au programme de mort cellulaire chez les mammifères?
- Bax et Bak (famille Bcl2) inhibent Bel-2 et Bel-x.
- Bel-2 et Bel-x sont des gènes anti-apoptotiques qui inhibent Apaf-1 et Caspase.
- Apaf-1 et caspase entraînent l’apoptose.
Décrivez les 4 rôles de l’apoptose dans le développement
- Chez la drosophile, contribue à l’établissement des axes de développement (antérieur-postérieur, dorsal-ventral) pendant l’embryogenèse.
- Élimination des structures inutiles
- (Drosophile) Permet le développement normal de tous les tissus incluant les ailes, les yeux, le système digestif, le système nerveux.
- Permet un contrôle de qualité en éliminant les cellules mal-divisées ou mal-différenciées.
Décrivez les 3 rôles de l’apoptose dans le maintien de l’équilibre tissulaire
- Maintien du nombre de cellules
- Élimination des cellules en surnombre
- Élimination des cellules endommagées ou potentiellement dangereuses
Que se passe-t-il si l’on retire la Casp9 dans le cerveau d’embryons? (2)
- Diminution de la mort cellulaire programmée
- Formation de tumeur potentiellement
Nommez les caractéristiques morphologiques et moléculaires de l’apoptose.
- Modification de la membrane plasmique
- Changement de la perméabilité membranaire de la mitochondrie conduisant à l’activation des caspases
- Clivage de protéines cibles par les caspases
- Fragmentation de l’ADN
- Fragmentation du noyau/condensation de la chromatine/formation de corps apoptotiques/phagocytose des cellules apoptotiques
- Manifestations moléculaires des cellules apoptotiques
Expliquez la modification de la membrane plasmique
- Importante pour la reconnaissance de la cellule apoptotique et son élimination.
- C apop libère des substances (ex. LPC, sphingosine-1 phosphate, ATP et UTP) qui permet leur détection par les macrophages. L’ingestion de la cellule cible et son élimination est réalisée par les macrophages qui distinguent les cellules apop des cellules non apop par les phosphatidylsérines qui sont exposées du côté extracellulaire. Important pour prévenir l’accumulation de produits toxiques libérés par les cellules apop.
Expliquez le changement de la perméabilité membranaire de la mitochondrie conduisant à l’activation des caspases
- Les caspases sont synthétisées sous forme de procaspases (inactives). Le clivage des procaspase active la caspase.
- Libération du cytochrome C.
Expliquez la fragmentation de l’ADN
- L’apoptose peut se faire sans la fragmentation de l’ADN aussi, pas nécessaire à l’apoptose. Une absence de fragmentation d’ADN ne veut pas dire qu’il n’y a pas d’apoptose!
- Analyse de la fragmentation de l’ADN par electrophorèse sur gel d’agarose. Technique in vitro.
- S’il y a fragmentation d’ADN, la mort cellulaire de la cellule est irréversible.
- Le signal apoptotique est transmis au noyau grâce à l’activation de protéines qui dégradent l’ADN (ADNases stockées dans les mitochondries).
- La fragmentation de l’ADN lors de l’apoptose peut aussi dépendre de l’activation des caspases. Lorsque la ICAD est présente, elle inhibe CAD. Lorsque ICAD est coupé par la casp3, elle n’exerce plus d’activité inhibitrice sur CAD (ADNase), celle-ci entre dans le noyau et coupe l’ADN au niveau des liens internucléosomiques.
Expliquez les manifestations moléculaires des cellules apoptotiques
- Activation des protéases spécifiques appelées caspases. Les procaspases sont clivées au niveau des aspartates donnant lieu aux caspases actives.
- Les caspases activées clivent à leur tour les protéines cibles (ex. PARP).
Décrivez le test apoptotique Annexin V.
- Elle se lie aux phosphatidylsérines exposées à la surface extracellulaire de la cellule apoptotique.
- L’annexin V ne peut pas entrer dans les cellules.
Incubation des cellules avec Annexin V couplée au colorant fluorescéine FITC. - Cette réaction est révélée par la coloration verte émise par la fluorescéine FITC.
Qu’est-ce que Annexin V ?
protéine ayant une forte affinité pour les phosphatidylsérines.
Que consiste la technique de visualisation des cellules apoptotiques par le TUNEL?
- Réaction qui consiste en l’ajout par une enzyme transférase des déoxynucléotides dUTP marqués aux extrémités 3’ des fragments d’ADN.
- On peut voir par cette technique la formation des doigts par l’apoptose des cellules constituant l’espace interdigitale.
- Technique in vivo pour voir la fragmentation d’ADN.
Pour quoi est ce que la technique de visualisation des cellules apoptotiques par le TUNEL est-elle utilisée?
Technique utilisée pour marquer les extrémités de fragments 3’ de l’ADN coupées dans les noyaux des cellules en apoptose, dans une coupe tissulaire d’un bourgeon de patte de poulet en développement.
Qu’ont en communs toutes les caspases ?
la sous-unité large et petite en C-terminal
Quelles sont les 2 caspases initiatrices ?
Casp-9 et Casp-8
Que contiennent Casp-9 et Casp-8 ?
Contiennent un domaine CARD (9) ou 2x DED (8) en N-terminal respectivement. Exprimées de manière constitutive sous forme de monomère inactif.
Que nécessite l’activation des Caspases 8-9 ?
Leur activation nécessite la formation de dimères qui se produit par effet de proximité. Les complexes DISC (8/10) et l’apoptosome (9) permettent l’oligomérisation des caspases et leur activation. Les caspases 3 et -7 clivent et activent à leur tour d’autres procaspases exécutrices.
De quoi sont responsables les caspases exécutrices activées ?
sont aussi responsables du clivage d’un grand nombre de protéines cellulaires lors de l’apoptose
Nommez des protéines cellulaires lors de l’apoptose
- protéines de mort cellulaire comme bcl2
- protéine kinase comme AKT
- protéine de structure comme kératine
- protéines du cycle cellulaire p21
- protéine de réparation d’ADN comme PARP
- protéine du métabolisme comme HuR
- protéines impliquées dans le développement de pathologies neurodégénératives
Nommez 2 caspases effectrices de l’apoptose
Casp-3 et casp-7
Que va amplifier la casp-3 activée ?
La casp-3 activée amplifie le signal apoptotique en clivant d’autres molécules Casp-9 qui ne sont pas encore activées en amont. La casp-3 active aussi la caspase effectrice 6 en aval. Les caspases effectrices ont aussi la capacité d’induire la protéolyse de substrat spécifiques.
Quel est le rôle principal des caspases effectrices ?
Cliver les substrats cellulaires, en général, les rendant inactifs dont le résultat est généralement la mort cellulaire.
Vrai ou Faux. Si on surexprime les procaspases, il est possible d’induire l’apoptose puisque la proximité entre-elles augmente.
vrai
Vrai ou Faux. Les caspases ne dégradent pas leurs substrats mais les clivent au niveau de séquences cibles.
vrai
Nommez les deux voies apoptotiques
- Voie apoptotique extrinsèque
- Voie apoptotique intrinsèque
Par quoi est déclenchée la voie apoptotique extrinsèque ?
Déclenchée par la liaison des protéines extracellulaire de signalisation (ex. cytokines) aux récepteurs de mort cellulaire (TNF ou Fas) à la surface de la cellule.
Par quoi est initiée la voie apoptotique extrinsèque ?
Initiée par le complexe DISC qui est formé de protéines adaptatrices recrutant les Casp8/10. Leur activation nécessite la formation de dimères qui se produit par effet de proximité. Cette activation ne nécessite par de clivage, est réversible. L’activation des casp initiatrices par oligomérisation est médiée par un complexe de signalisation comme DISC. et activent les casp3 et 7.
Dans certaines conditions, que recrute la voie extrinsèque ?
recrute les facteurs de la voie intrinsèque pour amplifier l’apoptose
Dans quoi est importante la voie apoptotique extrinsèque ?
Dans le développement de l’immunité et de la réponse immunitaire.
Expliquez la voie extrinsèque via le récepteur Fa (6 étapes)
- Activation via liagand Fas.
- Récepteur recrute grâce à leur domaine de mort (queue cytosolique) des protéines adaptatrices FADD. 3. FADD interagissent avec le domaine DED des procaspases initiatrice (8/10) formant ainsi un complexe de signalisation de l’induction de la mort nommé DISC.
- Au niveau des DISC, les caspases initiatrices sont ainsi activées par rapprochement et s’autoclivent.
- Le clivage protéolytique se fait à l’un des deux sites d’acide aspartique et est catalysé par d’autres caspases actives.
- Lorsque les caspases initiatrices sont activées, elles coupent et activent en aval des procaspases effectrices (3 et 7).
Par quoi est généralement déclenchée la voie apoptotique intrinsèque ?
Par des conditions de stress, radiations, stress oxydant, manque d’oxygène, traitement thérapeutique, manque de nutriments qui activent un programme de l’intérieur de la cellule sans avoir recours à des récepteurs membranaires.
Par quoi est initiée la voie apoptotique intrinsèque ?
Initiée par la libération du cytochrome C provenant de la mitochondrie et par le complexe apoptosome qui est responsable de l’activation de la casp9.
Que conduisent les événements de l’activation apoptotique intrinsèque ?
À l’altération de la perméabilité des protéines (pores) de la membrane mitochondriale. Il a été montré que le relargage initial du cytochrome c à lieu suite à un processus hautement spécifique impliquant les protéines de la famille Bcl2.
De quoi est composé le complexe apoptosome ?
APAF1 (protéine adaptatrice) qui accepte 7 cytochrome C (formation d’un heptamère). La procaspase 9 est recrutée via son domaine CARD. Il peut ainsi y avoir clivage de la procaspase Au niveau de l’apoptosome, les procaspases initiatrices deviennent suffisamment proches les unes des autres pour s’autocliver. Ceci rend le processus d’apoptose irréversible.
Expliquez l’activation de la voie apoptotique intrinsèque par celle extrinsèque.
- Lors de l’activation de la voie apoptotique extrinsèque par les récepteurs de mort cellulaire, la caspase8 scinde Bid produisant une forme tronquée appelée tBid.
- La protéine tBid se déplace ensuite vers la mitochondrie où elle inhibe les protéines Bcl2 anti-apoptotiques et déclenche l’agrégation des protéines BH123 pro-apoptotiques qui libèrent le cytochrome C et donc l’activation des caspases impliquées dans la voie apoptotique intrinsèque.
Vrai ou faux. Chacune des voies apoptotiques utilise sa propre caspase initiatrice et son propre complexe d’activation.
vrai
Que sont les récepteurs de mort cellulaire ?
Protéines transmembranaires renfermant un domaine extracellulaire, un domaine transmembranaire et un domaine de mort cellulaire, qui sont nécessaires au récepteur pour activer le programme d’apoptose.
Décrivez les deux grandes familles de récepteurs de mort cellulaire par apoptose.
- Récepteurs des facteurs de nécrose tumorale (TNF): activées par la protéine de signalisation TNF qui est une cytokine produite lors de l’inflammation.
- Récepteur Fas : sont activés par leurs ligands Fas qui sont présents au niveau de la membrane cytoplasmique des lymphocytes T tueuses.
Vrai ou Faux. Le complexe DISC dans la voie extrinsèque (récepteur Ras) est formé des protéines adaptatrices FADD et des procaspases 8 ou 10.
vrai
Vrai ou Faux. Un traitement UV induit le relâchement de la protéine fusion dans le cytosol.
vrai
Que possède Apaf1 comme domaine?
Possède un domaine CARD.
7 Apaf1 liés au cytochrome C se lient ensemble pour former ______
Un heptamère suite à l’hydrolyse de l’ATP
Vrai ou Faux. L’apoptose peut aussi se produire de façon indépendante des caspases.
Vrai. Ce type d’apoptose se produit via l’activation des enzymes de la dégradation de l’ADN.
Vrai ou Faux. La fragmentation de l’ADN lors de l’apoptose peut aussi dépendre de l’activation des caspases.
vrai
Décrivez les rôles du contrôle de l’activation de la cascade des caspases. (4)
- Empêche l’activation prématurée de l’apoptose
- Assure une survie des cellules face au stress
- un mauvais contrôle peut conduire au développement de pathologies humaines
- Un mauvais contrôle peut conduire à la résistance au traitement thérapeutique
Nommez les régulateurs de l’apoptose.
- Famille Bcl2
- Les protéines IAP et anti-IAP
- Régulation par les facteurs de survie extracellulaire
Que régulent la famille Bcl2 et comment ?
Régulent la voie intrinsèque d’apoptose en contrôlant la libération du cytochrome C et d’autres protéines intermembranaires mitochondriales dans le cytosol en s’aggrégeant à la membrane mitochondriale.
Que vont inhiber les protéines anti-apoptotiques Bcl2 ?
Inhibent constamment les BH123
1) En réponse à un simulus apoptotiques, que font les protéines BH3 activées et comment?
2) Que font alors les protéines BH123 ?
1) Inhibent les protéines anti-apoptotiques Bcl2 (Bcl2, BclXL) en se liant sur leur long motif.
2) Les protéines BH123 comme Bax et Bak forment alors des oligomères dans la membrane externe de la mitochondrie (formation de pores), ce qui induit leur perméabilisation et la libération du cytochrome c et d’autres protéines intermembranaires..
Quelle est la famille contenant une douzaine de membres qui agissent soit comme protéines anti- ou pro-apoptotiques ?
Famille Bcl2.
Nommez les 3 groupes de la familles Bcl2
1) Protéine anti-apoptotique Bcl2 (ex. Bcl2, BclXL).
2) Protéine pro-apoptotique BH123 (ex. Bax, Bak).
3) Protéine pro-apoptotique seulement BH3 (ex. Bad, Bim, Bid, Puma, Noxa).
Vrai ou faux. La famille anti- contrôle la famille pro-apoptotique
vrai
Où sont localisées les protéines anti-apoptotiques Bcl2 ?
Sur la face cytosolique de la membrane externe de la mitochondrie et du RE, où elles aident à préserver l’intégrité membranaire, empêchent par exemple, la libération inapproptiée de protéines intermembranaires de la mitochondrie et du calcium du RE.
Quelles protéines sont essentielles à la survie cellulaire ?
Protéines anti-apoptotique de la famille Bcl2
Que va lier la protéines anti-apoptotique Bcl2 ? Qu’est-ce que ça fait ?
Va lier Bak l’empêchant ainsi de s’oligomériser. Cela inhibe ainsi la libération du cytochrome C.
Que vont empêcher les IAPs ?
IAP empêchent la cellule hôte infectée par le virus de se tuer et donc permettent aux virus de se répliquer pour ensuite infecter d’autres cellules.
Que vont inhiber les IAPs ?
Inhibent l’apoptose en se liant et en inactivant les caspases grâce à leur motifs BIR.
Que peuvent aussi polyubiquitinyler les IAPs ?
Les caspases, les marquant pour leur dégradation par le protéasome. De cette façon, les IAP déterminent un seuil inhibiteur que les caspases actives doivent dépasser pour pouvoir déclencher l’apoptose. Ce seuil est crucial durant le développement embryonnaire et il est maintenu par un équilibre entre les IAP et les anti-IAP.
Que vont empêcher les IAP cytoplasmiques en absence de stimulus apoptotiques ?
Empêchent l’apoptose accidentelle issue de l’activation fortuite des procaspases. On les appelle les protéines de surveillance.
Où sont séquestrés les anti-IAPs ?
Dans la mitochondrie. Si libérés dans le cytoplasme, ils empêchent l’activité des IAP.
Décrire les mécanismes d’inhibition des caspases par les IAP lors d’une situation non apoptotique
- Domaines BIR des IAP se lient aux formes clivées de Casp-9, -3 et -7.
- Ceci empêche la formation des hétérodimères des caspases et leur activation.
Décrire les mécanismes d’inhibition des caspases par les IAP lors d’une situation apoptotique
- Les protéines Smac/Diablo sont libérées de l’espace intermembranaire mitochondrial et se lient avec les IAP.
- La formation des complexes entre Smac/Diablo et les IAPs autorisent la formation des hétérodimères de caspases, qui peuvent dès lors induire la mort cellulaire.
Expliquez la régulation par les facteurs de survie extracellulaire
- Facteurs se lient à des récepteurs à la surface cellulaire et activent des voies de signalisation intracellulaire qui suppriment le programme d’apoptose, souvent en contrôlent l’expression ou l’activité des protéines Bcl2.
- Cellules nerveuses ne recevant pas les signaux de survie libérés par les cellules cibles seront éliminées.
Nommez les mécanismes d’inhibition de l’apoptose par les facteurs de survie extracellulaire
1) Stimuler l’expression des protéines anti-apoptotiques
2) Inhiber l’activation des protéines BH3-seulement
3) Inactiver les anti-IAP
Expliquez le mécanisme d’inhibition de l’apoptose des facteurs de survie extracellulaire permettant de stimuler l’expression des protéines anti-apoptotiques
Activation d’une protéine régulatrice de gène qui augmente la transcription de la protéine Bcl2 qui inhibe l’apoptose
Expliquez le mécanisme d’inhibition de l’apoptose des facteurs de survie extracellulaire permettant d’nhiber l’activation des protéines BH3-seulement
Phosphorylation de Bad qui sequestrait Bcl2 entraine la libération de Bcl2. Ce qui bloque l’apoptose.
Expliquez le mécanisme d’inhibition de l’apoptose des facteurs de survie extracellulaire permettant d’inactiver les anti-IAP
Hid normalement exerce une inhibition sur IAP (anti-IAP), activation de la voie MAP kinase qui phosphoryle une protéine pro-apoptotique Hid. Cela permet d’inactiver Hid et de permettre le blocage de l’apoptose par IAP.
Quel est l’avantage d’exprimer plusieurs membres de la famille BH3-seulement?
Elles répondent chacun à un stimulus apoptotique différent. Certains signaux extracellulaires peuvent bloquer l’apoptose par l’inhibition de l’activité ou de la synthèse des protéines BH3-seulement. Les voies peuvent ainsi travailler parallèlement même si une des voies est bloquée permettant ainsi l’élimination d’une cellule potentiellement dangereuse qui pourrait sinon devenir cancéreuse.
Apprendre la voie de survie PKB/Akt.
Voie nécessaire pour inhiber l’activité des protéines apoptotiques telles les caspases9.
Vrai ou Faux. La nécroptose est une forme de nécrose induite suite à l’activation des récepteurs de mort cellulaire. Elle fait donc appel aux mêmes récepteurs de mort cellulaire qui sont activés par la voie apoptotique extrinsèque.
Vrai. Récepteurs TNF ou Fas. Sur le récepteur TNF, RIPK1 ou 3 se lie via TRADD. Sur le récepteur Fas, RIPK1 ou 3 se lie via FADD.
Décrivez le NMD.
Mécanisme pare-feux qui élimine rapidement les ARNm contenant un PTC (premature termination codon) suite à une mutation au niveau de l’ADN. Si ce mécanisme ne permet pas l’élimination de l’ARNm tronqué, le système de contrôle de qualité des protéines assurera l’élimination des protéines qui sont produites par les ARNm aberrants.
