252 DeUXiÈMe partie La cellule
l’apoptose, des agents cellulaires coupent l’ADN et fragmentent les organites et autres composants cytoplasmiques.
La cellule rétrécit et forme des lobes (appelés protubérances,
voir la figure 11.20), et les diverses parties de la cellule sont
emballées dans des vésicules, puis avalées et digérées par des
cellules phagocytes voisines, qui n’en laissent aucune trace.
L’apoptose protège les cellules avoisinantes des dommages
qu’elles subiraient si une cellule à l’agonie se vidait de son
contenu, notamment de ses nombreuses enzymes digestives.
L’apoptose chez le ver
Caenorhabditis elegans
L’apoptose est très fréquente et joue un rôle crucial dans le
développement embryonnaire. Les mécanismes moléculaires
sous-jacents de l’apoptose ont été examinés en détail par des
chercheurs qui étudiaient le développement embryonnaire
d’un petit ver vivant dans le sol, un nématode appelé Caenorhabditis elegans. Comme le ver adulte ne possède qu’un millier de cellules, les chercheurs ont pu étudier toute la lignée
cellulaire dérivant de chacune des cellules. Le suicide cellulaire programmé survient précisément 131 fois au cours du
développement normal de C. elegans (soit dans un peu plus
de 10 % des cellules), et ce, toujours à la même génération
dans la lignée cellulaire de chaque nouvel individu. Chez les
Vers et d’autres espèces, des signaux déclenchent l’activation
d’une cascade de protéines de « suicide » dans les cellules destinées à mourir.
Le criblage génétique de C. elegans a mené à la découverte
de deux gènes clés de l’apoptose : ced-3 et ced-4 (ced, pour cell
death, « mort cellulaire »). Ceux-ci codent pour les protéines
essentielles à l’apoptose, qui portent respectivement les noms
de Ced-3 et de Ced-4. Celles-ci, de même que la plupart des
autres protéines intervenant dans l’apoptose, sont continuellement présentes dans les cellules, mais sous une forme inactive. C’est donc l’activité des protéines qui est régulée dans ce
cas et non la transcription ou la traduction. Chez C. elegans,
une protéine de la membrane mitochondriale externe, la protéine Ced-9 (produit du gène ced-9) est le régulateur principal
de l’apoptose. Elle agit comme un frein en l’absence d’un signal
favorisant la mort des cellules (figure 11.21). Si une cellule
reçoit le signal de son autodestruction, la voie de l’apoptose
active des protéases et des nucléases, des enzymes découpant
respectivement les protéines et l’ADN de la cellule. Les protéases principales de l’apoptose sont appelées caspases. Chez
les Nématodes, la caspase principale est Ced-3.
Les voies apoptotiques
et les signaux qui les activent
Chez les humains et les autres Mammifères, plusieurs voies
différentes, qui font intervenir environ 15 caspases, peuvent
m Figure 11.20 L’apoptose de leucocytes humains. On voit ici un
leucocyte normal (à gauche) comparé à un leucocyte subissant l’apoptose
(à droite). La cellule apoptotique rétrécit et forme des protubérances
qui finissent par se séparer sous forme de fragments cellulaires liés
à la membrane (MEB colorée).
2 Rm
(2 800 w)
m Figure 11.21 Le fondement moléculaire de l’apoptose chez
C. elegans. Trois protéines (Ced3, Ced4 et Ced9) sont essentielles
à l’apoptose et à sa régulation chez le Nématode. L’apoptose est plus
complexe chez les Mammifères, mais elle fait intervenir des protéines
semblables à celles du Nématode.
Inhibition
de l’activité
de Ced-4 par
Ced-9 (active)
Récepteur
du signal
d'autodestruction
Signal
d'autodestruction
Ced-4 Ced-3
Protéines inactives
(a) Aucun signal de destruction. Tant que la protéine Ced-9, située
sur la membrane mitochondriale externe, reste active, l’apoptose
est inhibée et la cellule reste en vie.
(b) Signal d'autodestruction. Lorsqu’une cellule reçoit un signal
d’autodestruction, Ced-9 est inactivée, ce qui fait cesser l’inhibition de
Ced-4 et de Ced-3. Ced-3 activée déclenche une cascade de réactions
qui activent les nucléases et les protéases. Par leur action, ces enzymes
modifient les cellules apoptotiques et finissent par les tuer.
Ced-9
(inactive)
Formation
de protubérances
sur la cellule
Ced-4
active
Ced-3
active
Cascade
d’activations
Autres
protéases
Nucléases
Mitochondrie
l’apoptose, des agents cellulaires coupent l’ADN et fragmentent les organites et autres composants cytoplasmiques.
La cellule rétrécit et forme des lobes (appelés protubérances,
voir la figure 11.20), et les diverses parties de la cellule sont
emballées dans des vésicules, puis avalées et digérées par des
cellules phagocytes voisines, qui n’en laissent aucune trace.
L’apoptose protège les cellules avoisinantes des dommages
qu’elles subiraient si une cellule à l’agonie se vidait de son
contenu, notamment de ses nombreuses enzymes digestives.
L’apoptose chez le ver
Caenorhabditis elegans
L’apoptose est très fréquente et joue un rôle crucial dans le
développement embryonnaire. Les mécanismes moléculaires
sous-jacents de l’apoptose ont été examinés en détail par des
chercheurs qui étudiaient le développement embryonnaire
d’un petit ver vivant dans le sol, un nématode appelé Caenorhabditis elegans. Comme le ver adulte ne possède qu’un millier de cellules, les chercheurs ont pu étudier toute la lignée
cellulaire dérivant de chacune des cellules. Le suicide cellulaire programmé survient précisément 131 fois au cours du
développement normal de C. elegans (soit dans un peu plus
de 10 % des cellules), et ce, toujours à la même génération
dans la lignée cellulaire de chaque nouvel individu. Chez les
Vers et d’autres espèces, des signaux déclenchent l’activation
d’une cascade de protéines de « suicide » dans les cellules destinées à mourir.
Le criblage génétique de C. elegans a mené à la découverte
de deux gènes clés de l’apoptose : ced-3 et ced-4 (ced, pour cell
death, « mort cellulaire »). Ceux-ci codent pour les protéines
essentielles à l’apoptose, qui portent respectivement les noms
de Ced-3 et de Ced-4. Celles-ci, de même que la plupart des
autres protéines intervenant dans l’apoptose, sont continuellement présentes dans les cellules, mais sous une forme inactive. C’est donc l’activité des protéines qui est régulée dans ce
cas et non la transcription ou la traduction. Chez C. elegans,
une protéine de la membrane mitochondriale externe, la protéine Ced-9 (produit du gène ced-9) est le régulateur principal
de l’apoptose. Elle agit comme un frein en l’absence d’un signal
favorisant la mort des cellules (figure 11.21). Si une cellule
reçoit le signal de son autodestruction, la voie de l’apoptose
active des protéases et des nucléases, des enzymes découpant
respectivement les protéines et l’ADN de la cellule. Les protéases principales de l’apoptose sont appelées caspases. Chez
les Nématodes, la caspase principale est Ced-3.
Les voies apoptotiques
et les signaux qui les activent
Chez les humains et les autres Mammifères, plusieurs voies
différentes, qui font intervenir environ 15 caspases, peuvent
m Figure 11.20 L’apoptose de leucocytes humains. On voit ici un
leucocyte normal (à gauche) comparé à un leucocyte subissant l’apoptose
(à droite). La cellule apoptotique rétrécit et forme des protubérances
qui finissent par se séparer sous forme de fragments cellulaires liés
à la membrane (MEB colorée).
2 Rm
(2 800 w)
m Figure 11.21 Le fondement moléculaire de l’apoptose chez
C. elegans. Trois protéines (Ced3, Ced4 et Ced9) sont essentielles
à l’apoptose et à sa régulation chez le Nématode. L’apoptose est plus
complexe chez les Mammifères, mais elle fait intervenir des protéines
semblables à celles du Nématode.
Inhibition
de l’activité
de Ced-4 par
Ced-9 (active)
Récepteur
du signal
d'autodestruction
Signal
d'autodestruction
Ced-4 Ced-3
Protéines inactives
(a) Aucun signal de destruction. Tant que la protéine Ced-9, située
sur la membrane mitochondriale externe, reste active, l’apoptose
est inhibée et la cellule reste en vie.
(b) Signal d'autodestruction. Lorsqu’une cellule reçoit un signal
d’autodestruction, Ced-9 est inactivée, ce qui fait cesser l’inhibition de
Ced-4 et de Ced-3. Ced-3 activée déclenche une cascade de réactions
qui activent les nucléases et les protéases. Par leur action, ces enzymes
modifient les cellules apoptotiques et finissent par les tuer.
Ced-9
(inactive)
Formation
de protubérances
sur la cellule
Ced-4
active
Ced-3
active
Cascade
d’activations
Autres
protéases
Nucléases
Mitochondrie