chapitre 11 La communication cellulaire 247
messager. Cependant, les scientifiques utilisent le terme second
messager pour décrire tout élément non protéique de petite
taille qui joue un rôle dans les voies de transduction.
retour sur le ConCept 11.3
1. Qu’est-ce qu’une protéine kinase et quel est son rôle
dans une voie de transduction ?
2. Lorsqu’une voie de transduction fait intervenir une
cascade de phosphorylations, comment la réponse
cellulaire prend-elle fin ?
3. En quoi consiste le véritable « signal » qui subit une
transduction dans toutes les voies, comme celles
que montrent les figures 11.6 et 11.10 ? De quelle
manière cette information est-elle transmise de
l’extérieur à l’intérieur de la cellule ?
4.
et sI ?
Lors de l’activation de la phospholipase C
par la liaison d’un ligand à un récepteur, quel est
effet du canal calcique à ouverture régulée par l’IP 3
sur la concentration de Ca
21
dans le cytosol ?
Voir les réponses proposées à la fin du chapitre.
ConCept
11.4
La réponse :
la communication cellulaire aboutit à
la régulation des fonctions cytoplasmiques
ou de la transcription
Examinons maintenant la réponse de la cellule au signal
extracellulaire transporté par la molécule de signalisation.
Quelle est la nature de la dernière phase de la communication cellulaire ?
Les réponses cytoplasmiques
et nucléaires
De nombreuses voies de transduction aboutissent à la régulation d’une ou de plusieurs fonctions cellulaires. À la fin de
la voie, la réponse peut avoir lieu dans le noyau ou dans le
cytoplasme de la cellule.
Un grand nombre de voies de transduction aboutissent à
la régulation de la synthèse de protéines, habituellement par
l’activation ou la désactivation de gènes particuliers dans le
noyau. À l’instar d’un récepteur de stéroïdes activé (voir la
figure 11.9), la dernière molécule activée d’une voie de transduction peut servir de facteur de transcription. La figure 11.15
illustre l’exemple d’une voie de transduction qui active un
facteur de transcription, lequel active à son tour un gène. La
réponse au signal du facteur de transcription est la synthèse
d’ARNm, lequel sera traduit dans le cytoplasme en une protéine spécifique. Dans d’autres cas, le facteur de transcription
peut réguler un gène en le désactivant. Souvent, le facteur de
transcription régule plusieurs gènes différents.
Parfois, une voie de transduction régule l’activité de protéines plutôt que leur synthèse, influant directement sur des
protéines qui agissent à l’extérieur du noyau. Ainsi, un signal
peut déclencher l’ouverture ou la fermeture d’un canal ionique
membranaire dans la membrane plasmique ou entraîner la
modification du métabolisme cellulaire. Comme on l’a vu,
l’adrénaline contribue à la régulation du métabolisme énergétique des cellules hépatiques. En se liant à un récepteur
protéique membranaire, cette hormone déclenche une voie
de transduction dont la dernière étape active une enzyme
catalysant la dégradation du glycogène. La figure 11.16 schématise toute la voie qui mène à la production de glucose-1phosphate à partir de glycogène. Notez que chaque étape de
la réponse est amplifiée ; nous y reviendrons plus loin.
En plus de réguler des enzymes, les mécanismes de communication peuvent contrôler d’autres propriétés cellulaires,
voire des activités de la cellule entière. Les mécanismes menant
à l’accouplement des levures en donnent un exemple (voir la
m Figure 11.15 La réponse du noyau à un signal extracellulaire :
l’activation d’un gène précis par un facteur de croissance. Ce schéma
est une représentation simplifiée d’une voie de transduction typique menant
à la régulation d’un gène dans le noyau. La molécule de signalisation,
un régulateur local appelé facteur de croissance, déclenche une cascade
de phosphorylations, comme dans la figure 11.10. (Les molécules d’ATP
qui fournissent le phosphate ne sont pas illustrées.) Une fois phosphorylée,
la dernière kinase de la séquence pénètre dans le noyau et active une
protéine régulant l’expression d’un gène, soit un facteur de transcription.
Cette protéine stimule la transcription d’un gène en particulier, ce qui
donne lieu à la synthèse d’un ARNm. Cet ARNm dirige ensuite la synthèse
d’une protéine bien précise dans le cytoplasme.
CYTOSOL
ADN
Gène
Facteur de
transcription
inactif
Facteur de croissance
ARNm
NOYAU
Facteur de
transcription
actif
P
Cascade de
phosphorylations
Transduction
Réception
Réponse
Récepteur protéique
messager. Cependant, les scientifiques utilisent le terme second
messager pour décrire tout élément non protéique de petite
taille qui joue un rôle dans les voies de transduction.
retour sur le ConCept 11.3
1. Qu’est-ce qu’une protéine kinase et quel est son rôle
dans une voie de transduction ?
2. Lorsqu’une voie de transduction fait intervenir une
cascade de phosphorylations, comment la réponse
cellulaire prend-elle fin ?
3. En quoi consiste le véritable « signal » qui subit une
transduction dans toutes les voies, comme celles
que montrent les figures 11.6 et 11.10 ? De quelle
manière cette information est-elle transmise de
l’extérieur à l’intérieur de la cellule ?
4.
et sI ?
Lors de l’activation de la phospholipase C
par la liaison d’un ligand à un récepteur, quel est
effet du canal calcique à ouverture régulée par l’IP 3
sur la concentration de Ca
21
dans le cytosol ?
Voir les réponses proposées à la fin du chapitre.
ConCept
11.4
La réponse :
la communication cellulaire aboutit à
la régulation des fonctions cytoplasmiques
ou de la transcription
Examinons maintenant la réponse de la cellule au signal
extracellulaire transporté par la molécule de signalisation.
Quelle est la nature de la dernière phase de la communication cellulaire ?
Les réponses cytoplasmiques
et nucléaires
De nombreuses voies de transduction aboutissent à la régulation d’une ou de plusieurs fonctions cellulaires. À la fin de
la voie, la réponse peut avoir lieu dans le noyau ou dans le
cytoplasme de la cellule.
Un grand nombre de voies de transduction aboutissent à
la régulation de la synthèse de protéines, habituellement par
l’activation ou la désactivation de gènes particuliers dans le
noyau. À l’instar d’un récepteur de stéroïdes activé (voir la
figure 11.9), la dernière molécule activée d’une voie de transduction peut servir de facteur de transcription. La figure 11.15
illustre l’exemple d’une voie de transduction qui active un
facteur de transcription, lequel active à son tour un gène. La
réponse au signal du facteur de transcription est la synthèse
d’ARNm, lequel sera traduit dans le cytoplasme en une protéine spécifique. Dans d’autres cas, le facteur de transcription
peut réguler un gène en le désactivant. Souvent, le facteur de
transcription régule plusieurs gènes différents.
Parfois, une voie de transduction régule l’activité de protéines plutôt que leur synthèse, influant directement sur des
protéines qui agissent à l’extérieur du noyau. Ainsi, un signal
peut déclencher l’ouverture ou la fermeture d’un canal ionique
membranaire dans la membrane plasmique ou entraîner la
modification du métabolisme cellulaire. Comme on l’a vu,
l’adrénaline contribue à la régulation du métabolisme énergétique des cellules hépatiques. En se liant à un récepteur
protéique membranaire, cette hormone déclenche une voie
de transduction dont la dernière étape active une enzyme
catalysant la dégradation du glycogène. La figure 11.16 schématise toute la voie qui mène à la production de glucose-1phosphate à partir de glycogène. Notez que chaque étape de
la réponse est amplifiée ; nous y reviendrons plus loin.
En plus de réguler des enzymes, les mécanismes de communication peuvent contrôler d’autres propriétés cellulaires,
voire des activités de la cellule entière. Les mécanismes menant
à l’accouplement des levures en donnent un exemple (voir la
m Figure 11.15 La réponse du noyau à un signal extracellulaire :
l’activation d’un gène précis par un facteur de croissance. Ce schéma
est une représentation simplifiée d’une voie de transduction typique menant
à la régulation d’un gène dans le noyau. La molécule de signalisation,
un régulateur local appelé facteur de croissance, déclenche une cascade
de phosphorylations, comme dans la figure 11.10. (Les molécules d’ATP
qui fournissent le phosphate ne sont pas illustrées.) Une fois phosphorylée,
la dernière kinase de la séquence pénètre dans le noyau et active une
protéine régulant l’expression d’un gène, soit un facteur de transcription.
Cette protéine stimule la transcription d’un gène en particulier, ce qui
donne lieu à la synthèse d’un ARNm. Cet ARNm dirige ensuite la synthèse
d’une protéine bien précise dans le cytoplasme.
CYTOSOL
ADN
Gène
Facteur de
transcription
inactif
Facteur de croissance
ARNm
NOYAU
Facteur de
transcription
actif
P
Cascade de
phosphorylations
Transduction
Réception
Réponse
Récepteur protéique