Quelles sont les étapes du cycle cellulaire ?
Comment varie la quantité d’ADN au cours du cycle cellulaire ?
Quelle est la méthodes d’étude du cycle cellulaire ?
- Marquage au cours de la réplication:
dans les cellules en culture/tissu/organisme + Timidyne3H (Autoradiographie) ou BrDU (Immunohistochimie) durant la phase S
- Mesure de la quantité d’ADN:
Cytométrie en Flux (figure ci-dessous) : Cellule + Intercalant de l’ADN
→ Permet la mise en évidence d’une population asynchrone de cellules
NB: nb cellules = aire sous la courbe
Quelle est la définition du cycle cellulaire ?
C’est un processus fondamental par lequel une cellule-mère donne deux cellules-filles identiques entre elles et à la cellule dont elles dérivent.
Quelle est la durée du cycle cellulaire ?
Durée : très variable en fonction du type cellulaire :
- Embryon de xénope, 30min
- Cellules intestinales, 12h
- Cellules hépatiques, 1 an
En moyenne, les cellules de mammifère ont un cycle de 24h: M = 1h, G1 = 10h, S = 9h, G2 = 4h.
Les durées des phases S et M sont relativement constantes, G2 et surtout G1 sont très variables.
Où se situe les points de contrôle dans le cycle cellulaire ? Quel est leur rôle ?
Existence de points de contrôle : vérifier la fin d’une étape avant de lancer la suivante; dans le cas contraire : attente, réparation ou apoptose.
La perte de ces mécanismes de surveillance => instabilité génétique => cellules tumorigènes
Quelles sont les Cdk et Cyclines qui rentrent en jeu dans le cycle cellulaire ? A quel moment ?
G1 : Cdk4/Cycline D et Cdk6/Cycline D
G1-S: Cdk2/Cycline E
S: Cdk2/Cycline A
G2: Cdk1/Cycline A
G2-M: Cdk1/Cycline B
Que sont la Cdk et la cycline ?
CDK : Cyclin-Dependent-Kinase
Kinase = enzyme = protéine
Le repliement de la Cdk fait apparaître des domaines particuliers: domaine d’interaction avec la cycline,boucle d’activation et ATP
Cdk est une kinase qui phosphoryle d’autres protéines (=substrats) en transférant le 3e phosphate de l’ATP sur le substrat. Elle est également phosphorylable par d’autres kinases et déphos-phorylable par des phosphatases
Dans le complexe Cdk/Cycline :
- *Cdk est la sous-unité catalytique**. Elle possède l’activité et phosphoryle des protéines cibles
- *La Cycline est la sous-unité régulatrice**. Elle régule l’activité de la Cdk
Comment se fait la régulation de l’activité Cdk/Cycline ?
Le cycle cellulaire dépend d’une balance entre activités kinase et phosphatase.
Activité de la kinase Cdk dépend de :
- Association avec une cycline
- Phosphorylation: activatrice (par CAK = Cdk Activating Kinase) inhibitrice (par Wee1/Myt1)
- Déphosphorylation activatrice (par Cdc25)
- Présence / Absence d’inhibiteurs
- Localisation subcellulaire
Comment se fait l’association Cdk/Cycline ?
La cycline va s’associer avec la Cdk => Déplacement de la boucle d’activation (=Modification de la structure de la kinase) => Accessibilité du site actif de la kinase. Sous cette forme, la Cdk a une faible activité kinasique
Comment se fait la phosphrylation activatrice des Cdk ?
- Phosphorylation activatrice par la CAK qui ne fonctionne que sur le dimère Cdk/Cycline
- Entraine une activité kinasique totale => Stabilisation du dimère et positionnement du substrat
- Phosphorylation du substrat par utilisation d’ATP (déjà présent sur la Cdk)
Comment fonctionnent les inhibiteurs de l’activité des Cdk: les CKI ?
Deux types de mécanismes d’inhibition :
- Association à la Cdk seul empêchant son interaction avec la cycline (p15 ou p16 fonctionent uniquement sur Cdk 4 et Cdk 6)
- Association de p21 ou p27 sur le complexe Cdk/Cycline activé rendant ce dernier inactif Spécificité de la cible : p27 inactive le complexe Cdk2/CyclineE mais pas Cdk4/CyclineD. P27 associé à un complexe peut le rendre inactif(Cdk2/CyclineE) ou n’avoir aucun effet (Cdk4/CyclineD)
Comment se fait la phosphorylations inhibitrices et déphosphorylations activatrices des Cdk/cyclines ?
Si le complexe Cdk/Cycline est phosphorylé par Wee1 ou Myt 1 (Kinases), le complexe devient inactif. Il existe une enzyme qui peut enlever spécifiquement ces phosphates introduits par wee1 et Myt 1 : la Cdc25 (phosphatase)
Si il y a plus de Wee1 Myt 1, on penche la balance vers des complexes inactifs et inversement pour Cdc25.
Quel est le rôle de la localisation subcellulaire dans l’activité des Cdk ?
En fonction de la localisation du complexe Cdk/Cycline dans le noyau ou le cytoplasme, il y a ou non phosphorylation des substrats
=> En prophase, la phosphorylation de Cdk1/Cycline B entraîne son accumulation dans le noyau et la phosphorylation des substrats cibles
Quel est le mode d’action des Cdk/Cyclines activées ?
Cdk/Cycline activée => Arrivée du substrat => Phosphorylation du substrats par déplacement d’ATP = Substrat phosphorylé + ADP + Cdk/Cycline (doit trouver un autre ATP pour phosphoryler à nouveau.
De quoi dépend l’ordre d’intervention des CDK au cours du cycle ?
Ordre d’intervention des CDK dépend de l’ordre de synthèse des cyclines.
Durée d’activation des cdk dépend de la synthèse et de la protéolyse (=destruction) des cyclines.
CDK : présente en quantité constante au cours du cycle. Expression des Cdk ne varie pas, c’est son activité qui varie.
Ordre d’apparition des cyclines : D puis E puis A puis B
Qu’est ce que la phase G1 ?
Phase:
- de croissance: reconstitution des réserves, synthèse d’ARN, de protéines
- De décision: Entrée ou sortie dans le cycle de façon quasi irréversible
- De préparation
Qu’est ce qui influence la durée de la phase G1 ?
La taille de la cellule influence la durée de G1: plus une cellule est petite, plus G1 sera LONGUE car la cellule doit atteindre une taille adequate; plus une cellule est grandes, plus G1 sera RAPIDE
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La membrane plasmique32
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Le cytosquelette18
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Cycle cellulaire18
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Mitochondries et peroxysomes23
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Apoptose17
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Sénescence19
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Trafic intracellulaire: Biosynthèse et maturation des protéines21
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Trafic intracellulaire: endocytose16
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Trafic intracellulaire: mécanique générale du trafic5
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Les cellules et leur environnement: interactions cellule-cellule11
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Les cellules et leur environnement: interactions cellules-matrice16
