BIOLOGIE CELL&MOLECULAIRE Flashcards
LE NOYAU (caract, compo, fonctions)
CARACT
- existe des cellules sans noyaux present chez l’humain (G.R. et plaquettes)
- procaryotes ne comporte pas de noyau - eucaryote comporte un noyau
- les levures sont des eucaryotes unicellulaires avec des particularités qui lui sont propres
COMPO
- enveloppe nucléaire constituee d’une membrane nucléaire interne et externe
- membrane du RE
- la lumière du RE
- la lamina nucléaire (donne la structure au noyau.)
- les pores nucléaires
- l’espace plurinuclaire
- nucleole :
*Le nucléole est la région du noyau dans laquelle sont produits les ARN ribosomiques 28S, 18S et 5,8S (ARNr), mais pas l’ARN ribosomique 5S.
*Cette région regroupe les organisateurs nucléolaires
(= les régions du génome portant les gènes codant pour l’ARN précurseur des ARN ribosomiques 28S, 18S et 5,8S).
*Il se désagrège pendant la mitose, lorsque les chromosomes se compactent:
il n’est donc pas visible pendant cette période du cycle cellulaire.
*C’est une région fonctionnelle du noyau, ce n’est pas un compartiment délimité par une membrane ou une enveloppe.
FONCTIONS
- contient notre genome (ADN)
- regulation interactions genome-cytoplasme (noyau delimite par une membrane, ponctuée de pores qui contrôlent les échanges moléculaires entre le noyau et le cytoplasme (ARNm)
- produit les ribosomes (biogenèse dans le nucléole (structure interne du noyau)
- disparait durant la mitose
- importance clinique (maladies dues au dysfonctionnement du transport entre les pores et. le noyau)
LE COMPLEXES DES PORES NUCLEAIRES (NPC) (caract, compo, loca, fonctions)
CARACT
- Les molecules > a 50 KDa ne peuvent pas franchir la barrière seule, sauf par l’aide des molecules d’importation
- 2000 a 6000 pores par noyau
- 2 anneaux (face nucléaire et face cytoplasmique =) sont constituées de fibrilles qui se rejoignent et forment une cage (la cage sera en relation avec le cortex nucléaire (lamina nucléaire) sous membranaire)
COMPO
- l’intérieur des pores est hautement obstrue par des fribilles de nucleoporines contenant des phenylalanine- glycine
- NUCLEOPORINES
- bi-couche lipidiques
LOCA
- complexe protéique traversant l’enveloppe nucléaire
FONCTIONS
- permettent les échanges entre le noyau et le cytoplasme (TRSPT PASSIF=) 5KDa les molecules petites qui passent par les pores nucléaires sans aides)
- transport dans les 2 sens grace a des molecules d’importation (TRSPT ACTIF=) >50KDa les molecule plus larges qui sont aidées par des molecules cargos ou prot permettant le passage des diff molecules par les pores nucléaires)
- regent les échanges entre noyaux/cytoplasme NOYAU -> CYTOPLASME (ARNm; ARNtransfert; particules pre ribosomiques) CYTOPLASME -> NOYAU (histones; lamines; facteurs de regulation de la transcription; ADN; ARNpolymerase)
- L’importation des Protéines se fait grace au NUCLEAR LOCALISATION SIGNAL (NLS)
NLS (NUCLEAR LOCALISATION SIGNAL) (caract, compo, loca, fonctions, mécanisme)
CARACT
- signal present uniquement chez les protéines nucléaires
- sa phosphorylation induit sont inactivation et la dephosphorylation pour la réactiver
COMPO
- sequence variable selon les prot nucléaires mais riches en acides amines (LYSINE; ARGININE)
LOCA
- peut être localise n’importe ou dans la sequence de la protéine (courte sequence)
FONCTIONS
- la cell peut contrôler l’exportation des prot par phosphorylation et dephosphorylation des NLS
MECANISME
- la prot avec le signal de localisation nucléaire de base ne possède pas la taille pour passer. Elle va interagir avec un RECEPTEUR D’IMPORTATION NUCLEAIRE (prot hydrophobe) Ils vont créer un complexe d’hydrophobicite passant tous deux a travers les pores nucléaires. Une fois dans le noyau, se détachent
TRANSPORT NUCLEAIRE ACTIF ( 3mecanismes)
MECANISME
- *IMPORTATION : la proteine ayant un NLS va se lier a un recepteur d’importation nucleaire. Un fois fixes, le complexe passe dans le pore nucleaire. Arrive dans le noyau, la RAN-GTP va prendre la place de la proteine sur la molecule cargot. En prenant sa place, la prot est delivree dans le noyau. La RAN-GTP et la molecule cargot vont ressortir ensemble du noyau. La RAN-GTP va prendre un groupement PHOSPHATE et va devenir RAN-GDP. En devenant, RAN-GDP ell va se dissocier du recepteur pour le rentre libre a nouveau. (Le cycle recommence)
- *EXPORTATION : dans le cytosol se trouve le recepteur d’exportation nucleaire seul. Il va rentre dans le noyau par les pore nucleaires. Dans ke noyau une RAN-GTP et une prot possedant le NES vons se fixer sur la molecule cargot (il faut que les deux soient liees pour que le complexe fonctionne sinon pas fonctionement). Le complexe va resortir du noyau vers le cytosol. Arrive dans le cytosol, la RAN-GTP va perdre un groupement phosphate et devenir RAN-GDP. En devenant RAN-GDP elle va se liberer de la molecule cargot et la proteine va elle aussi se liberer du recepteur d’exportation nucleaire (le cycle recommence)
- *TRANSPORT : c’est une suite d’importation et d’exportation de protéines gouvernée par la RanGTP (faiblement concentrée dans le cytoplasme et fortement dans le noyau). Pour maintenir la concentration de RanGTP dans le noyau, une enzyme, la RanGEF convertie la RanGDP en RanGTP. Pour le cytoplasme, l’enzyme, RanGAP convertie la RanGTP en RanGDP
La grande exception de export (mecanisme)
l’export des ARNm n’utilise pas le système de Ran-GTP.
Sur la terminaison 5’ de l’ARNm est liee à une coiffe (CBC)et sur l’ARNm se trouve le RECEPTEUR D’EXPORTATION NUCLEAIRE.
Toutes les proteines qui sont exclusivemetn nucleaires restent dans le noyau, les autres vont etre exportees vers le cytosol.
Munie de cette coiffe, l’ARNm va etre exportee en passant par les pores nucleaires.
En arrivant dans le Cytosol, le recepteur d’exportation nucleaire se detache de l’ARNm et les FACTEURS D’INITIATION DE LA SYNTHESE PROTEIQUES (eIF4G et eIF4E) viennent se fixer sur la terminaison 5’ de la molecule. La coiffe se detache et laisse place au facteur d’initiation de la synthese proteique eIF4E sur la terminaison 5’ qui elle meme attache eIF4G.
Grace a ce complexe, l’ARNm va s’enrouler pour debuter la traduction (synthese des proteines) et avoir en bout de chaine le codon STOP.
La difference entre la MITOSE et la MEIOSE
LA MITOSE : est un moyen fondamental par lequel les organismes vivants se propagent, se renouvellent, se reparent. Avec une repluication de l’ADN, une segregation des chromosomes et une CYTOKINESIS ou une cell mere devient deux cell filles. Elle est constituée de 4 phases. =) DIVISION CELLULAIRE LA MEIOSE : elle est composée d’1 cycle de duplication de l’ADN (PHASE S) et de 2 cycles due segregation de l’ADN MEIOSE 1 (REDUCTIONELLE) &2 (EQUATIONELLE)). On part initialement avec un HOMOLOGUE paternel et un HOMOLOGUE maternel et la résultante est de 4 gametes haploïdes genitiquements non identiques. =) DIVISION CELLULAIRE AVEC FORMATION DES GAMETES A sa resultante, on a une importance au nv du brassage du materiel génétique.
Donnez les différentes étapes de la MEIOSE (les noms)
MEIOSE 1 :
- PROPHASE 1 :
(1) LEPTOTENE
(2) ZYGOTENE
(3) PACHYTENE
(4) DOPLOTENE
(5) DIACINESE - PROMETAPHASE 1
- METAPHASE 1
- ANAPHASE 1
- TELOPHASE 1
- CYTOCINESE 1
MEIOSE 2 :
- PROPHASE 2
- PROMETAPHASE 2
- METAPHASE 2
- ANAPHASE 2
- TELOPHASE 2
- CYTOCINESE 2
LA PHASE S (fonctions, mécanismes)
FONCTIONS
- phase de Synthese ou l’ADN de la cellule est réplique dans le noyau (10-12h)
- permet a la cell de dupliquer a l’identique son materiel génétique (1 chromosome a 1 chromatide -> 2 chromatides)
MECANISME
- la replication de l’ADN comporte 3 caractéristiques
(1) SEMI CONSERVATRICE : les deux brins dADN sont séparés par une enzyme =) HELICASE.
Cette separation permet a une autre enzyme, l’ADN POLYMERASE de synthétiser 2 brins complémentaires au regard des brins d’ADN de la molecule mere en respectant l’appariement des bases (ATCG)
Ainsi, chaque cell fille conservera la MOITIE du matériel génétique de la mere (constitue d’un brin MATERNEL et un brin NEOFORME)
(2) BI-DIRECTIONELLE : la replication commence au niveau de sequences de nucleotides spécifiques, ORIGINES DE REPLICATION.
La formation des brins complémentaires se fait dans le sens 5’P –> 3’OH.
Or les brins de l’ADN sont ANTIPARALLELES. Donc la synthèse des brins complémentaires se fait dans les deux sens a partir des points initiaux, OEIL DE REPLICATION.
(3) ASYMETRIQUE : l’un des 2 brins, le brin DIRECTEUR, va être synthétisé de façon CONTINUE, tandis que le brin DISCONTINUE (retarde) va être fabrique a l’aide de plusieurs fragments, LES FRAGMENTS D’OKAZAKI
LEPTOTENE (caract, compo, loca, mécanismes)
CARACT
- l’ADN est répliqué
- les 2 copies (2 chromatides) sont liées l’une a l’autre par les COMPLEXES DE COHESINES
COMPO
- centrosomes
- paires de chromosomes homologues
- enveloppe nucléaire
- chromosomes homologues ont leurs telomeres attaches a l’enveloppe nucléaire
LOCA
- lors de la MEIOSE 1 en PROPHASE 1
MECANISME
- debut de l’attachement des telomeres a l’enveloppe nucléaire
- les chromosomes homologues se condensent, s’apparient et la recombinaison génétique commence
ZYGOTENE (loca, caract, fonctions, mécanismes)
LOCA
- meiose 1 en prophase 1
CARACT
- les TELOMERES sont lies a ma face interne de l’enveloppe nucléaire.
FONCTIONS
- mettre les chromosomes en BOUQUET
- debut de l’appariement des chromosomes par la formation du COMPLEXE SYNAPTONEMALE
MECANISME
- le complexe synaptonemale commence a s’assembler localement le long des homologues.
L’assemblage commence sur les sites ou les homologues sont etroitements associés et ou la recombinaison se produit.
- formation du complexe SYNAPTONEMALE tout le long des chromosomes : en direction de ZIPPERING le long des PROTEINACEOUS AXIS
PACHYTENE (caract, loca, fonctions, mécanisme)
CARACT
- les NODULES (lieu de C.O des paires homologues pour former de TETRADES) de recombinaison sont VISIBLES
LOCA
- M1, Prophase 1
FONCTIONS
- le complexe synaptonemal entre chaque paire de chromosomes homologue est MATURE (APPARIEMENT COMPLET)
MECANISME
- avant la formation du complexe synaptonemal, le complexes de RECOMBINAISONS s’assemblent sur les cassures de l’ADN double brin des chromatides soeurs, et facilitent les C.O entre les boucles de chromatides non soeurs provenant des cotes opposes au complexe
- les deux chromosomes apparies forment un BIVALENT
Tétrade = groupe de 4 chromatides Bivalent = groupe de chromosomes homologues enchevêtrés.
- le processus d’assemblage est acheve et les homologues sont réunis sur toute leur longueur.
DIPLOTENE (caract, compo, loca, mecanisme)
CARACT
- les chromosomes “PLUMEUX” montrent leur decondensation traduisant une forte transcription (ARN)
COMPO
- CHIASMA complex present entre les chromatides non soeurs pour maintenir ensemble les chromosomes homologues
- C.O s’est fait au niveau du chiasma (bivalent ayant subi 3 C.O donnant 3 chiasmas) normalement 1 C.O pas chromosomes mais en moyenne 2-3 CO
LOCA
-M1 prophase 1
MECANISME
- “desynapsis” (=dissolution (désassemblage) des complexes synaptonémaux)
- chaque croisement est visible sous forme d’un chiasma
- décondendation dans les ovocytes
- le CO est un mécanisme ou une chromatide “1” a subi des échanges avec la chromatide “3”.
Suite a ca, la presence du chiasma et l’attachement fort l’un a l’autre des bras des chromatides soeurs (par les COMPLEXES DE COHESINE) maintiennent les 2 homologues ensembles après la dissociation du complexe synaptonemal.
DIACINESE (compo, loca, fonctions, mécanismes)
COMPO
- centromere
- 4 chromatides visibles
- chiasma
- l’extremite des chromosomes se detachent de l’enveloppe nucleaire
LOCA
-M1 en Prophase 1
FONTIONS
- marque la fin de la PROPHASE 1
- étape de transition vers la METAPHASE 1
MECANISMES
- terminaison des chiasmas (glissent vers les telomeres cad les chiasmas se trouvent plus vers le bouts des chrosomes et pas au centre des bivalents)
- les telomeres se détachent de l’enveloppe nucléaire
- dans les ovocytes, les chromosomes se recondensent
METAPHASE 1 (mechanism)
MECANISMES - commence par la rupture de l’enveloppe nucléaire. Les chromosomes peuvent s’attacher aux microtubules du fuseau via leurs KINETOCHORES et se mobiliser activement. Se sont retenus ensemble pas les CHIASMAS Ils sont alignes sur l’EQUATUER du fuseau a mi chemin des poles du fuseau Les microtubules des KINETOCHORES attachent les chromatides soeurs d’un homologue , se fixent aux microtubules émanant du meme pole du fuseau méiotique 1 et donc segregent ensemble dans la meme cellule fille en anaphase 1
KINETOCHORES (caract)
CARACT - complexe protéique associe aux centromeres sur les deux chromatides soeurs d’un homologue, ,se fixent aux microtubules provenant du meme pole du fuseau méiotique 1 et donc segregent ensemble dans la meme cellule fille en anaphase 1. (contrairement a la mitose et méiose 2. ou les kinetochores de deux chromatides soeurs se fixent aux poles opposes du fuseau et se repartissent a l’anaphase en 2 cellules filles diff)
METAPHASE 1. ANAPHASE 1. TELOPHASE 1. CYTOCYNESE 1
très similaire a la mitose, mais les cohésines pres des centromeres sont proteges de la SEPARASE et donc les chromatides soeurs restent attachees.
ANAPHASE 1 (mecanisme)
MECANISMES -separation des chromosomes homologues - chaque cellule fille hérite d’un seul chromosome par paire , chaque cellule fille est haploïde
MEIOSE 2 (carat, compo, mechanism)
CARACT -meiose equationelle COMPO -PROPHASE II - PROMETAPHASE II - METAPHASE II - ANAPHASE II - TELOPHASE II - CYTOCYNESE II MECANISMES - en anaphase II, l’APC/C déclenche le clivage des cohesines des centromeres (separation des chromatides soeurs de chaque chromosomes)
LA LAMINA (carat, campo, loca, fonction, mécanismes)
CARACT - alteration de la lamina a cause d’un vieillissement premature =) LA PROGERIA (maladie génétique) COMPO - maillage fibrillaire dense - compose de polypeptides =) LES LAMINES (A/B1/B2/C) (ou A/C sont identiques) LOCA - borde l’enveloppe nucléaire d’une cell (cote nucleoplasmique) FONTIONS - reseat protéique fibreux, homologue aux filaments intermédiaires qui doubles la membrane interne de l’enveloppe nucléaire formant une couche de faible épaisseur et interompue par les pores nucléaires - donne la forme au noyau (support structurel) - rend rigide l’enveloppe nucléaire - role dans la disparition et la reconstruction de la membrane nucléaire lors de la division cell - fixation des chromatides a la periphery du noyau - MECANISMES/SYNTHESE - est uns structure dynamique ou la POLYPEPTIDE DE LAMINE s’assembler en DIMERE DE LAMINE qui permet une association de ces dimere a la queue leu leu formant un POLYMERE et l’association cote a cote des polymères forment les FILAMENTS - par un processus de desphosphorylation (PHOSPHATASES =) enzyme ayant comme fonction d’enlever un groupe kinase d’une molecule) et phosphorylation (KINASES=) catalyse les reactions de phosphorylation parr l’ajout d’un ion phosphate a une molecule cible a partir de l’ATP) Cela permet la dissociation et la reformation de l’enveloppe nucléaire
LA PROGERIA (caract, meccanisme)
CARACT - alteration de la lamina a cause d’un vieillissement premature MECANISMES - une lamina intacte est composée d’un gene LMNA intact. Or, dans le cadre de la PROGERIA, le gene LMNA est mute. la gene lamine A sur le chromosome 1 est le responsable ce qui résulte d’une cell qui ne peut plus migrer dans le noyau, reste attachée a la membrane nucléaire entraînant sa deformation.
LE NUCLEOLE (caract, compo, location, fonctions)
CARACT
- le plus gros sous compartiment du noyau des cell eucaryotes
- n’est pas délimité par une membrane
(pas presence d’organites)
- son evolution : en G2 =) nucleole
: en PROPHASE …-> ANAPHASE =) dissociation du nucléole
: en TELOPHASE -> G1 =) association du nucléole
: en phase S =) presence du nucléole
COMPO
- prot
- ADN
- ARN
LOCA
- se forme autour de regions chromosomiques
(NOR =) nucleolar organizing région)
- dans le noyau de la cell
FONCTIONS
- centre de synthèse des ribosomes
- Synthese des ARNribosomiques
(croissance de proliferation des cell)
- efficacité de la maturation des ARNr
- assemblage des sous unites ribosomiques
- transport des sous unites ribosomiqiues vers le cytoplasme
- disparition avant la division cellulaire et réapparition ensuite
- domaine nucléaire multi-fonctions jouant un role dans l’organisation nucléaire
LE RIBOSOME (caract, compo, loca, synthese, fonctions)
CARACT - complexe ribonucléique (RNP) de très grande taille qui a les protéines d’un ribosome =) ARNr possède l’activité catalytique du complexe RNP COMPO - compose de 2 sous unites (1) la petite (40S) =) porte l’activité de décodage de l’ARNm. Elle est requise pour la reconnaissance codon/anti-codon et assure une traduction correcte de l’information génétique Elle est composée de l’ARNr 18S et de 33 prot (2) la grande sous unite (60S) =) responsable de la formation de la liaison peptidique. La prot naissant sort du ribosome par le tunnel de sortie, ou il est pris en charge par des chaperons pour la replier. Elle est constituee de 3 ARNr (5S, 5.8S, 28S) et de 47 prot LOCA - dans le nucléole ou il est synthétisé - apporte des fonctions dans le cytoplasme SYNTHESE - les ARNp I et III transcrivent le précurseur d’ARNr 35S et 5S, qui s’associent dans le nucléole aux prot ribosomiques et aux facteurs pre-ribosomiques pour former la particule 90S. La pre-60S produira la grande sou suite ribosomique et la pre-40S a la petite. Une séquence de reactions de maturation des ARNr, conjointe a l’association et a la dissociation de facteurs protéiques, accompagne le transport des particules vers le nucleoplasme -> le cytoplasme ou les 2 sous unites matures s’associent a un ARNm pour former un ribosome 80s lors de la traduction FONCTIONS - traduction de l’information génétique codée par l’ARNm en prot
LA CHROMATINE (caract, compo, loca, fonctions, mécanismes)
CARACT
- présente dans les cell eucaryotes
- materiel génétique -
divisee en
EUCHROMATINE
( structure decondenssee pendant l’interphase et est active pour la transcription. Localisee a l’intérieur du nucloplasme)
et
HETEROCHROMATINE
(structure qui ne change pas d’état de condensation au cours du cycle cellulaire, la chromatine non transcrite, qui est plus condensée que l’euchromatine et contient de l’ADN codant et non codant. Localisee en périphérie du noyau et du nucléole)
COMPO
- constituee d’ADN et prot
- son unite fondamentale est le NUCLEOSOME
(compose d’ADN et d’histones. 1er nv de compaction de l’ADN dans le noyau)
LOCA
- dans le noyau de chaque cell
FONCTIONS
- permettre son interaction avec les machinerie protéiques régulant les fonctions de la chromatine (
replication, reparation, recombinaison)
- l’organisation dynamique de la structure chromatinienne influence les fonctions du genome
MECANISMES
- le NUCLEOSOME constitue le 1er nv de compactación de l’ADN dans le noyau.
La structure est répétée pour former des NUCLEOFILAMENTS qui peut adopter un niveau d’organisation plus compacte.
La nv de condensation le plus élevé est atteint en METAPHASE.
En INTERPHASE la chromatine est organisée en territoires fonctionnels
EUCHROMATINE
structure decondenssee pendant l’interphase et est active pour la transcription.
Localisee a l’intérieur du nucloplasme
HETEROCHROMATINE
L’hétérochromatine est par définition la chromatine non transcrite, elle est plus compacte que l’euchromatine.
Elle contient de l’ADN codant et non-codant.
Localisee en périphérie du noyau et du nucléole
Les chromosomes atteignent leur état le plus compacte en métaphase, mais l’hétérochromatine existe à tout moment du cycle cellulaire:
il existe à tout moment des régions d’hétérochromatine et d’euchromatine.
La chromatine est dynamique.
Les régions codantes d’hétérochromatine, silencieuses pour la transcription, peuvent se décompacter et être transcrites, selon les besoins de la cellule.
NUCLEOSOME (caract, compo, mecanismes)
CARACT - l’unite fondamentale de la chromatine -les longueurs de la region d’ADN internucleosomale varie selon l’espace et le type cellulaire (presence d’histones dans cette region) COMPO - particules coeurs (composée d’ADN enroulée atour d’un octamere protéique comprenant 2 exemplaires de chacune des histones H3, H4, H2A, H2B) - regions de liaison qui relient les particules coeurs adjacentes MECANISMES - l’ADN entoure l’histone, cela cree un collier de perles. Unie unite de repetition (ADN + HISTONE = NUCLEOSOME (= un système)
LES HISTONES
COMPO - les histones de la proteine de coeur, H3 H4 H2A H2B, sont des protéines basiques, conservées au cours de l’evolution. - la region conserve est leur domaine central structure du “MOTIF HISTONE FOLD” comprenant 3 helices sépares par 2 boucles. Les extremites N-terminales sont variables et dépourvues de structure secondaire. Extremites riches en LYSINE et ARGILINE (basiques) - les sequences primaires des extremites N-terminales des histones nucleosales indiquant la position des acides amines FONCTIONS - la cible de nombreuses modifications post-traductionelles pouvant affecter leurs charges et l’accessibilité a l’ADN et les interactions protéines/proteines avec le nucleosome - les protéines impliquées dans les interactions avec l’ADN présente le “MOTIF HISTONE FOLD” MECANISME - l’assemblage de l’OCTAMERE d’histone se fait grace aux protéines de coeurs qui s’assemblent. Formation d’un DIMERE H3-H4 et DIMERE H2A-H2B. L’ADN va s’enrouler autour du dimere H3-H4 et les deux diverse H2A-H2B vont se lier au tétramère H3-H4 pour former l’OCTAMERE D’HISTONES
LES ETAPES DE L’ ASSEMBLAGE DE A CHROMATINE
1- la mise en place sur l’ADN, d’un tétramère d’histone (H3-H4) nouvellement synthétisées formant la particule subnucleosomale, a laquelle vient s’ajouter deux diverse H2A-H2B L’ensemble constitue la particule nucleosomale coeur composée de 146 paires de base d’ADN enroulées autoiur de l’octamere d’histones Cette particule de coeur et l’ADN forment le NUCLEOSOME 2- Etape de MATURATION nécessitant la presence de l’ATP, au cours de laquelle les nucleosomes sont regulierement espaces et forment le NUCLEOFILAMENT. A ce moment, les histones sont DESACETYLEES 3- L’incorporation des histones internucleosomales est accompagné par le REPLIEMENT du NUCLEOFILAMENT en fibre très fins. Il existe 2 modeles, TYPE SOLENOIDE TYPE ZIG-ZAG 4- Plusieurs repliements successifs conduisent a des nv d’organisation supérieurs en domaine spécifiques dans le noyau
LES ERREURS AU COURS DE LA MEIOSE
1- NON DISJONCTION DES PAIRES D’HOMOLOGUES :
les homologues ne se séparent pas correctement, ce qui donne une cellule normale
=) CELL EUPLOIDE et une cellule anormal
=) CELLULE ANEUPLOIDE
Au moment de la recondition, les gametes aneuploides produisent des embryons anormaux, donc une majorité meurent et d’autre survivent et sont atteint de
TRISOMIE 21. (
plus l’age de la mere augmente, plus il y a de risque d’une non disjonction des paires d’homologues)
2- LE C.O INEGAL :
n’apporte aucune maladie génique au descendant, mais apporte une richesse de gene au nv du patrimoine génétique a sa descendance.
ce qui va causer des mutations de genes, qui vont finalement donner naissance a deux versions de ce gene, qui sera petit a petit transformer au fil du temps.
La resultante est la formation de FAMILLES MULTIGENIQUES.
Donc une CO inégale apporte une diversité génétique au genome
L’OEUF (caract, compo, loca, synthese, fonctions, mechanisme)
CARACT
- cellules géantes isolées
COMPO
- des reserves en abondances de tous les matériaux nécessaires au développement de l’embryon, jusqu’à temps qu’il puisse se nourrir seul.
- le cytoplasme de l’oeuf contient des reserves nutritives sous la forme du
VITELLUS (jaune d’oeuf),
riche en lipides, et prot et polysaccharides et
des PLAQUETTES VITELLINES (structures granulaires)
- l’ENVELOPPE DE L’OEUF
est une forme particuliere de MEC, constituee principalement de molecules de GAG secretrees par l’oeuf et par les cell environnantes.
- la MEMBRANE PELLUCIDE est une membrane plasmique qui entoure directement l’oeuf
- FONCTION :
protéger l’oeuf contre des lesions mécaniques;
barrière spécifique d’espèce pour les spermatozoides (entree pv pour les spermatozoides de la meme espèces ou etroitements lies)
- VESICULES sécrétrices, situées sous la membrane plasmique dans la region périphérique,
(CORTEX),
du cytoplasme de l’oeuf
- les GRANULES CORTICAUX, sont reparties équitablement dans le cortex de l’oeuf.
LOCA
- l’OVAIRE SYNTHESE
- consequence d’une FECONDATION FONCTIONS
- donner naissance a un nouvel individu complet MECANISMES
- avant d’arriver au stade ou l’embryon peut s’auto nourrir, la cellule géante se divise en de multiples cell plus petites, en integrant des nutriments a partir de sa mere via le PLACENTA.
OVOGENESE (caract, mécanismes)
CARACT - un nombre d’ovocytes fixe a la naissance, pas de renouvellement - une OVOGONIE engendre 1 gamete - le differentiation se fait en parallèle avec la MEIOSE 1 - la meiosedure plusieurs années - un oeuf en cours de développement =) OVOCYTE - le développement de l’ovocyte =) OVOGENESE - la vie FOETALE va de l’étape 1 à 2 - a partir de la 3 nous sommes a la NAISSANCE - de la moitié de la 3 (développement supplémentaire de l’ovocyte primaire) jusqu’à la 5 est a partir de la PUBERTE MECANISMES - la differentiation d’un OVOCYTE en un OEUF MATURE entraine des modifications en coordination avec les étapes de la MEIOSE, durant laquelle les cell germinales font leurs deux dernières divisions spécialisées ( les ovocytes s’ arrêtent pour une période en méiose 1, pendant qu’ils grossissent et se différencient. Apres la méiose 1, ils s’arrêtent en METAPHASE 2 dans l’attente de fécondation) - 5 etapes : (1) CELLULE GERMINALE PRIMORDIALE (2) OVOGONIE (3) OVOCYTE PRIMAIRE (4) OVOCYTE SECONDAIRE (5) OEUF MATURE
(1) CELLULE GERMINALE PROMORDIALE
La cellule germinale primordiale colonise la GONADE (organe animal destine a la reproduction) en formation pour devenir un OVOGONIE
LES QUATRES STADES DE DEVELOPPEMENT DU FOLLICULE OVARIEN
1- LE FOLLICULE PRIMORDIAL
Le follicule primordial est le premier des quatre stades de développement du follicule ovarien.
La plus grande partie des ovogonies se divisent encore après la première division mitotique du gonocyte, mais quelques-unes d’entre elles se différencient en cellules plus grandes, les ovocytes de premier ordre. Immédiatement après cette formation, elles doublent leur capital d’ADN et entrent dans la prophase de leur première division méiotique.
Au cours des mois qui suivent, le nombre de cellules germinales dans les ovaires atteint son maximum, estimé à 7 millions pour les 2 ovaires.
À ce moment commence la dégénérescence cellulaire : de nombreuses ovogonies et ovocytes de premier ordre degenerent (plus de 75 %).
À partir du septième mois de développement embryonnaire, la majorité de ces cellules dégénère, à l’exception d’un petit nombre en surface. Il n’en reste à la naissance qu’un million, et la dégénérescence se poursuit plus doucement jusqu’à la puberté. Il reste alors un pool d’ovocytes I de 400 000 unités.
2- FLLICULES PRIMAIRES
Le follicule primaire est le deuxième des quatre stades de développement du follicule ovarien.
Les cellules de la GRANULOSA reposent sur une membrane basale les séparant du stroma environnant, lequel constitue la thèque folliculaire.
De plus, les cellules folliculaire et l’ovocyte sécrètent un dépôt de glycoprotéines qui recouvre la surface de l’ovocyte et forme la membrane pellucide. Tandis que la croissance folliculaire se poursuit, les cellules de la THEQUE FOLLICULAIRE se différencient en deux couches : 1*une couche externe faite de tissu conjonctif, riche en cellules de type fibroblaste ; 2*une couche interne de cellules sécrétoires.
À la puberté, 5 à 15 follicules primordiaux commencent leur maturation lors de chaque cycle ovarien, l’ovocyte de premier ordre (au stade dictyotène) commence à augmenter de taille, tandis que les cellules épithéliales qui l’entourent deviennent cubiques et se multiplient pour former un épithélium stratifié. Ce sont les cellules de la granulosa. On parle alors de follicule primaire
3- FOLLICULES SECONDAIRES
Le follicule secondaire est le troisième des quatre stades de développement du follicule ovarien.
Ovocyte I entouré de plusieurs couches de cellules folliculeuses formant la GRANULOSA
Le follicule secondaire fait suite au développement du follicule primaire et se caractérise par la formation d’espaces liquidiens qui vont ensuite se rencontrer (confluer) pour former la cavité folliculaire.Début de formation de la THEQUE INTERNE =) Oestrogènes. La zone pellucide occupe une place plus importante. Le follicule fait 0,15 millimètres de diamètre.
4- FOLLICULES TERTIAIRES ou FOLLICULES de DE GRAAF
Le follicule tertiaire est le quatrième des quatre stades de développement du follicule ovarien.
un ovocyte I entouré de la =) GRANULOSA
=) formation de la CAVITÉ ANTRALE ou ANTRUM (liquide folliculaire)
THÈQUE INTERNE =) Oestrogènes
THÈQUE EXTERNE =) tissu conjonctif de soutien
Volumineux ANTRUM bordé par la granulosa
• Ovocyte I fait saillie dans l’antrum au sommet du cumulus oophorus
Les cavités folliculaires qui demeurent autour de l’OVOCYTE forment le CUMULUS OOPHORUS.
• Ovocyte I entouré d’une seule assise de cellules folliculeuses
= corona radiata
À maturité, le follicule dominant peut atteindre jusqu’à 15 mm de diamètre et constitue le follicule tertiaire ou follicule de De Graaf. Les cellules de la thèque et de la GRANULOSA expriment désormais des récepteurs aux androgènes, aux œstrogènes et à la FSH, la maturation du follicule devient donc sous contrôle hormonal.
Les cellules de la thèque interne sont sécrétrices d’hormones stéroïdiennes (principalement androgènes, conséquence de leur expression d’un récepteur à LH) et sont richement vascularisées. La thèque externe est plutôt capsulaire et fibreuse et s’unit progressivement au stroma ovarien pour contribuer à la protection folliculaire.
ORGANISATION FONCTIONELLE DE L’OVAIRE (BILAN)
- Cellules germinales primordiale de l’embryon : par une differenciation nous arrivons a une OVOGONIE (2n) dans un ovaire
- apres plusieurs processuses de MITOSES, il devient un OVOCYTE PRIMAIRE a l ‘interieur d’un FOLLICULE (present des la naissance), et la M1 est interrompue a la PROPHASE (2n)
- le follicule croit et en fin de M1 et au debut de la M2, il y a apparition du PREMIER GLOBULE POLAIRE (n) et ou le FOLLICULE EST MATURE et va donner la RUPTURE DU FOLLICULE qui relacher un OVOCYTE DU 2eme ORDRE avec une M2 interompue a la METHAPHASE
- Si il y a OVULATION, il va y avoir la penetration du spermatozoide qui provoquera l’achevement de la M2 (FECONDATION) et un SECOND GLOBULE POLAIRE (n). Cela engendra la naissance de L’OVULE
- Si pas ovulation ….????
- Corps jaune : Lors de l’ovulation, l’ovocyte est expulsé tandis que le follicule s’affaisse. Les cellules granuleuses se multiplient pour remplir l’espace laissé par l’ovocyte. Ces cellules se transforment et deviennent des cellules lutéales, donnant un follicule nommé corps jaune. Ce dernier a une fonction endocrinienne en synthétisant notamment la progestérone, hormone intervenant en cas de fécondation de l’ovule.
- Corps blanc : Ce dernier stade correspond à la dégénérescence totale du follicule.
- Follicule primaire : Il correspond au premier stade de maturation du follicule où l’ovocyte et les cellules l’entourant grossissent.
- Follicule secondaire : A ce stade, plusieurs couches d’épithélium se forment autour de l’ovocyte. Ce dernier continue également de croître. Les cellules folliculaires prennent alors le nom de cellules granuleuses.
- Follicule secondaire mûr : Une couche de cellules se développe autour du follicule, formant la thèque folliculaire. A ce stade, l’ovocyte sécrète une substance formant une épaisse membrane, la zone pellucide. Un liquide translucide s’accumule également entre les cellules granuleuses.
- Follicule ovarique mûr ou follicule de De Graaf : Le liquide accumulé entre les cellules granuleuses se regroupe et forme une cavité, l’antrum folliculaire. En continuant de se remplir de liquide, la cavité grossit pour finalement isoler l’ovocyte entouré de sa capsule cellulaire, nommée corona radiata. Lorsque le follicule atteint ses dimensions maximales, il est prêt pour l’ovulation.
- Corps jaune : Lors de l’ovulation, l’ovocyte est expulsé tandis que le follicule s’affaisse. Les cellules granuleuses se multiplient pour remplir l’espace laissé par l’ovocyte. Ces cellules se transforment et deviennent des cellules lutéales, donnant un follicule nommé corps jaune. Ce dernier a une fonction endocrinienne en synthétisant notamment la progestérone, hormone intervenant en cas de fécondation de l’ovule.
- Corps blanc : Ce dernier stade correspond à la dégénérescence totale du follicule.
LE CYCLE CELLULAIRE (caract, compo, fonctions, mecanismes)
CARACT
- la duree du cycle est variable
- les methodes d’etudes de la progression du cycle cellulaire : la CYTOMETRIE de FLUX : voir le nombre de cellules en fonction de la quantite d’ADN/cellule
LE BrdU
- N : le nombre de chromosomes par lot haploides
- 2N : le nombre de chromosomes par lot diploide par noyau
- C : quanite d’ADN correspondant a un lot haploide (3x10^9 paires de bases pour l’Homme)
- il existe des organismes TETRAPLOIDES (cellules du foie)
POLYPLOIDES (plantes, champignons…)
COMPO
- divise en 4 phases
(1) G1
(2) PHASE S
(3) G2
(4) PHASE M (mitose, cytocinese)
1-2-3 constrituent l’INTERPHASE
FONCTIONS
- l’ensemble des modifications qu’une cellule subit lors de sa formation se fait lors du cycle cellulaire
- le moyen fondamental par lequel les organismes vivants se propagent, se renouvellent et se reparent
MECANISMES
-G1 & G2 : croissance cellulaire
: temps variable
: la cellule doit s’assurer que toutes les conditions internes et externes sont adequates pour la synthese de l’ADN et la mitose
- S : duplication de l’ADN, prends environ 10-12h
: G1, S, G2 constituent l’INTERPHASE (23, 24 h)
-M : segregation des chromosomes et division cellulaire (1h)
PHASE M (caract, fonctions, mecanismes)
CARACT
- a l’exception des HEMATIES (GR), les cellules nerveuses, fibres muscu, toutes les cellules sont susceptibles de se diviser
- duree de 1h
- les chromosomes sont DECONDENSES (visible) : 1Cellule = 2N;4C ———> 2Cellules = 2N;2C
FONCTIONS
- la division cellulaire permet aux cellules de se reproduire et de se multiplier, car chaque jour +++++ meurent
MECANISME
- 1 cellule mere —-> 2 cellules filles
- la cellule mere :
* les chromosomes
* ma materiel nucleaire
* cytoplasme
x3* = se diviser entre 2 cellules filles et se repartir en 6 etapes
(1) ANAPHASE
(2) PROMETAPHASE
(3) METAPHASE
(4) ANAPHASE
(5) TELOPHASE
(6) CYTOCINESE
- DIVISION CELLULAIRE = MITOSE
- DIVISION CYTOPLASMIQUE = CYTOPLASME
SYNTHESE D’ARN ET PROTEINE PENDANT LE CYCLE CELLULAIRE ?
CHECKPOINTS (caract, compo, fonctions)
CARACT
- tout ou rien
- horloge =) activer les etapes au bon moment
- succession appropriee
- chaque etape est unique (le systeme fait attention qu’il n’y ait pas 2 fois la meme etapes)
- robuste mais adaptables au condition physiologiques
COMPO
- 3 checkpoints
(1) G1/S : environnement favorable ??
(2) G2/M : replication terminee ??
: environnement favorable ??
(3) M : metaphase/ anaphase
: permission de sortir de M ???
FONCTIONS
- le systeme controle si tout est bien en ordre grace a des capteurs biochimmiques specialises pour verifier si tout est ok
Si la phase S est incomplete =) STOP
Si la phase M des chromosomes ne sont pas alignes =) STOP
(2) CDK
CARACT
- CDK (=) kinase dependante de la cycline
- serines- theronines kinases
FONCTIONS
- enzymes catalysant la phosphorylation de proteines cibles (substrats), jouant un role dans les evenements du cycle cellulaire :
*fragmentation de l’enveloppe nucleaire
*compactation des chromosomes
*replication de l’ADN
ou dans l’avancement du cycle
- leur activite consiste a transferer le groupement des gama-phosphate de l’ATP sur une serine ou therosenine, present dans les proteines cibles
A la CONDITION : ces acides amines soient dans une sequence d’acides amines caracteristiques sepcialise reconnue par la kinase
- de cette phosphorilation resulte un changement de conformation des proteines cibles
Cela entraine des proprietes nouvelles pour ces dernieres :
* activation
* inhibition
* changement de partenaire d’interaction
(1) LES CYCLINES (caract)
CARACT
- pas d’activite enzymatique
FONCTIONS
- proteine regulatrice necessaire aux CDK pour quelles soient activees enzymtiquement
LE COMPLEXE CYCLINE/CDK (fonctions, compo, caract, meca)
FONCTIONS
- les complexes Cyclines/CDK controlent :
* l’entree en phase S : point de controle G1
* l’entre en phase M : point de controle G2
* point de controle en M : destruction de toutes les cyclines par le complexe APC et APC initie la separation des chromatides soeurs
COMPO
- 4 types de complexes cycline/CDK, donc 4 types de cyclines, donc 4 partenaires de CDKs
(1) Complexe : G1-Cdk
Cycline : cycline D
Partenaire CDK : Cdk4, Cdk6
—-> le nv de Cyclin D augmente pendant G1 et qud sa concentration de la D-Cdk4 atteint un certain niveau, l’activation de la cycline E-Cdk2 peut entrer G1
(2) Complexe. : G1/S-Cdk
Cycline : cycline E
Partenaire CDK : Cdk2
—> entre dans le cycle celllulaire
(3) Complexe : S-Cdk
Cycline : Cycline A
Partenaire CDK : Cdk2, Cdk1
—–> cibler la replication de l’ADN
(4) Complexe : M-Cdk
Cycline : Cycline B
Partenaire Cdk : Cdk1
—> Les Cdk-M phosphorylent des prot cles provoquant la condensation des chromosomes, la rupture de l’enveloppe nucleaire et l’organisation des micro-tubules du cytosquelette en fuseau mitotiques
CARACT
- Des complexes de cylcines/cdk differents declenchent les differentes etapes du cycle celllulaire.
* La cycline qui agit en G2 pour declencher la phase M : CYCLINE M et le complexe forme : Cdk-M
*Des cyclines differentes, CYCLINES S et CYCLINES G1/S1, se lient a une Cdk differents en fin de G1, pour former :
Cdk-S et Cdk-G1/S
et declencher la phase S
*Les cyclines G1, agissent en phase G1 et se lient aux Cdk pour former Cdk-G1 qui aident la cellule a progresser de G1 vers la PHASE S
MECANISME
Chque Cdk doivent etre phosphorylees et desphosphorylees pour etre activees.
Chcun de ces complexes, cyclines/Cdk activees, phosphoryle a son tour des proteines cibles dans la cellule.
Chque type de complexe declenche une transmission differente dans le cycle cellulaire
Comment l’activite enzymatique de Cdks apparait-elle et disparait-elle au bon moment ?
1- grace aux cyclines.
Elles ne possedent pas d’activites enzymatiques par elles meme, mais se lient aux kinases du cycle pour les rendre actives.
L’activite des Cdk est donc controlee par un cycle de synthse/degradation de leur cycline associee, tout au long du cylce cellulaire.
2- grace a des proteines dephosphorylant (Cdc 25) ou phosphorylant (activatrice ou inhibitrice) (CAK, Wee-1) les CDK.
Elles permettent aussi de completer le controle de l’activite des Cdk
3 etapes vers une activation complete :
(1) cycline
(2) CAK pour le phosphate activateur
(3) Cdc25 pour enlever des eventuels phosphates inhibiteurs
3 etapes vers une inactivation complete :
(1) cycline
(2) un phosphate inhibiteur
(3) Kinase Wee1 pour ajouter le phosphate inhibiteur sur la cycline pour inhiber le phosphate activateur.
3- grace a des proteines inhibitrices, les CKI.
Elles ne regulent que negativement
CDK SONT ACTIVEES PAR :
- phosphatases = Cdc 25 (dephosphorylations activatrice) =) M-Cdk
- kinases = CAK (Cdk activating kinase) =) M-Cdk
CDK SONT INHIBEES PAR :
- kinase = Wee-1 =) M-Cdk
- proteine = CKI (CDK inhibitor) (p16, p21, p27) =) G1-Cdk; G1/S-Cdk; S-Cdk; M-cdk
Quand commencer le cycle ?
La decision d’entrer dans le cycle cellulaire est faite au point G1.
Apres G1, la cellule est obligee de se diviser parce qu’elle commence la replication des ses chromosomes bien avant l’entree en G1 and doit finir le cycle cellulaire.
G1 est une etape decisive pour le cycle cellulaire, c’est l’etape d’une intense regulation.
Divers facteurs determinent si la cellule peut entamer G1.
Des molecules signales determinent si la celllule peut se diviser ou non.
Ces molecules sont : MITOGENES / ANTI-MITOGENES
*Les mitogenes sont des proteines ou des peptides qui induisent les cellules a commencer le cycle cellulaire.
*Les anti-mitogenes inhibent l’entree dans le cycle celluaire
Tout commence avec l’activation ou non de la cycline E-Cdk2.
Comment les mitogenes augmentent l’expression de la cycline D ?
Certains mitogenes, comme le facteur de croissance (EGF = epidermial growth factor), augmente la quantite de cycline D en activant sa transcription.
Les mitogenes lient des recepteurs (recepteur de la TYROSINE KINASE) qui actives un facteur d’echange de nucleotide de GUANINE, sur RAS.
La RAS-GTP, active une MAP kinase qui suit a une activation a un groupe de facteurs de transcription incluant la MYC.
MYC augmente la transcription de la Cycline D.
Parce que le recepteur RAS et MYC regulent l’expression de la cycline.
Une mutation de ces proteines qui la rend continuellement actif peut engendrer des cycles cellulaires incontrollables.
C’est pour cette raison que RAS et MYC sont connus pour etre des oncogenes (favorisent le developpement des tumeurs)
Comment Cycline D-Cdk4 actives cylcine E-Cdk2 ? (3)
- Cycline D-Cdk4 augmente la transcription de la cycline E.
La transcirption de la cylcine E est regulee par un ensemble de facteurs de transcription : (E2F1->E2F5) E2F1, E2F2, E2F3 sont les activateurs de la transcription de la cycline E
: E2F4, E2F5 sont les inhibiteurs de la transcription de la cycline E
- L’interaction entre les E2F proteines et la region regulatrice de la cyclineE est controlee par une autre proteine : RETINOBLASTOMA ou pRb
Quand E2F1->3 sont lies par pRb, ils ne peuvent pas s’associer avec la partie secretrice de la cycline E.
Par contre, quand E2F4-5 sont lies a pRb, il se lie facilement avec la region inhibitrice de la cycline E.
En presence de la pRb activee, la transcription de la cycline E est inhibee et les cellules ne sont pas divisees.
= Parce que pRb ihnibe la divison cellulaire, car il a un mécanisme de suppression tumorale, qui bloque le cycle cellulaire en phase G1 via la séquestration du facteur de transcription E2F.
- La cycline D-Cdk4 declenche la transcription de la cycline E en phosphorylant pRb.
Une fois phosphorylee, pRb ne peut pas s’associer avec les ptoteines E2F.
Libere de pRb, E2F1->3 peuvent lier la secretion de la cycline E pour augmenter sa transcription.
Par opposition, quand E2F4->5 ne sont pas lies a pRb, ils ne peuvent pas lier l’inhibition de la cycline E
- L’activation de la cycline E-Cdk2 est aussi controlee par un positive feedback loop.
Comme precise precedement, pRb est phosphoryle par la cycline D-Cdk4 qui permet de transcrire la cycline E et la formation d’un complexe cyclineE-Cdk2.
Le complexe cycline E-Cdk2 phosphorylise aussi pRb donnat plus de transcription de la cycline E.
Une fois activee, la cycline E-Cdk2 peut maintenir sa propre activite a travers la phosphorylation de pRb et soutenir l’expression de la cycline E
A ce point la, l’activite de la cycline E-Cdk2 devient independante au mitogene.
Pour la majorite des cellules, une fois que le mitogene a cible l’entree de G1, les cellules n’ont plus besoin de mitogenes pour avancer dans le cycle cellulaire
La transition de la metaphase vers l’anaphase est controlee par la degradation des cyclines : complexe APC/C
Le systeme de controle du cycle cellulaire depend aussi d’une PROTEOLYSE CYCLIQUE;
La concentration de chque type de cycline augmente progressivement mais diminent brutalement.
Cette chute est due a la degradation declenchee par la cycline.
Des complexes enzymatiques specialises ajoutent des CHAINES d’UBIQUITINE a la cycline appropireee, ce qui est alors dirigee vers les PROTEASOME pour destruction.
1- Les cellules empechent une separation premature des chromosomes repliques, en s’enroulant dans un complexe proteitique, LES COHESINES.
Les cohesines empechent la separation des chromosomes meme si les chromosomes sont lies aux microtubules.
Cette configuration permet aux cellules de maintenir cette configuration jusqu’a ce que tous les chromosomes soient attaches aux microtubules.
Les cellules demarrent la segregation des chromosomes par l’activation de proteines : “anaphase promoting complex” =) APC
APC une fois liee a la Cdc20 declenchent des proteines specifiques pour la segregation de la cycline B par UNIBIQUITILATION.
La perte de cycline B reduit l’activite des Cdk2 et la destruction de la securine, declenchant la separation des chromosomes.
Cette elimination rapide de la cycline renvoie la Cdk a son etat inactive.
(l’inactivation de Cdk-M, qui est declenchee par la destruction de la cycline M, conduit aux evemenemnt moleculaires qui font sortir la cellule de la mitose)
La SECURINE forme un complexe avec une PROTEASE : SEPARASE.
La securine garde la separase dans un etat inactif.
Le complexe APC et Cdc20 vont enclancher le processus d’UNIBIQUITILATION.
Donc des UNIBIQUITINES vont se lier a la securine qui va etre trnasporter vers le PROTEOSOME pour destruction
Qd elle est relachee de la securine, la separase devient active et digere le complexe de cohesine qui miantenait les chromosomes repliques ensembles.
Une fois liberes de la cohesine, les faisceaux mitotiques tirent les chromosomes de chaque cote de la cellule.
Comment les mitogenes declenchent la division cellulaire ?
Les mitogenes lient des recepteurs qui declenchent un chemin au signal de traduction qui amene a l’activation de la cycline D-Cdk4.
La cycline D-Cdk4 va declencher l’activation de la cycline E-Cdk2 qui va elle meme declencher l’entree en G1 et activer la cycline A-Cdk2.
La cycline A-Cdk2 initie la replication de l’ADN
DES CYCLES CELLULAIRES NON CONVENTIONNELS :
- oeufs amphibien : clivage de la cellule en centaines de cellules sans que son volume change
- le systeme de controle du cycle peut s’addapter a des conditions physiologiques particulieres : tout ou rien
: horloge
: succession appropriee
: chaque etape unique
: robuste mais adaptable
Les cellules cancereuses romptent les regles de controle du cycle cellulaire
Pour éviter la sénescence, les cellules cancéreuses peuvent avoir recours à plusieurs solutions :
(1) générer des signaux de prolifération justement dosés pour inactiver le point de restriction mais ne pas activer la sénescence
(2) bénéficier de mutations inactivant les gènes de la sénescence.
Les gènes suppresseurs de tumeurs p16 et p53 déclenchent la sénescence lorsque la prolifération cellulaire est trop intense. Le gène p53 est inactivé dans la plupart des cancers et l’inactivation de p16 est retrouvée dans de nombreux mélanomes.
Lorsque des dommages surviennent sur l’ADN, comme des mutations ou des cassures, les mécanismes de signalisation des dommages de l’ADN avertissent de ces dégâts pour qu’ils soient corrigés par les systèmes de réparation de l’ADN.
Le gène suppresseur de tumeurs p53 occupe une position centrale dans la signalisation des dommages de l’ADN, ce qui lui vaut le surnom de « gardien du génome ».
P53 active la transcription d’un gene codant pour un inhibiteur de Cdk : P21.
Il va selier aux complexe Cdk-G1/S et Cdk-S et va les empecher de faire entrer la cellule en PHASE S.
Si ces dommages peuvent être réparés et qu’un cycle cellulaire est engagé, p53 active les points de contrôle du cycle cellulaire ce qui provoque l’arrêt du cycle cellulaire jusqu’à ce que les mutations ou cassures de l’ADN soient réparés.
Si les dommages de l’ADN sont graves, p53 provoque la mort programmée de la cellule par apoptose.
ENVIRON 50% DES CELLULES CANCEREUSES SONT DUES A LA MUTATION DE P53.
LA PHASE S (caract, mecaanismes; INITIAL/ CONTROLES)
CARACT
- avant de se diviser, une celllule doit dupliquer son ADN.
Cette replication doit se faire avec une exactitude extreme pour diminuer le risque de mutation dans la generation cellulaire suivante.
MECANISMES
INITIAL :::
- La replication de l’ADN commence au niveau des ORIGINES DE REPLICATION, sequence de nucleotide dispersees a differents endroits dans chq chromosomes.
Ces sequences recrutent des proteines specialisees qui controlent l’initiation et l’achevement de la replicationde l’ADN.
- Un complexe multiproteique, LE COMPLEXE DE RECONNAISSANCE DE L’ORIGINE (ORC), reste lie aux origine de replication pendant tout le cycle cellulaire, il sert de terrain d’atterissage pour d’autres proteines qui se lient avant le debut de la phase S.
- Une proteine regulatrice : Cdc6, est presente a faible concentration pendant la plus grande partie du cycle cellulaire, sa concentration augmente de facon transitoire au debut de GA
La liaison de Cdc6 aux ORC en G1 provoque la liaison d’autre prot pour former un COMPLEXE DE PRE REPLICATION .
Quand ce complex est assemble, l’origine de replication est pret a fonctionner.
L’action des Cdk-S en fin de G1 est la “gachette” qui declenche la replication de l’ADN.
- Les Cdk-S ne se contentent pas de donner le depart de la replication, ils permettent aussi d’eviter une 2e replication.
Ils participent a la phosphorylation de Cdc6, ce qui permettrait a Cdc6 et des proteines du complex de pre-replication de se dissocier de l’ORC apres le depart de la replication.
La phosphorylation de Cdc6 par Cdk-S marque Cdc6 pour la degeneration, ce qui evite une autre replication plus tard dans le cycle.
- Apres la duplication des chromosomes en phase S, les 2 copies restent liees : se sont des CHROMATIDES SOEURS IDENTIQUES.
Elles sont maintenues ensembles par des complexes proteines : LA COHESINE
- La cohesine s’assemble sur toute la longueur de chaque chromatide soeur au cours de la replication de l’ADN en phase S.
Les cohesines forment des anneaux proteiques qui entourent les 2 chromatides soeurs.
Cette cohesion est essentielle pour assurer une segregation correct des chromosomes.
Elle sera rompue plus tard dans la mitose, permettant aux chromatides soeur d’etre separees par les FUSEAUX MITOTIQUES.
LES CONTROLES :::
- Le systeme de controle du cycle cellulaire utilise differents mecanismes de controle pour stopper la progression dans le cycle cellulaire de tout ADN endommage.
(1) Des points de controle de l’ADN endommage en G1 et en phase S : empechent la cellule de demarrer ou finir une phase S et de repliquer l’ADN endommage.
(2) Les points de controle en G2 : empechent la cellule d’entrer en phase M avec une ADN endommage. - Une llesion de l’ADN produit une augmentation de la concentration et de l’activite d’une proteine regulatrice : P53.
P53, active la transcription d’un gene codant pour un inhibiteur de Cdk : P21
P21 se lie aux complexes Cdk-G1/S et Cdk-S et les empechent de faire entrer la cellule en phase S.
- L’arret du cycle en G1 donne a la cellule le temps de reparer son ADN l’ADN endomage avant de la repliquer.
Si les dommages sont trop important : suicide par APOPOTOSE.
- En abs de P53 ou si P53 est defecteurse, la replication de l’ADN endommage conduit a un taux eleve de mutation et la cellule tend a devenir cancereuses (50% de chance que la mutation de P53 donne des cellules cancereuses)
- Si la replication a deja commence, un autre point de controle du cycle cellulaire entre en fonction pour empecher la cellule d’entrer en phase M avec un ADN endommage.
- Pour qu’une cellule entre en mitose, Cdk-M doit etre active par une proteine phosphatase specialisee qui elimine les phosphates inhibiteurs.
- Quand l’ADN est endommage, cette phosphatase activatrice est elle meme inhibitrice et les phosphates inhibitrices ne sont pas retires de Cdk-M qui reste inactif.
Donc, aucune initiation dans la phase M tant que la replication de l’ADN est incomplete.
- Qd la cellule depasse ces points de controle, ADN correctement replique en phase S jusqu’en G2, elle peut entrer en phase M, au cours de lquelle elle va diviser son noyau (mitose) puis sont cytoplasme (cytocinese)
FUSEAUX MITOTIQUES (caract, fonctions)
CARACT
- compose de microtubules et diverses proteines qui reagissent ensemble (plus particulierement les proteines motrices dependantes des microtubules)
FONCTIONS
- responsables de la separation des chromosomes repliques et de l’attribution d’une copie de chque chromosomes a chque cellule fille.
ANNEAUX DE CONTRACTILE (caract, loca, fonction)
CARACT
- forme de filements d’actines et de myosine organises en annneaux autour de l’equateur de la cellule
LOCA
-assemblage en fin de M, juste sous la membrane plasmique
FONCTION
- par sa contraction , l’anneau tire la membrane vers l’interieur, ce qui coupe la cellule en 2
LA PHASE M EST DIVISEE EN 6 STADES (x6, caract)
LES 6 STADES DE LA PHASE M :
(1) PROPHASE
(2) PROMETAPHASE
(3) METAPHASE
(4) ANAPHASE
(5) TELOPHASE
=) LA MITOSE : chromosomes visibles parce qu’ils sont condenses
(6) CYCTOCINES : commence en anaphase et continue pendant la telophase
CARACT
- ils forment ensemble une sequence dynamique au cours de laquelle plusieurs cycles independant (chromosomes, cytosquelette, centrosome) sont coordonnes pour aboutir a la formation de 2 cellules filles genetiquement identiques;
- La cytocinese est terminee a la fin de la telophase, qd le noyau et le cytoplasme de chacune des cellules filles retournent en interphase donnant le signal de terminaison de la phase M
(1) PROPHASE (caract)
CARACT
- les chromosomes repliques
- composes chacun de 2 chromatides soeurs etroitement associees se condensent
- hors du noyau, le fuseau mitotique s’assemble entre les deux centrosomes qui se sont repliques et se sont deja separes.
- dans les cellules diploides, il y aura deux copies de chaun des chromosomes presents
(2 PROMETHAPHASE (carct)
CARACT
- commence brusquement avec la rupture de l’enveloppe nucleaire.
- les chromosomes peuvent maintenant s’attacher aux microtubules du fuseau via leurs KINETOCHORES et se mobiliser activement
(3) METAPHASE (caract)
CARACT
- les chromosomes sont alignes a l’equateur du fuseau, a mi-chemin des poles du fuseau.
- Les microtubules des kinetochores attachent les chromatides soeurs aux poles opposes du fuseau
(4) ANAPHASE (caract)
CARACT
- les chromatides oseurs se separent de facon synchrone pour former deux chromosomes fils et chacun est tire vers le pole du fuseau auquel il fait face.
- Les microtubules attaches aux kinetochores deviennent de plus en plus courts et les poles du fuseaux eux aussi se separent encore plus, les deux processus contribuent a la segregation des chromosomes
ANAPHASE A : depolymerisation des microtubules kinetochoriens vers une migration des chromatideds
ANAPHASE B :
* kinesines : exercer une poussee centrifuge (s’éloigner du centre) via les microtubules polaires
*dyenines : exercer une traction centrifuge sur le pole du fuseau, via les microtubules asteriens
Donc les kinesines (fixes sur la structure fibreuse) et les dyenines (fixes sur la membrane plasmique) se deplacent sur les microtubules et se sont les microtubules qui vont tirer/pousser vers l’arr (eloignement)
(5) TELOPHASE (caract)
CARACT
- les deux ensembles de chromosomes filles arrivent aux poles du fuseau et se decondensent
- une nouvelle membrane nucleaire se rassemble autour de chque ensemble et marque la fin de la mitose.
- la division du cytoplasme commence avec la contraction de l’anneau contractile
(6) CYTOKINESIS (caract)
CARACT
- le cytoplasme est divise en 2 par l’anneau contractile compose d’actine et de myosine qui pince la ceullule en 2 pour creer 2 cellules filles, chacune avec un noyau
PROPHASE (mecanisme des fuseaux mitotique)
EN PROPHASE :
- le fuseau mitotique se forme
- l’assemblage de ce fuseau est tres dynamique dependamment des prop remarquable des microtubules
(se polymerisent et se depolymerisent continuellement par l’addition et perte de leur sous unites de tubuline et chq filament individuellement alterne entre une phase de croissance et une phase de decroissance : INSTABILITE DYNAMIQUE
pendant cette polymerisation : x2 GTP
* GTP de l’alpha tubuline : role structurel
* GTP de la bete tubuline : peit etre hydrolyse en GDP apres assemblage
La GTP- tubuline plus susceptible a la depolymerisation qye la GDP-tubuline)
- Au cours de la mitose, l’instabilite dynamique des microtubules augmentent, apr les Cdk-M qui phosphoryle les prot associees aux microtubules, qui influencent la stabilite des filaments
- pendant la prophase, les microtubules augmentent et diminuent rapidement, s’etendent sur toutes les directions a partir des centrosomes explorant l’interieur de la cellule.
- il existe une interaction entre les microtubules, permettant une stabilisation des microtubules pour former la cadre du FUSEAU MITOTIQUE
- les 2 centrosomes qui ont donne naissance a des microtubules : POLES DU FUSEAU
- les microtubules les reliant : MICROTUBULES INTERPOLAIRES
- l’assemblage du fuseau est entraine par des proteines motrices
- association aux microtubules interpolaires, permettant de relier les 2 jeux de microtubules
PROMETAPHASE : (mecanisme moleculaire precis)
EN PROMETAPHASE :
-debut par la destruction de l’enveloppe nucleaire, qui se casse en petite vesicules membranaires
Cette destruction est declenchee par la phosphorylation et de dementelement qui en resulte, des proteines des pores nucleaires et des filements intermediaires de la lamina nucleiaire, le reseau des proteines fibreuses qui soutient et stabilisent l’enveloppe nucleaire.
- Les microtubules du fuseau qui attendaient a l’interieur du noyau, on maintenant acces aux chromosomes repliques et s’y lient.
- Les microtubules du fuseau sont finalement attaches aux chromosomes par l’intermediaire de complexe proteique : KINETOCHORES
- les kinetochores s’assemblent sur les chromosomes condenses en fin de prophase.
Juste avant la promethaphase, les proteines du kinetochose s’assemble en un complexe sur chq centromere chq chromosome replique a donc 2 kinetochores (un sur chq chromatides), qui sont orientes dans les 2 directions differentes
L’assemblage des kinetochores depend de la presence de la sequence d’ADN du centromere : en absence de cette sequence, pas d’assemblage kinetochores donc pas de separation chromosomique correct lors de la mitose.
- une fois l’enveloppe nucleaire rompu le microtubule va rencontrer un chromosome au hasard et s’y lier : CHROMOSOME CAPTIF
- Le microtubule s’attache au kinetichore : MICROTUBULE DE KINETOCHORE
il relie le chromosome a un des poles du noyau.
Comme les kinetochores des 2 chromatides sont orientes dans des directions opposees, ils ont tendance a s’attacher aux microtubules venant des poles opposes, de sorte que chaque chromosome est lie aux 2 poles du fuseau
- l’attachement des poles opposes : BI-ORIENTATION
cree une tension sur les kinetochores qui sont tires dans les directions opposees.
Cette tension informe (point de controle important du cycle cellulaire) les 2 kinetochores (1 kinetochore humain lie de 20 a 40 microtubules) qu’ils sont correctement attaches et prets a etre separes.
- Les chromosomes ne sont pas de simples passages dans le processus d’assemblage du fuseau mitotique
Ils peuvent stabiliser et organiser les microtubules en fuseaux mitotique fonctionnels
- dans les cellules possedant des centrosomes, les chromosomes, les proteines motrices et les centrosomes collaborent a la formation du fuseau mitotique
METAPHASE : mecanisme moleculaire
EN METAPHASE :
- lors de la prometaphase, les chromosomes qui sont fixes aux fuseaux mitotiques commencent a bouger
Finalement, ils s’alligent au niveau de l’equateur du fuseau, a mi chemin entre les 2 poles : PLAQUE EQUATORIALE
Ce qui definit le debut de la METAPHASE
- un equilibre consistant entre la perte et le gain de sous unites de tubuline est necessaire pour maintenir le fuseau en metaphase.
- si on bloque par la COLCHICINE l’addition de tubuline aux extremites des microtubules, la perte de tubuline se poursuit jusqu’a disparition du fuseau
- les chromosmes reunis a l’equateur du fuseau oscillent, ajustant sans arret leur position, indiquant que le combat entre les microtubules fixes aux poles opposes du fuseau continue aprs que les chromosomes se soit alignes
- si l’attache d’un des kinetochore est detruit le chromosome entier se dirige immediatement vers le pole auquel il est attache
- De meme si on coupe l’attachement entre les 2 chromatides soeurs, elles se separent et s’eloignent vers les 2 poles opposes
- LES CHROMATIDES SUR LA PLAQUE EQUATORIALE Y SONT MAINTENUS SOUS TENSION
ANAPHASE : mecanisme moleculaire
EN ANAPHASE :
- elle commence avec la liberationi des liens de cohesine qui maintiennent ensemble les chromoatides soeurs
Cela permet a chque chromatide d’etre tiree vers le pole du fuseau auquelle elle est attachee
Ce mouvement de SEGREGATION, repartit les 2 jeux identique dfe chromosomes aux extremites opposees du fuseau
- le lien de cohesine est detruit par une protease : SEPARASE
qui jusqu’au debut de l’anaphase est maintenue inactive par la liaison d’une proteine inhibitrice : SECURINE
- au debut de l’anaphase, la securine est la cible d’un complexe proteique qui la deetruit : LE COMPLEXE DE PROMOTIOIN DE L’ANAPHASE (APC)
Une fois la securine eliminee, la separase est libre de briser les liens de cohesine
- le complexe APC non seulement declenche la degradation des cohesines, mais il marque aussi la cycline M pour destruction, ce qui inactive le complexe Cdk-M
Cette inactivation rapide de Cdk-M facilite l’initiation de la sortie de mitose
- une fois seprarees, les chromatides soeurs sont tirees vers le pole auqelles sont attachees.
Elles se deplacent toutes a la meme vitesse
Ce mouvement est la consequence de 2 processus independant controles par des parties differentes du fuseau mitotique
ANAPHASE A
* les microtubules du kinetochore se diminue par depolarisation
* les chromosomes qui y sont attaches se deplacent vers les poles
—-> La force motrice des mouvements provient probablement des proteines motrices associees aux microtubules, agissant sur le kinetochore, aidee par le raccourcissement des microtubules des kinetochores.
La perte de sous unites de tubuline des microtubules des kinetochores dependent d’une protein motrice liee aux microtubules et kinetochores et utilisent l’E libereee par l’hydrolyse de l’ATP pour retirer des sous unites de tubulines des microtubules
ANAPHASE B
* les poles du fuseau eux meme s’eloignent l’un de l’autre contribuant al a segregation des 2 jeux de chromosomes
—–> les poles du fuseau et les jeux de chromosomes continuent a s’eloigner l’un de l’autre.
2 groupes de proteines motrices fournissant les formces necessaire : kinesines, dyneunes.
Elles agissent sur les microtubules du fuseau different
= 1 groupe sur les microtubules longs, se chevauchant les uns sur les autres
Ces proteines font glisser l’un sur l’autre les microtubules interpolaire depuis les 2 poles opposes en repoussant les poles
= 1 groupe agit sur les microtubules des asters, qui s’aetendent des poles a l’equateur et exercent leur poussee de l’equateur vers la peripherie de la cellule
Ces proteines tirent chque pole vers le cortex adjacent en l’eloigant de l’autre pole
- pour controle l’attachement des chromosomes, la cellule utilise un signal negatif :
Les chromosomes pas attaches envoient un signal “STOP” au systeme de controle du cycle cellulaire.
Ce signal inhibera la progression de la mitose en bloquant l’action du complexe APC
- En abs d’APC actif, les chromoatides soeurs restent attachees dupliquees ne peuvent etre separees tant que tous les chromosomes ne sont pas en position correct sur le fuseau mitotique : POINT DE CONTROLE DE L’ASSEMBLAGE DU FUSEAU,
controle la sortie de la mitose
TELOPHASE : mecanisme moleculaire
EN TELOPHASE :
- la phase finale de la mitose
- le fuseau mitotique se defait et une enveloppe nucleaire se reforme autour de chacun des groupes de chromosomes pour former les 2 noyaux des cellules filles
- les vesicules de la membrane nucleaire se regroupe en 1 er autour des chromosomes puis fusionnent pour former une enveloppe nucleaire
- lors de ce processus, les pores nucleaires, les lamines nucleaires, qui ont etait phosphorylees pendant la prometaphase sont dephosphorylees ce qui leur permet de se rassembler pour former respectiviement l’enveloppe nuclaire et la lamina nuclaire
- une fois l’enveloppe nuclaire reformee, les pores vont aspirer les proteines nuclaires, le noyau s’etend et les chromosomes mitotiques condenses se decondensent pour retrouver leur etat d’interphase
- consequence de la decondensation, la transcription des genes peut reprendre
- un new noyau a ete cree et la mitose est terminee
- la cellule ne doit plus que se diviser en 2 cellules filles
CYTOCINESE : caract, processus
CARACT
- processus par lequel le cytoplasme se coupe en 2, termine la phase M
- elle commence en anaphase , mais n’est pas complete avant la formation des 2 noyaux des cellules filles
- dependent d’une structure transitoire faite de fiments d’actine et myosine : l’ANNEAU CONTRACTILE
Cependant, le plant de clivage comme la progression dans le temps de la cytocinese sont determinees par le fuseau mitotique
PROCESSUS
- le 1er signe visible est le plissement de la memebrane plasmqiue et l’apparition d’un sillon a la surface, qui ont lieu pendant l’anaphase
- l’apparition du sillon se fait toujours dans un plan perpendiculaire au grand axe du fuseau mitotique
Cette position permet d’assurer que le SILLON DE CLIVAGE coupera la cellule en 2 groupe de chromosmes, pour que chauque cellule fille recoit un jeu comlet et identique de chromosomes
- qd le fuseau mitotique est au centre de la cellule, les 2 cellules filles produites auront la meme taille
- l’anneau contractile est compose de filaments d’actine et myosine, dispose de facon a se chevaucher.
Ils s’assemblent en anaphase et est fixe a des proteines assemblees a la memebrane, sur la face cytoplasmique de la memebrane plasmique
Une fois assemblee, l’anneau contractile peut exercer une force fournie par le glissement des filament d’actine sur les filaments de myosine
L’anneau contractile s’assemble pour s’effectuer la cytocinese, devient plus petit au fur et a mesure du progres et dispare une fois que la cellule est coupee en 2
- les 2 cellules filles ne sont pas separees par l’action d’un anneau contractile a la surface de la cellule, mais par la construction d’une nouvelle paroi a l’interieure de la cellule.
La place de cette nouvelle paroi determine la position des 2 cellules filles par rapport aux cellules voisines.
- la nouvelle paroi cellulaire commence a s’assembler dans le cytoplasme entre les 2 jeux de chromosomes separes, au debut de la telophase
- le processus d’assemblage est guide par une structure : PHRAGMOPLASTE (formee par le reste de microtubules interpolaires a l’equateur du vieux fuseau mitotique)
- de petites vesicules entourees de membranes, derivant en grande partie de l’AG et remplies des polysaccharides et des glycoprot necessaires a la matrice de la paroi cellulaire sont transportes le long des microtubules formant les PHRAGMOPLASTES
- la elles fusionnent pour former une structure en forme de disque, entouree d’une membrane, qui va grandir vers l’exterieur par fusion avec d’autres vesicules, jusq atteindre la membrane plasmique et la paroi de la cellule originelle et la divise en 2
- apres les microfibrilles de cellulose seront deposees dans cette matrice pour terminer la construction de cette new paroi cellulaire
- dans les cellules en interphase, le RE est en continuite avec la membrane nucleaire et est organisee par les microtubules du cytosquelette
- Au moment d erentrer en phase M, la reorganisation des microtubules liberent le RE (sera coupe en 2 lors de la cytocinese)
L’AG se fragmente pendant la mitose, s’associe ax tubules du fuseau par l’intermediaire de proteines solubles, sont transmis au hasard qd le cytoplasme de la cellule se divise
LE CODE GENETIQUES (def)
DEFINITION
-Le code génétique est un ensemble de règles de correspondance permettant au message génétique (ADN ou ARN) constitué de nucléotides d’être traduit par une cellule en une chaîne polypeptidique (protéine) formée d’acides aminés.
