242 DeUXiÈMe partie La cellule
retour sur le ConCept 11.2
1. Le facteur de croissance neuronal (nerve growth
factor, ou NGF) est une molécule de signalisation
hydrosoluble. À votre avis, le récepteur du NGF
est-il intracellulaire ou situé dans la membrane
plasmique ? Pourquoi ?
2.
et sI ?
Que se passerait-il si une cellule fabriquait des protéines réceptrices à activité tyrosine
kinase incapables de dimérisation ?
3. FaItes des lIens En quoi la liaison avec un ligand
est-elle similaire au processus de régulation allostérique des enzymes ? (Reportez-vous à la figure 8.19,
p. 176).
Voir les réponses proposées à la fin du chapitre.
ConCept
11.3
La transduction :
des cascades d’interactions moléculaires
transmettent les signaux des récepteurs
aux molécules cibles intracellulaires
Quand les récepteurs des molécules de signalisation sont des
protéines membranaires, comme c’est le cas de la plupart des
récepteurs que nous avons étudiés, la transduction du signal
comporte une série d’étapes, lesquelles incluent souvent l’activation de protéines. Ces protéines sont activées par l’ajout
ou le retrait de groupements phosphate ou par la libération
d’autres petites molécules ou d’ions agissant comme messagers. Ces étapes multiples ont l’avantage de permettre une
amplification considérable d’un signal. Par exemple, si certaines des molécules transmettent un signal à de nombreuses
molécules de l’étape subséquente, un très grand nombre de
molécules pourront être activées à la fin de la voie. En outre,
contrairement aux voies plus simples, les voies à multiples
étapes facilitent la coordination et la régulation, ce qui permet de régler plus précisément la réponse des organismes
tant unicellulaires que multicellulaires, comme nous le verrons plus loin dans ce chapitre.
Les voies de transduction
L’arrimage d’une molécule de signalisation à un récepteur
membranaire amorce la première étape d’une chaîne d’interactions moléculaires qualifiée de voie de transduction. Celleci provoque la réponse cellulaire. Quand on dresse des dominos
côte à côte, la chute du premier entraîne la chute de tous
ceux qui suivent, l’un après l’autre (effet en cascade) ; de même,
le récepteur activé stimule une autre protéine, qui active à
son tour une autre molécule, et ainsi de suite, jusqu’au
déclenchement de l’activation de la protéine responsable de
la réponse cellulaire. Les molécules intermédiaires qui transmettent « l’information » sont généralement des protéines.
L’interaction entre protéines est fondamentale dans la communication cellulaire. De fait, toute la régulation cellulaire
repose sur des interactions protéiques. Gardez à l’esprit que la
molécule de signalisation ne se déplace pas physiquement
le long de la voie de transduction. La plupart du temps, elle
ne pénètre même pas dans la cellule. Les intermédiaires se
transmettent l’information et non la molécule captée par le
récepteur. À chaque étape de la voie, les produits prennent
une forme différente de celle des réactifs. Souvent, ce changement de forme est dû à une phosphorylation.
La phosphorylation
et la déphosphorylation des protéines
Dans les chapitres précédents, nous avons vu qu’une protéine peut être activée par l’ajout d’un ou de plusieurs groupements phosphate (voir la figure 8.10a, p. 168). À la
figure 11.7, nous avons exposé le rôle de la phosphorylation
dans l’activation des récepteurs à activité tyrosine kinase. La
phosphorylation et la déphosphorylation des protéines sont
Hormone
(testostérone)
LIQUIDE
EXTRACELLULAIRE
Membrane
plasmique
Récepteur
protéique
Complexe
hormonerécepteur
ARNm
ADN
NOYAU
CYTOSOL
Nouvelle protéine
La testostérone,
une hormone stéroïde
liposoluble, traverse la
membrane plasmique.
1
La testostérone
active un récepteur
protéique du cytosol
en s’y liant.
2
Le complexe
hormone-récepteur
pénètre dans le noyau
et se fixe à des gènes
précis.
3
La protéine liée
stimule la transcription
d’un gène en ARNm.
4
L’ARNm est traduit
en une protéine
spécifique.
5
m Figure 11.9 L’interaction entre une hormone stéroïde
et un récepteur intracellulaire.
Pourquoi l’hormone testostérone pénètre-t-elle dans la cellule
sans l’intervention d’une protéine réceptrice de surface ?
?
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1. Le facteur de croissance neuronal (nerve growth
factor, ou NGF) est une molécule de signalisation
hydrosoluble. À votre avis, le récepteur du NGF
est-il intracellulaire ou situé dans la membrane
plasmique ? Pourquoi ?
2.
et sI ?
Que se passerait-il si une cellule fabriquait des protéines réceptrices à activité tyrosine
kinase incapables de dimérisation ?
3. FaItes des lIens En quoi la liaison avec un ligand
est-elle similaire au processus de régulation allostérique des enzymes ? (Reportez-vous à la figure 8.19,
p. 176).
Voir les réponses proposées à la fin du chapitre.
ConCept
11.3
La transduction :
des cascades d’interactions moléculaires
transmettent les signaux des récepteurs
aux molécules cibles intracellulaires
Quand les récepteurs des molécules de signalisation sont des
protéines membranaires, comme c’est le cas de la plupart des
récepteurs que nous avons étudiés, la transduction du signal
comporte une série d’étapes, lesquelles incluent souvent l’activation de protéines. Ces protéines sont activées par l’ajout
ou le retrait de groupements phosphate ou par la libération
d’autres petites molécules ou d’ions agissant comme messagers. Ces étapes multiples ont l’avantage de permettre une
amplification considérable d’un signal. Par exemple, si certaines des molécules transmettent un signal à de nombreuses
molécules de l’étape subséquente, un très grand nombre de
molécules pourront être activées à la fin de la voie. En outre,
contrairement aux voies plus simples, les voies à multiples
étapes facilitent la coordination et la régulation, ce qui permet de régler plus précisément la réponse des organismes
tant unicellulaires que multicellulaires, comme nous le verrons plus loin dans ce chapitre.
Les voies de transduction
L’arrimage d’une molécule de signalisation à un récepteur
membranaire amorce la première étape d’une chaîne d’interactions moléculaires qualifiée de voie de transduction. Celleci provoque la réponse cellulaire. Quand on dresse des dominos
côte à côte, la chute du premier entraîne la chute de tous
ceux qui suivent, l’un après l’autre (effet en cascade) ; de même,
le récepteur activé stimule une autre protéine, qui active à
son tour une autre molécule, et ainsi de suite, jusqu’au
déclenchement de l’activation de la protéine responsable de
la réponse cellulaire. Les molécules intermédiaires qui transmettent « l’information » sont généralement des protéines.
L’interaction entre protéines est fondamentale dans la communication cellulaire. De fait, toute la régulation cellulaire
repose sur des interactions protéiques. Gardez à l’esprit que la
molécule de signalisation ne se déplace pas physiquement
le long de la voie de transduction. La plupart du temps, elle
ne pénètre même pas dans la cellule. Les intermédiaires se
transmettent l’information et non la molécule captée par le
récepteur. À chaque étape de la voie, les produits prennent
une forme différente de celle des réactifs. Souvent, ce changement de forme est dû à une phosphorylation.
La phosphorylation
et la déphosphorylation des protéines
Dans les chapitres précédents, nous avons vu qu’une protéine peut être activée par l’ajout d’un ou de plusieurs groupements phosphate (voir la figure 8.10a, p. 168). À la
figure 11.7, nous avons exposé le rôle de la phosphorylation
dans l’activation des récepteurs à activité tyrosine kinase. La
phosphorylation et la déphosphorylation des protéines sont
Hormone
(testostérone)
LIQUIDE
EXTRACELLULAIRE
Membrane
plasmique
Récepteur
protéique
Complexe
hormonerécepteur
ARNm
ADN
NOYAU
CYTOSOL
Nouvelle protéine
La testostérone,
une hormone stéroïde
liposoluble, traverse la
membrane plasmique.
1
La testostérone
active un récepteur
protéique du cytosol
en s’y liant.
2
Le complexe
hormone-récepteur
pénètre dans le noyau
et se fixe à des gènes
précis.
3
La protéine liée
stimule la transcription
d’un gène en ARNm.
4
L’ARNm est traduit
en une protéine
spécifique.
5
m Figure 11.9 L’interaction entre une hormone stéroïde
et un récepteur intracellulaire.
Pourquoi l’hormone testostérone pénètre-t-elle dans la cellule
sans l’intervention d’une protéine réceptrice de surface ?
?