chapitre 11 La communication cellulaire 255
Par ailleurs, une cellule a une combinaison unique de protéines qui lui
confère une grande spécificité sur les plans de la réception d’un signal
et de la réponse. Des protéines adaptatrices rassemblent plusieurs
éléments d’une voie et peuvent ainsi accroître l’efficacité de la
transduction. Les embranchements et les intersections des voies
favorisent aussi la coordination des signaux et des réponses. L’association
des molécules de signalisation et des récepteurs est réversible ; lorsque
le ligand est libéré, le signal cesse rapidement.
Quels mécanismes intracellulaires mettent fin à la réponse
de la cellule et maintiennent sa capacité de répondre à
de nouveaux signaux ?
ConCept
11.5
l’apoptose intègre de nombreuses voies
de communication (p. 251 à 253)
• L’apoptose est un type d’autodestruction cellulaire programmée au
cours de laquelle les composants cellulaires sont éliminés de manière
coordonnée, et ce, sans endommager les cellules voisines. Les études
sur le ver de terre Caenorhabditis elegans ont montré que l’apoptose
se produit à des moments prédéterminés au cours du développement
embryonnaire ; elles ont aussi éclairé certains aspects moléculaires de
ce mécanisme. Une protéine (Ced-9) de la membrane mitochondriale
agit comme un régulateur ; une fois inactivé par un signal de destruction, le Ced-9 ne joue plus son rôle inhibiteur, ce qui permet l’activation
des caspases, les principales protéases de l’apoptose, et des nucléases.
• Les cellules des humains et d’autres Mammifères comportent plusieurs
voies apoptotiques et il existe plusieurs façons de les déclencher. L’une
des plus importantes repose sur la formation de pores dans la membrane
mitochondriale extérieure, ce qui entraîne la libération de facteurs qui
activent les caspases. Les signaux responsables de cette réponse peuvent
provenir de l’extérieur ou de l’intérieur de la cellule.
Comment peut-on expliquer les similarités entre les gènes
qui régulent l’apoptose chez les levures, les Nématodes
et les Mammifères ?
évaLUation
niveaU 1 : connaissances et coMpréhension
1. Les cascades de phosphorylations dans lesquelles plusieurs
protéines kinases interviennent sont utiles à la phase de transduction
du signal, car :
a) elles ne sont propres qu’à certaines espèces.
b) elles mènent toujours à la même réponse cellulaire.
c) elles amplifient plusieurs fois le signal.
d) elles renversent les effets néfastes des phosphatases.
e) le nombre de molécules auxquelles elles font appel est petit
et fixe.
2. Quel type de récepteur modifie la répartition des ions de part
et d’autre de la membrane quand une molécule de signalisation
s’y lie ?
a) Les récepteurs à activité tyrosine kinase.
b) Les récepteurs couplés à une protéine G.
c) Les dimères de tyrosine kinase phosphorylés.
d) Les canaux ioniques à ouverture régulée par un ligand.
e) Les récepteurs protéiques intracellulaires.
3. L’activation d’un récepteur à activité tyrosine kinase
se caractérise par :
a) une dimérisation et une phosphorylation.
b) une dimérisation et la liaison d’IP 3 .
c) une cascade de phosphorylations.
d) l’hydrolyse de GTP.
e) un changement de forme du canal protéique.
4. Les molécules de signalisation liposolubles, comme la testostérone,
traversent les membranes cellulaires de toutes les cellules ; pourtant,
elles n’exercent des effets que sur les cellules cibles. Pourquoi ?
a) Parce que seules les cellules cibles contiennent les portions
d’ADN nécessaires.
b) Parce que les récepteurs intracellulaires ne se trouvent
que dans les cellules cibles.
c) Parce que la plupart des cellules ne possèdent pas de récepteurs
à activité tyrosine kinase.
d) Parce que seules les cellules cibles possèdent les enzymes
cytosoliques qui transmettent l’information de ces molécules
de signalisation.
e) Parce que ce n’est que dans les cellules cibles qu’elles amorcent
la cascade de phosphorylations aboutissant à l’activation
du facteur de transcription.
5. Dans la voie suivante : adrénaline → récepteur couplé à une
protéine G → protéine G → adénylate cyclase → AMPc, quel est
le second messager ?
a) L’AMPc.
b) La protéine G.
c) Le GTP.
d) L’adénylate cyclase.
e) Le récepteur couplé à la protéine G.
6. L’apoptose comporte tous ces mécanismes sauf un. Lequel ?
a) La fragmentation de l’ADN.
b) Des voies de communication cellulaire.
c) L’activation d’enzymes cellulaires.
d) La lyse de la cellule.
e) La digestion du contenu cellulaire par des cellules phagocytes.
niveaU 2 : appLication et anaLYse
7. Quelle observation a conduit Sutherland à conclure que
la stimulation des cellules hépatiques par l’adrénaline faisait
intervenir un second messager ?
a) L’activité enzymatique était proportionnelle à la quantité
de calcium ajoutée à un extrait sans cellules.
b) Les études portant sur les récepteurs montraient que l’adrénaline
était un ligand.
c) Quand de l’adrénaline était ajoutée à des cellules intactes,
du glycogène était hydrolysé.
d) Une dégradation du glycogène résultait de la combinaison
de l’adrénaline et de la glycogène phosphorylase.
e) L’adrénaline était connue pour les effets qu’elle exerce
sur différentes cellules.
8. La phosphorylation des protéines s’observe dans tous les événements
cellulaires suivants, sauf un ; lequel ?
a) La régulation de la transcription par des molécules
de signalisation extracellulaires.
b) L’activation enzymatique.
c) L’activation de récepteurs couplés à une protéine G.
d) L’activation de récepteurs à activité tyrosine kinase.
e) L’activation de protéines kinases.
niveaU 3 : sYnthÈse et évaLUation
9. FaItes un dessIn Dessinez la voie apoptotique suivante, que
l’on observe dans les cellules immunitaires humaines. Lorsqu’une
molécule appelée Fas se lie à son récepteur de surface, la cellule
reçoit un signal de destruction. La liaison de nombreuses molécules
Fas à leurs récepteurs cause une agglomération de récepteurs.
Une fois réunies, les régions intracellulaires des récepteurs s’attachent
à des protéines adaptatrices. À leur tour, ces protéines se lient à
des molécules de caspase-8 inactives ; celles-ci sont alors activées ;
l’activation des caspases-8 provoque celle des caspases-3.
Ces dernières déclenchent l’apoptose.
10. lIen aveC l’évolutIon
Quels mécanismes de l’évolution pourraient expliquer l’origine
et la persistance de la communication de cellule à cellule chez
les Procaryotes unicellulaires ?
?
?
Par ailleurs, une cellule a une combinaison unique de protéines qui lui
confère une grande spécificité sur les plans de la réception d’un signal
et de la réponse. Des protéines adaptatrices rassemblent plusieurs
éléments d’une voie et peuvent ainsi accroître l’efficacité de la
transduction. Les embranchements et les intersections des voies
favorisent aussi la coordination des signaux et des réponses. L’association
des molécules de signalisation et des récepteurs est réversible ; lorsque
le ligand est libéré, le signal cesse rapidement.
Quels mécanismes intracellulaires mettent fin à la réponse
de la cellule et maintiennent sa capacité de répondre à
de nouveaux signaux ?
ConCept
11.5
l’apoptose intègre de nombreuses voies
de communication (p. 251 à 253)
• L’apoptose est un type d’autodestruction cellulaire programmée au
cours de laquelle les composants cellulaires sont éliminés de manière
coordonnée, et ce, sans endommager les cellules voisines. Les études
sur le ver de terre Caenorhabditis elegans ont montré que l’apoptose
se produit à des moments prédéterminés au cours du développement
embryonnaire ; elles ont aussi éclairé certains aspects moléculaires de
ce mécanisme. Une protéine (Ced-9) de la membrane mitochondriale
agit comme un régulateur ; une fois inactivé par un signal de destruction, le Ced-9 ne joue plus son rôle inhibiteur, ce qui permet l’activation
des caspases, les principales protéases de l’apoptose, et des nucléases.
• Les cellules des humains et d’autres Mammifères comportent plusieurs
voies apoptotiques et il existe plusieurs façons de les déclencher. L’une
des plus importantes repose sur la formation de pores dans la membrane
mitochondriale extérieure, ce qui entraîne la libération de facteurs qui
activent les caspases. Les signaux responsables de cette réponse peuvent
provenir de l’extérieur ou de l’intérieur de la cellule.
Comment peut-on expliquer les similarités entre les gènes
qui régulent l’apoptose chez les levures, les Nématodes
et les Mammifères ?
évaLUation
niveaU 1 : connaissances et coMpréhension
1. Les cascades de phosphorylations dans lesquelles plusieurs
protéines kinases interviennent sont utiles à la phase de transduction
du signal, car :
a) elles ne sont propres qu’à certaines espèces.
b) elles mènent toujours à la même réponse cellulaire.
c) elles amplifient plusieurs fois le signal.
d) elles renversent les effets néfastes des phosphatases.
e) le nombre de molécules auxquelles elles font appel est petit
et fixe.
2. Quel type de récepteur modifie la répartition des ions de part
et d’autre de la membrane quand une molécule de signalisation
s’y lie ?
a) Les récepteurs à activité tyrosine kinase.
b) Les récepteurs couplés à une protéine G.
c) Les dimères de tyrosine kinase phosphorylés.
d) Les canaux ioniques à ouverture régulée par un ligand.
e) Les récepteurs protéiques intracellulaires.
3. L’activation d’un récepteur à activité tyrosine kinase
se caractérise par :
a) une dimérisation et une phosphorylation.
b) une dimérisation et la liaison d’IP 3 .
c) une cascade de phosphorylations.
d) l’hydrolyse de GTP.
e) un changement de forme du canal protéique.
4. Les molécules de signalisation liposolubles, comme la testostérone,
traversent les membranes cellulaires de toutes les cellules ; pourtant,
elles n’exercent des effets que sur les cellules cibles. Pourquoi ?
a) Parce que seules les cellules cibles contiennent les portions
d’ADN nécessaires.
b) Parce que les récepteurs intracellulaires ne se trouvent
que dans les cellules cibles.
c) Parce que la plupart des cellules ne possèdent pas de récepteurs
à activité tyrosine kinase.
d) Parce que seules les cellules cibles possèdent les enzymes
cytosoliques qui transmettent l’information de ces molécules
de signalisation.
e) Parce que ce n’est que dans les cellules cibles qu’elles amorcent
la cascade de phosphorylations aboutissant à l’activation
du facteur de transcription.
5. Dans la voie suivante : adrénaline → récepteur couplé à une
protéine G → protéine G → adénylate cyclase → AMPc, quel est
le second messager ?
a) L’AMPc.
b) La protéine G.
c) Le GTP.
d) L’adénylate cyclase.
e) Le récepteur couplé à la protéine G.
6. L’apoptose comporte tous ces mécanismes sauf un. Lequel ?
a) La fragmentation de l’ADN.
b) Des voies de communication cellulaire.
c) L’activation d’enzymes cellulaires.
d) La lyse de la cellule.
e) La digestion du contenu cellulaire par des cellules phagocytes.
niveaU 2 : appLication et anaLYse
7. Quelle observation a conduit Sutherland à conclure que
la stimulation des cellules hépatiques par l’adrénaline faisait
intervenir un second messager ?
a) L’activité enzymatique était proportionnelle à la quantité
de calcium ajoutée à un extrait sans cellules.
b) Les études portant sur les récepteurs montraient que l’adrénaline
était un ligand.
c) Quand de l’adrénaline était ajoutée à des cellules intactes,
du glycogène était hydrolysé.
d) Une dégradation du glycogène résultait de la combinaison
de l’adrénaline et de la glycogène phosphorylase.
e) L’adrénaline était connue pour les effets qu’elle exerce
sur différentes cellules.
8. La phosphorylation des protéines s’observe dans tous les événements
cellulaires suivants, sauf un ; lequel ?
a) La régulation de la transcription par des molécules
de signalisation extracellulaires.
b) L’activation enzymatique.
c) L’activation de récepteurs couplés à une protéine G.
d) L’activation de récepteurs à activité tyrosine kinase.
e) L’activation de protéines kinases.
niveaU 3 : sYnthÈse et évaLUation
9. FaItes un dessIn Dessinez la voie apoptotique suivante, que
l’on observe dans les cellules immunitaires humaines. Lorsqu’une
molécule appelée Fas se lie à son récepteur de surface, la cellule
reçoit un signal de destruction. La liaison de nombreuses molécules
Fas à leurs récepteurs cause une agglomération de récepteurs.
Une fois réunies, les régions intracellulaires des récepteurs s’attachent
à des protéines adaptatrices. À leur tour, ces protéines se lient à
des molécules de caspase-8 inactives ; celles-ci sont alors activées ;
l’activation des caspases-8 provoque celle des caspases-3.
Ces dernières déclenchent l’apoptose.
10. lIen aveC l’évolutIon
Quels mécanismes de l’évolution pourraient expliquer l’origine
et la persistance de la communication de cellule à cellule chez
les Procaryotes unicellulaires ?
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