R Embryologie 7 : Gènes Flashcards
que cause une mutation de gène homéotique?
Cause des transformations homéotiques caractérisé par un segment corporel qui en remplace un autre!
Ex: Pour la drosophile; le gène antennapedia fait que les antennes sont remplacées par des pattes!
les gènes homéotiques sont traduits en quoi?
Facteur de transcription aussi appelés homéoprotéines
homéoprotéines contient quoi?
Ces protéines contiennnent une séquence de 60 aa hautement conservée dans toutes les espèces!!! (L’homéodomaines)
Ex: (levure, drosophila, nématodes, vertébrés)
la séquence de 60 aa des homéoprotéines controle quoi?
controle leur liaison à ADN et à ARN dans certain cas
la séquence de 60 aa est appelée
l’homéodomaine
un homéodomaine est codée par une séquence de …? Est-elle conservée durant l’évolution?
180 nucléotides!
très conservée durant l’évolution
est-ce que tous les gènes ayant un fonction homéotique ont un homéodomaine?
- NON
- Plusieurs gènes ont une fonction homéotique sans avoir d’homéodomaines
expliquer l’analogie entre les homéoprotéines et les clés
- De légères différences au niveau des aa de l’homéodomaine (comme les dents de la clé!) réglementent quelles séquences d’ADN ou ARN (soit la serrure) sont reconnus et lié!
Rôles de l’homéoprotéine
- Chaque homéoprotéine agit sur plusieurs promoteurs, qu’il soit activateurs ou répresseurs de la transcription des gènes qu’elle controle, afin de déterminer l’intensité ou l’absence totale de la transcription de ses gènes subalternes
qu’est ce qui détermine l’intensité de la transcription d’un gène? Avec exemple:
- C’est l‘effet cumulatif d’une multitude de facteurs de transcription activant et inhibant la transcription (homéoprotéines) d’un gène au niveau de son promoteur (allant de l’absence jusqu’à l’extrême)
- Les gènes Bicoïde et Hunchback ative le promoteur even-skipped alors que Giant et Krupel inhibe le promoteur du gène even-skipped. Donc l’effet culmulatif de l’inactivation/activation de even-skipped dicte de l’intensité de la transcription de ce gène.
le segment chromosomique du complexe homéotique primordial contenait combien de gènes au départ?
8
ce complexe homéotique primordial s’est dupliqué et remanié de façon à …
- ce que l’on retrouve 4 complexes HOX (A/B/C/D) sur 4 chromosomes différents chez les mammifères
chacune des séquences Hox A,B,C et D contient combien de gènes? apparenté à?
- 9 à 12 gènes homéobox (ou gènes Hox - italique = gène)
- directement apparentés aux gènes de la drosophile!
quels types de gènes HOX peuvent être substitués sur un autre complexe sans avoir d’impact phénotypique important (si dans le bonne ordre)?
L’ homologie entre ces 4 complexes homéotiques est très importante (p. ex., les HOX-Al, -B1 et D-1 peuvent être substitués sur un autre complexe sans avoir d’impact phénotypique important s’ils sont placés dans le bon ordre (Fig. 108).
Les gènes qui ont le même chiffre se ressemblent d’avantages que la lettre, on dit qu’ils viennent du même gène primordial
Ex: HOX A1, B1 et D1 peuvent être subsitués
est-ce que tous les gènes homéotiques sont des gènes HOX? + Particularité des gènes HOX
NON
Tous les gènes HOX ont un homéodomaines (séquence de 60 aa)
,mais ils existent des gènes homéotiques qui ne sont pas des gènes HOX, car ils ne sont pas localisés dans une des 4 régions chromosomiques contenant les HOX (A-B-C-D)
que contient un gène homéotique?
contient séquence de 180 nucléotides
que contient une homéoprotéine?
séquence de 60 aa
qu’est ce qu’un gène HOX?
situé sur un complexe homéotique (HOX A-B-C-D) dont l’architecture détermine la chronologie (quand il est exprimé) et la topographie (ce qu’il devient ex SNC) de l’expression
quels sont les gènes 3’ des complexe?
HOX A1,B1,C4,D1
quels sont les gènes 5’ du complexe?
HOX A,B,C,D,13
qu’est ce qui joue un rôle majeur dans le contrôle de la transcription de ces gènes hox?
- Le gradient d’acide rétinoique qui est croissant (Plus faible en céphalique et plus concentrée en caudal)
- les gènes en 3’ (céphalique) sont activés à de très faibles concentration en Acide rétinoïque et chaque gène subséquent en 5’ (Caudal) requiert une concentration de Acide rétinoïque plus grande pour être activée
expression d’un gène Hox est donc contrôlé par quoi?
par ou il est localisé sur l’embryon via la concentration d’Acide rétinoïque!
quels gènes sont semblables?
les gènes dérivés d’un même gène primordial sont moléculairement beaucoup plus homologues entre eux (HOX A9, HOX B9, HOX C9, HOX D9) que les autres gènes HOX d’un même complexe (HOX A1 vs HOX A2)
Qu’est ce qui est reponsble de la séquence chronologique de l’Activation des gènes HOX chez l’embryon
C’est cette topographie qui est responsable de la séquence chronologique de l’activation des gènes HOX chez l’embryon: l’activation d’un gène HOX en 3’ active l’expression de son voisin en 5’
qu’arrive t-il avec la structure d’un gène HOX actif au niveau de sa chromatine?
Sa structure chromatinienne change
- passe d’un état fermé et compact (hétérochromatine) a un état ouvert (euchromatine)
ces changements se propagent au HOX suivant en 5’ et l’activent!!
ce qui enclenche la transcription au prochain jusqu’à ce que tout le complexe (HOX-A1 et HOX-A2 ….) soit activé
existe t-il des gènes HOX C1,2,3?
non!
commence à C4
(qui est exprimé en même temps que A4,B4 et D4)
les gènes HOX segmentent l’embryon dans quel axe? et permette quoi exactement
L’axe caudo-céphalique des vertébrés
Ces gènes contrôleurs maitres disent aux cellules qui les expriment quels segments des membres, du SNC et des vertèbres elles doivent former
quels gènes hox sont exprimés en premier?
ceux en plus petits nombres du côté céphalique!
(HOX A1,B1,C4,D1)
(ceux avec le plus grand nombre exprimés en derniers!! = caudal)
quels gènes requiert une très faible concentration de AR?
HOX A1, B1. D1
quels gènes requiert une forte concentration de AR?
HOX A,B,C,D13
Quel gène HOX sont interchangeable (d’ou la grande redondance)
Ceux qui ont la même origine moléculaire, dérivés du même gène primordial (HOX-A1 et HOX-B1….)
rôle d’un morphogène
Active les gènes contrôleur maîtres
donner des exemples de morphogènes
Les Protéines SHH et BMP (Bone morphogenetic proteins)
SHH et BMP sont produits par …
Produites par la chorde et les cellules dorsales du tubes neurales
- cellules dorsales du tube neural sécrètent = BMP
- chorde et cellules ventrales du tube neural = SHH
la segmentation dorso ventrale de l’embryon se fait par
La diffusion des protéines SHH et BMP
la concentration de SHH et BMP étant des morphogènes provoque quoi?
Provoque l’induction des cellules du SNC primitif à se différencier en 7 types distincts de neurones (en stimulant l’expression de différents gènes contrôleurs maitres dans ces 7 différents segments du tube neural)
une forte concentration de BMP stimule les neuroblastes à produire (gènes + ¢)
PAX 3 et 7 (se différencie en neuroblaste dorsaux)
Une forte concentration de SHH stimule neuroblastes à produire quoi?
NKX2.2 et NKX6.1
*et donc à produire les neuroblastes ventraux
le tube neural est segmenté en combien de couches?
7
Ainsi, le tube neural est segmenté ……… par les gènes HOX, et ……. par SHH et BMP. Les facteurs impliqués dans la segmentation médio-latérale sont encore essentiellement inconnus.
caudo-céphaliquement et dorso-ventralement
interaction entre les morphogènes (SHH et FGF10), le mésenchyme et les cellules épithéliales contrôlent quoi?
Contrôle le développement et la segmentation de l’arbre broncho alvéolaire
les cellules mésenchymateuses sécrètent quoi?
FGF10
les cellules épithéliales sécrètent quoi suite à la stimulaiton de FGF10?
SHH
décrire les étapes de la croissance de l’arbre broncho alvéolaire
- cellules mésenchymateuses sécrètent FGF10 qui diffuse et stimule la prolifération cellulaire à l’extrémité du bourgeon épithélial
- FGF10 stimule la sécrétion de SHH par ces cellules épithéliales.
- SHH inhibe la synthèse de FGF10 des cellules mésenchymateuses
- L’agrégat de ¢ mésenchymatheuses est scindé en 2 agrégats indépendants
- Chacun des agrégats de ¢ mésenchymateuses stimule de manière indépendante la prolifération cellulaire à l’extrémité du bourgeon épithélium (divisé en 2 branches)
mutation au niveau de HOX D13 donne…
Des anomalie développementales:
Polydactilie ou syndactilie (doigts palmés) des 5e doigts ou orteils
mutation de HOX A 13 donne …
brachydactilie (des doigts trop courts)
la segmentation du cube se fait en combien d’axes? et que sont-ils
3
- gauche droite; M1 à M3
- céphalo caudal par HOX; C1à C5
- dorso ventral par SHH et BMP; V1 à V5
hélice boucle hélice est un facteur de…
transcription et selon la séquence d’a.a. on va avoir une reconnaissance pour un promoteur ou un autre
qu’est ce qui détermine l’architecture finale des tissus?
interaction entre le mésenchyme, les cellules épithéliales et le gène PAX
quel mécanisme de communication cellulaire?
signal sur la membrane plasmique d’une cellule interagit avec le récepteur d’une cellule cible (macrophages dendritiques qui présentent un antigène à un lymphocyte)
contact direct
qu’est ce que le principe de réponse combinatoire? et qu’est ce qui arrive quand il n’y a pas de signal de survie
Toutes les cellules sont programmées pour répondre de facon très spécifique à une combinaison de signaux. La réponse dépend de:
1. Dépend du type et du nombre de récepteurs
2. Du type et du nombre de signaux auxquelles la ¢ est exposés
3. Le statut de différenciation de la ¢
4. Vitesse de diffusion, vitesse de transport et la demie-vie des morphogènes
Il y a apoptose quand il n’y a pas de signal de survie
comment un même signal peut avoir des effets différents selon le type de cellule?
- différents types de cellules=différents types de récepteurs (qui reconnaissent néanmoins les mêmes ligands) et un différent récepteur peut activer différentes cascades moléculaires
comment peut agir les exosome?
Ils sont excrétés par les cellules et libérés dans le milieu extracellulaire, où ils peuvent agir de facon paracrine (autour de la ¢) ou à distance via la circulation sanguine
décrire les étapes de l’inhibition latérale
- Les cellules similaires veulent inhiber leur voisine
- Les cellules qui résistent mieux à l’inhibition (en orange) expriment un FT permettant synthèse d’un inhibiteur (illustré comme des T dont la base est localisés sur les cellules qui les sécrètent) et diminue la synthèse du récepteur de cet inhibiteur (pour éviter de s’autoinhibé)
- L’inhibiteur des ¢ oranges empêche la synthèse de FT des cellules voisines pour produire des inhibiteurs;
- Ceci diminue ainsi l’inhibition à laquelle les ¢ inhibitrices sont soumises
- Cela renforce le potentiel inhibiteur des cellules résistantes (en rouge)
quel mécanisme est fréquemment utilisé pour induire 2 types de différenciation à partir d’un groupe de cellules initialement identiques
L’induction différentielle via les cellules sécrètent une substance qui induit les cellules adjacentes à changer leur différenciation
qu’est ce que la segmentation par induction séquentielle?
C’est une forme d’induction différentiel où un groupe de cellules induit un autre groupe, qui induit un autre groupe etc..
(par séquence)
comment est accomplie la segmentation gauche droite?
Les battement des cils au niveau du noeud de Hensen cause une expression asymétrique de certains gènes, suite à une augmentation de la concentration de plusieurs morphogènes à gauche du noeud.
l’expression asymétrique de certains gènes dans la segmentation gauche droite est du à …
- Suite à l’augmentation de la concentration de plusieurs morphogènes à gauche du noeud comme
lefty! (molécule qui détermine le côté gauche)
combien de temps dure le cycle oscillatoire de l’expression chez le poulet?
- 90 min
- Durant ce cycle, une tranche de cellules mésoblastiques se différencie en cellules somitiques et leur expression cyclique de ces gènes se fige dans le temps; l’expression cyclique de ces gènes continue dans les cellules de la tranche caudale jusqu’à ce qu’elle se fige à son tour.
- la vague d’oscillation progresse du premier au dernier somite en environ 75 heures vu qu’ils ont une cinquantaine de somites
décrire la cascade moléculaire de l’horloge moléculaire ?
- FGF8 (produit de facon constante) active WNT3a
- WNT3a active AXIN et NOTCH
- AXIN inhibe le promoteur de FGF8 (et donc de WNT3a)
- Supposant qu’AXIN a une demi-vie de 90 minutes, la production de WNT3a sera inhibée pendant une heure;
- ensuite, en l’absence d’AXIN, la protéine WNT3a recommencera à être produite.
décrire l’effet de la concentration de NOTCH sur les somites?
- si la concentration de Notch est plus basse = espace inter somitique
- si concentration de Notch est au maximum =portion central des somites
qu’est ce que le syndrome de Kartagener?
- C’est une anomalie des cils caractérisé par: uneabsence de bras internes et externes de dynéine
- Les cils sont alors immobiles, ce qui tes empêche de générer le flux nodal requis au niveau du nœud de Hensen pour déterminer ta segmentation gauche-droite qui s’établit donc de façon aléatoire (50% normale 50% inversée
- Donc 50% ont une dextrocardie (coeur à droite)
rôle des cils 9+0
- Capter de l’info sensoriel:
rôle chimiosensoriel (grand nombre de récepteurs sur leur membrane plasmique et peuvent être stimulées par morphogènes tels SHH)
mécanorécepteur (reconnaissent le mvt) - Et ensuite de relayer cette infos sensorielles et de les coordonner au sein de différentes voies de signalisation cellulaire (voie shh, voie non canonique WNT, voie de polarité planaire cellulaire PCP)
qu’est ce que le flux nodal de la segmentation gauche droite?
C’est lorsque les cils autour de l’orifice du noeud de Hensen se contractent et établissent un mouvement rotatoire anti horaire
qu’est ce que le syndrome de Meckel Gruber?
Est caractérisé par une anomalie des cils
- des reins très volumineux et polykystiques,
- une dysplasie kystique des canaux pancréatiques et hépatiques,
- une encéphalocèle
- une polydactylie,
la fonction mécanoreceptrice des cils est essentielle à quoi?
- La fonction mécanoceptrice des cils est requise pour permettre de bien polariser certains tubules (Le flux liquidien à l’intérieur d’un tubule pousse tous les cils dans la même direction, ce qui polarise les cellules et le tubule)
- La direction du flux du liquide intra-tubulaire permet aux cellules de s’orienter les unes par rapport aux autres pour former des tubules normaux (Cette polarisation oriente les centrioles et par le fait même, la plaque équatoriale, ce qui détermine l’axe de la mitose.)
comment les cils sont ancrés dans la cellule?
- Les cils sont ancrés dans la ¢ par leur corps polaire composée de 2 centrioles
