chapitre 11 La communication cellulaire 253
mener à l’apoptose. La voie empruntée dépend du type de
cellule et du signal particulier qui déclenche l’apoptose. Une
voie importante met en jeu des protéines mitochondriales.
Les protéines des voies de l’apoptose ou d’autres signaux
connexes provoquent des fuites de la membrane externe des
mitochondries et libèrent d’autres protéines apoptotiques.
Étonnamment, ces dernières incluent le cytochrome c qui
assure le transport d’électrons dans les cellules saines (voir
la figure 9.15, p. 196), mais qui agit comme facteur de destruction cellulaire lorsqu’il est libéré par les mitochondries.
L’apoptose mitochondriale des Mammifères fait intervenir
des protéines homologues à celles qui sont présentes chez les
Vers : Ced-3, Ced-4 et Ced-9. On peut concevoir ces dernières
comme des intermédiaires protéiques capables d’effectuer la
transduction du signal de destruction.
À certains points clés du programme apoptotique, des
intermédiaires protéiques intègrent les signaux provenant de
diverses sources et peuvent aiguiller une cellule vers l’apoptose. Souvent, le signal provient de l’extérieur de la cellule ;
ainsi, la molécule porteuse du signal d’autodestruction décrite
à la figure 11.21b a probablement été libérée par une cellule
voisine. Lorsqu’un ligand apoptotique occupe un récepteur
de surface, cette liaison active les caspases et d’autres enzymes
apoptotiques sans faire intervenir la voie mitochondriale. Ce
processus de réception du signal, de sa transduction et de la
réponse cellulaire qu’il induit, ressemble à celui que nous
avons déjà décrit dans ce chapitre. Dans une variation du
scénario classique, deux autres types de signal d’alarme pouvant commander l’apoptose proviennent de l’intérieur de la
cellule plutôt que d’un récepteur de surface. Le premier type
de signal vient du noyau et il est généré lorsque l’ADN a subi
une lésion irréparable ; le deuxième vient du réticulum endoplasmique et se manifeste lorsqu’il y a trop de mauvais repliements de protéines. Les cellules des Mammifères prennent
des « décisions » de vie ou de mort en intégrant les signaux de
vie et les signaux de destruction qu’ils reçoivent de ces sources
externes et internes.
Le mécanisme intégré du suicide cellulaire est essentiel au
développement et à l’entretien de tous les Animaux. Les ressemblances entre les gènes de l’apoptose chez les Nématodes et
chez les Mammifères, ainsi que le constat que l’apoptose a lieu
chez les Eumycètes multicellulaires et les levures uni cellulaires,
montrent que ce mécanisme fondamental est apparu au début
de l’évolution des Eucaryotes. L’apoptose est essentielle au
développement normal du système nerveux des Vertébrés,
au bon fonctionnement de leur système immunitaire et à la
morphogenèse des mains et des pieds des humains, et des
pattes chez d’autres Mammifères (figure 11.22). Un niveau
inférieur d’apoptose dans les membres en voie de développement explique les pattes palmées des canards et d’autres
oiseaux aquatiques, contrairement aux poulets et aux autres
oiseaux terrestres qui n’ont pas ce type de pattes. Dans le cas
des humains, l’absence d’apoptose normale peut entraîner la
formation de doigts et d’orteils palmés.
Des résultats de recherche indiquent que l’apoptose pourrait
être en cause dans certaines maladies dégénératives du système nerveux comme la maladie de Parkinson et la maladie
d’Alzheimer. Le cancer pourrait résulter d’un échec du suicide
cellulaire ; ainsi, il y aurait un lien entre certains cas de
mélanome humain et des formes défectueuses de la version
humaine de la protéine Ced-4 du C. elegans. Il n’est donc pas
surprenant que les voies qui mènent à l’apoptose soient assez
élaborées. Après tout, la question de la vie ou de la mort est
la plus fondamentale pour une cellule.
Ce chapitre vous a permis de découvrir plusieurs mécanismes généraux de la communication, comme la liaison des
ligands, les interactions protéine-protéine ainsi que les changements de forme, les cascades d’interactions et la phosphorylation des protéines. Vous trouverez de nombreux exemples
de communication cellulaire dans le reste de cet ouvrage.
retour sur le ConCept 11.5
1. Donnez un exemple d’apoptose au cours du développement embryonnaire et expliquez sa fonction
chez l’embryon en développement.
2.
et sI ?
Quel type de défectuosité protéique
pourrait entraîner une apoptose qui n’a pas lieu
d’être ? Inversement, quel type pourrait entraîner
l’absence d’une apoptose qui devrait avoir lieu ?
Voir les réponses proposées à la fin du chapitre.
Tissu interdigital
Cellules subissant l’apoptose
Espace entre les doigts
1 mm
(13 ×)
m Figure 11.22 L’effet de l’apoptose
pendant le développement des pattes chez
la souris. Chez la souris, l’humain et d’autres
Mammifères, de même que chez les oiseaux
terrestres, la région de l’embryon qui se développe
pour former des pieds ou des mains présente à
l’origine une structure solide en forme de plaque.
L’apoptose élimine les cellules dans les régions
interdigitales, formant ainsi les doigts. Les pattes
de la souris embryonnaire illustrées ici sont colorées
de sorte que les cellules qui subissent l’apoptose
apparaissent en vert brillant. L’apoptose des
cellules commence à la limite de chaque région
interdigitale (à gauche), atteint un maximum
quand le tissu de ces régions est en voie de destruction (au centre) et n’est plus visible une fois
le tissu interdigital éliminé (à droite).
mener à l’apoptose. La voie empruntée dépend du type de
cellule et du signal particulier qui déclenche l’apoptose. Une
voie importante met en jeu des protéines mitochondriales.
Les protéines des voies de l’apoptose ou d’autres signaux
connexes provoquent des fuites de la membrane externe des
mitochondries et libèrent d’autres protéines apoptotiques.
Étonnamment, ces dernières incluent le cytochrome c qui
assure le transport d’électrons dans les cellules saines (voir
la figure 9.15, p. 196), mais qui agit comme facteur de destruction cellulaire lorsqu’il est libéré par les mitochondries.
L’apoptose mitochondriale des Mammifères fait intervenir
des protéines homologues à celles qui sont présentes chez les
Vers : Ced-3, Ced-4 et Ced-9. On peut concevoir ces dernières
comme des intermédiaires protéiques capables d’effectuer la
transduction du signal de destruction.
À certains points clés du programme apoptotique, des
intermédiaires protéiques intègrent les signaux provenant de
diverses sources et peuvent aiguiller une cellule vers l’apoptose. Souvent, le signal provient de l’extérieur de la cellule ;
ainsi, la molécule porteuse du signal d’autodestruction décrite
à la figure 11.21b a probablement été libérée par une cellule
voisine. Lorsqu’un ligand apoptotique occupe un récepteur
de surface, cette liaison active les caspases et d’autres enzymes
apoptotiques sans faire intervenir la voie mitochondriale. Ce
processus de réception du signal, de sa transduction et de la
réponse cellulaire qu’il induit, ressemble à celui que nous
avons déjà décrit dans ce chapitre. Dans une variation du
scénario classique, deux autres types de signal d’alarme pouvant commander l’apoptose proviennent de l’intérieur de la
cellule plutôt que d’un récepteur de surface. Le premier type
de signal vient du noyau et il est généré lorsque l’ADN a subi
une lésion irréparable ; le deuxième vient du réticulum endoplasmique et se manifeste lorsqu’il y a trop de mauvais repliements de protéines. Les cellules des Mammifères prennent
des « décisions » de vie ou de mort en intégrant les signaux de
vie et les signaux de destruction qu’ils reçoivent de ces sources
externes et internes.
Le mécanisme intégré du suicide cellulaire est essentiel au
développement et à l’entretien de tous les Animaux. Les ressemblances entre les gènes de l’apoptose chez les Nématodes et
chez les Mammifères, ainsi que le constat que l’apoptose a lieu
chez les Eumycètes multicellulaires et les levures uni cellulaires,
montrent que ce mécanisme fondamental est apparu au début
de l’évolution des Eucaryotes. L’apoptose est essentielle au
développement normal du système nerveux des Vertébrés,
au bon fonctionnement de leur système immunitaire et à la
morphogenèse des mains et des pieds des humains, et des
pattes chez d’autres Mammifères (figure 11.22). Un niveau
inférieur d’apoptose dans les membres en voie de développement explique les pattes palmées des canards et d’autres
oiseaux aquatiques, contrairement aux poulets et aux autres
oiseaux terrestres qui n’ont pas ce type de pattes. Dans le cas
des humains, l’absence d’apoptose normale peut entraîner la
formation de doigts et d’orteils palmés.
Des résultats de recherche indiquent que l’apoptose pourrait
être en cause dans certaines maladies dégénératives du système nerveux comme la maladie de Parkinson et la maladie
d’Alzheimer. Le cancer pourrait résulter d’un échec du suicide
cellulaire ; ainsi, il y aurait un lien entre certains cas de
mélanome humain et des formes défectueuses de la version
humaine de la protéine Ced-4 du C. elegans. Il n’est donc pas
surprenant que les voies qui mènent à l’apoptose soient assez
élaborées. Après tout, la question de la vie ou de la mort est
la plus fondamentale pour une cellule.
Ce chapitre vous a permis de découvrir plusieurs mécanismes généraux de la communication, comme la liaison des
ligands, les interactions protéine-protéine ainsi que les changements de forme, les cascades d’interactions et la phosphorylation des protéines. Vous trouverez de nombreux exemples
de communication cellulaire dans le reste de cet ouvrage.
retour sur le ConCept 11.5
1. Donnez un exemple d’apoptose au cours du développement embryonnaire et expliquez sa fonction
chez l’embryon en développement.
2.
et sI ?
Quel type de défectuosité protéique
pourrait entraîner une apoptose qui n’a pas lieu
d’être ? Inversement, quel type pourrait entraîner
l’absence d’une apoptose qui devrait avoir lieu ?
Voir les réponses proposées à la fin du chapitre.
Tissu interdigital
Cellules subissant l’apoptose
Espace entre les doigts
1 mm
(13 ×)
m Figure 11.22 L’effet de l’apoptose
pendant le développement des pattes chez
la souris. Chez la souris, l’humain et d’autres
Mammifères, de même que chez les oiseaux
terrestres, la région de l’embryon qui se développe
pour former des pieds ou des mains présente à
l’origine une structure solide en forme de plaque.
L’apoptose élimine les cellules dans les régions
interdigitales, formant ainsi les doigts. Les pattes
de la souris embryonnaire illustrées ici sont colorées
de sorte que les cellules qui subissent l’apoptose
apparaissent en vert brillant. L’apoptose des
cellules commence à la limite de chaque région
interdigitale (à gauche), atteint un maximum
quand le tissu de ces régions est en voie de destruction (au centre) et n’est plus visible une fois
le tissu interdigital éliminé (à droite).