Biologie Cellulaire

1. Microscopie ED1

1.1. Microscopes optiques

1.1.1. Le MO est constitué d’une lampe photonique + 3 lentilles en verre : - le Condenseur- l’Objectif- l’Oculaire.

1.1.1.1. Utilisation: Observation de la structure cellulaire

1.1.2. Microscope inverse

1.1.2.1. Permet l’observation de cellules vivantes, non colorées, en culture

1.1.3. Microscope à fluorescence

1.1.4. - 1 faisceau électronique pour l’éclairage

1.1.5. Microscope confocal

1.1.5.1. faisceau laser

1.1.5.2. pinhole

1.1.5.3. Photomultiplicateur

1.2. Microscopes électroniques

1.2.1. Microscope électronique à transmission

1.2.1.1. - 3 bandes magnétiques en condenseur, objectif et oculaire.

1.2.1.2. grilles métalliques

1.2.1.3. inversé

1.2.1.4. Mis sous vide

1.2.1.4.1. Observation de l'ultrastructure cellulaire (organites)

1.2.2. Microscope électronique à balayage

1.2.2.1. Faisceau électronique

1.2.2.2. 2 bandes magnétiques condenseur et objectif

1.2.2.3. Possède Capteur d'électrons, convertisseur d'électrons, et un écran télé au lieu de la troisième lentille (oculaire)

1.2.2.4. grilles métalliques

1.2.2.5. Mis sous vide

1.2.2.5.1. Observation de les reliefs des cellules en 3d

2. - Equipé d’un faisceau UV qui permet de détecter les colorants fluorescents.

2.1. Utilisé en immunofluorescence pour les marquages cellulaires

3. Culture cellulaire

3.1. Applications

3.1.1. Etude du caryotype

3.1.2. Etude des effets de molécules thérapeutiques (essais cliniques)

3.1.3. PMA: procréation médicalement assistée

3.2. Conditions de culture

3.2.1. Stérilité du milieu

3.2.2. Présence de flux laminaire (=flux d'air horizontal dans l'hotte de culture qui empêche les germes de retomber sur les cultures)

3.2.3. pH 7 à 7.4

3.2.4. Temp: +37°C

3.2.5. Atmosphère: 95% air 5% CO2

3.2.6. Grace à une étuve connectée à une bouteille de CO2

3.2.7. Milieu de culture (MEM, RPMI 1640) : eau + sels minéraux + vitamines + acides aminés + glucose + antibiotiques + sérum de veau fœtal (SVF) + facteurs de croissance. (Amniomax, Chang, Cytomax) (mitogène) (PHA)

3.2.8. Récipients de culture: Verre/ plastique: Flacons/boites de pétri/ tubes à essai..

3.3. Technique de culture

3.3.1. Prélevement d'un fragment tissulaire vivant

3.3.2. Dissociation mécanique (coupe)

3.3.3. Dissociation chimique (enzyme: trypsine/collagénase)

3.3.4. Comptage de cellules

3.3.5. Addition de milieu de culture (10*6 cellules/10 ml)

3.3.6. Incubation à 37°C

3.3.7. Surveillance au microscope inverse

4. Techniques Cytologiques et Histologiques pour le MO

4.1. Cytologie

4.1.1. Utilisée pour des cellules libres, en suspension : sang, moelle osseuse, frottis vaginal, liquide d’ascite, liquide céphalo rachidien, etc...

4.1.1.1. Etapes:

4.1.1.1.1. Prélèvement (centrifugation si nécessaire)

4.1.1.1.2. Dépôt ou étalage du prélèvement sur une lame

4.1.1.1.3. Coloration

4.1.1.1.4. Observation

4.2. Histologie

4.2.1. Réalisées pour les tissus consistants (foie, peau, muscle) qui nécessitent des coupes minces avant l'observation au microscope.

4.2.1.1. Etapes:

4.2.1.1.1. 1. Fixation

4.2.1.1.2. 2.Inclusion / Imprégnation

4.2.1.1.3. 3. Microtomie

4.2.1.1.4. 3''Réhydratation

4.2.1.1.5. 4. Coloration

4.2.1.2. Technique histologique pour le MET

4.2.1.2.1. -Fixation

4.2.1.2.2. -Inclusion

4.2.1.2.3. -Ultra microtomie

4.2.1.2.4. -Coloration / contrastage

4.2.1.3. Technique pour le MEB

4.2.1.3.1. Utilisé pour les cellules, les bactéries, et les virus

4.2.1.3.2. Ils sont fixés, déshydratés, puis vaporisés par une fine couche de métal (Or / palladium / platine ) sous vide

5. Immunohistochimie

5.1. Permet de révéler la présence d'un antigène sur une coupe histologique grâce a la réaction antigène-anticorps

5.2. L'anticorps est soir couplé à un fluorochrome = IF

5.2.1. Immunofluorescence directe:

5.2.1.1. 2-> Application de l'AC couplé au fluorochrome à la coupe

5.2.1.2. 1-> Couplage de l'AC avec un fluorochrome (DAPI>bleu FITC>vert RITC>rouge)

5.2.1.3. 3-> Lavage de l'excès d'AC

5.2.1.4. 4-> Observation au microscope à fluorescence

5.2.2. Immunofluorescence indirecte:

5.2.2.1. 1-> Couplage de l'Ac primaire à l'antigène recherché

5.2.2.2. 2-> Couplage de l'Ac secondaire à un fluorochrome

5.2.2.3. 3-> Application de l'Ac secondaire couplé au fluorochrome à la coupe

5.2.2.4. 4-> observation au microscope à fluorescence

5.3. Soit couplé à une enzyme = IE

5.3.1. Technique quantitative: ELISA = Enzyme linked immunosorbent assay

5.3.2. Technique qualitative: Western bloat

5.3.3. Etapes:

5.3.3.1. 1. Couplage de l'Ac à une enzyme (peroxydase)

5.3.3.2. 2.Application de l'Ac+enzyme à la coupe

5.3.3.3. 3.Lavage de l'excédent

5.3.3.4. 4. Révélation de l'enzyme par un chromogène (DAB-> brun AEC-> orange)

5.3.3.5. 5. Observation au microscope optique après coloration de fond des tissus à l'hématoxyline

5.4. Obligatoire pour le diagnostic d'un cancer

6. La membrane plasmique ED2

6.1. Composition de la membrane plasmique (mosaïque fluide)

6.1.1. Lipides: 40%

6.1.1.1. Amphotères (polaires)

6.1.1.1.1. Phospholipides

6.1.1.1.2. Cholestérol

6.1.1.2. Rôle structural

6.1.2. Protéines: 50%

6.1.2.1. Extrinsèques

6.1.2.1.1. Hydrophiles

6.1.2.1.2. Hyaloplasmiques/extracellulaires

6.1.2.1.3. Liaisons faibles avec la membrane plasmique

6.1.2.2. Intrinsèques

6.1.2.2.1. Amphotères: Partie hydrophobe enfouie dans la bicouche lipidiques + partie hydrophile émergent dans le hyaloplasme ou le milieu extracellulaire

6.1.2.2.2. Peuvent être transmembranaires

6.1.2.3. Rôle enzymatique

6.1.3. Glucides: 10% -> liés au protéines =glycoprotéines / ->liés au lipides =glycolipides par des liaisons covalentes

6.1.3.1. Oligo/ polysaccharides

6.1.3.2. Forment une enveloppe protectrice d'hydrates de carbone =cell coat

6.1.3.2.1. Assure l'adsorption et la rétention de molécules au sein des entérocytes

6.1.3.2.2. A un rôle antigénique au sein de certains tissus (épiderme/ gencives)

6.1.3.3. Se trouvent uniquement du coté extracellulaire

6.1.3.4. Rôle protecteur

6.2. Rôles physiologiques de la membrane plasmique

6.2.1. Echanges de substances

6.2.1.1. Transport membranaire

6.2.1.1.1. Transport sans déformation= Perméabilité

6.2.1.1.2. Transport avec déformation = Echange vésiculaire

6.2.2. Adhérence cellulaire

6.2.2.1. - Soit avec d'autres cellules (CAM=cell adhesion molecules) -Soit avec la matrice extra cellulaire (MEC) (SAM=substrate adhesion molecules)

6.2.2.1.1. Interaction homophile = entre 2 mêmes sortes de protéines

6.2.2.1.2. Interaction hétérophile =entre 2 protéines différentes

6.2.2.1.3. Hétéro et homophile

6.2.2.1.4. Application médicales

6.2.2.2. Si entre cellules du même type -> homotypique

6.2.2.3. Si entre cellules différentes -> hétérotypique

6.2.3. Signalisation cellulaire

6.2.3.1. Molécules de signalisaiton

6.2.3.1.1. Neurotransmetteurs (NT)

6.2.3.1.2. Hormones (H)

6.2.3.1.3. Médiateurs chimiques locaux (MCL)

6.2.3.1.4. Nature

6.2.3.1.5. Messagers secondaires:

6.2.3.2. Récepteurs membranaires

6.2.3.2.1. RCCI -> Récepteurs couplés à un canal ionique

6.2.3.2.2. RCPG -> récepteurs couplés à la protéine G

6.2.3.2.3. RCE -> récepteurs couplés à une enzyme

6.2.3.3. Voies de signalisaition

6.2.3.3.1. Signalisation neuronale

6.2.3.3.2. Signalisation hormonale

6.2.3.3.3. Voie PKA

6.2.3.3.4. Voie PKC

6.2.3.3.5. Signalisation par les médiateurs chimiques locaux

6.2.3.3.6. Voie des RCE (RTK est un récepteur couplé à l'enzyme tyrosine kinase)

7. Cytosol et cytosquelette

7.1. Le cytosol

7.1.1. Def

7.1.1.1. Techniquement = la fraction cellulaire restant après séparation des différents constituants par centrifugation

7.1.1.2. Morphologiquement = le compartiment principal du cytoplasme à l’exclusion des organites.

7.1.1.3. 55% de la cellule

7.1.2. Contient

7.1.2.1. Des lipides sous forme de goutelettes

7.1.2.2. Du glycogène ( polysaccharides) en amas ou grappes (rosettes)

7.1.2.3. Protéines grâce aux protéosomes

7.1.2.4. Des vésicules stockées

7.1.2.5. +70% d'eau

7.1.2.6. des ARN, des gaz CO2et O2, des ions, des nucléotides, des acides aminées, des peptides, des métabolites et des déchets

7.1.2.6.1. PM faible

7.1.2.7. Des complexes moléculaires : protéasomes, chaperonine, ribosomes , le cytosquelette

7.1.2.7.1. PM elevé

7.1.3. Fonctions

7.1.3.1. Support des organites cellulaires

7.1.3.2. Régulation des pH intra et extracellulaire grâce à la grande quantité d'eau et d'ions: homéostasie cellulaire

7.1.3.3. Stockage

7.1.3.4. Carrefour de voies métaboliques : anabolisme et catabolisme des glucides, des acides aminés, des acides gras et des nucléotides

7.1.3.4.1. Métabolisme énergétique (grâce au molécules stockées)

7.1.3.4.2. le lieu des premières étapes du métabolisme des glucides (glycolyse et cycle des pentoses phosphates).

7.1.3.5. Production d'energie

7.1.3.6. modification et adressage des protéines

7.2. Le cytosquelette

7.2.1. C’est un ensemble de polymères biologiques formant une structure filamenteuse conférant à la cellule sa forme et son dynamisme

7.2.1.1. Microfilaments d'actine

7.2.1.1.1. L'actine représente 5% des protéines dans la cellule (20% dans les cellules musculaires squelettiques)

7.2.1.1.2. Sous forme monomérique, l’actine est une protéine de 375 acides aminés, d’un diamètre de 5,5 nm et une masse moléculaire d’environ 43 kDa

7.2.1.1.3. 7 isoformes d'actine répartis en trois classes

7.2.1.1.4. Structure tertiaire globulaire: Actine G

7.2.1.1.5. Protéines régulatrices de la polymérisation des microfilaments d'actine (ABP actin binding proteins)

7.2.1.1.6. Liaison des microfilaments d'actine entre eux

7.2.1.1.7. Fonctions des microfilaments d'actine

7.2.1.1.8. En modulant l’activité des différentes protéines liant l’actine, la cellule peut modifier son cytosquelette d’actine pour l’adapter aux conditions du milieu. Un certain nombre de molécules de signalisation sont capables d’agir sur le cytosquelette d’actine pour moduler son fonctionnement ou son organisation. Dans ce dernier cas, on a mis en évidence que certaines G protéines jouent un rôle important.

7.2.1.1.9. Les filaments d'actine sont liés à la membrane plasmique par des molécules d'adaptation et des molécules transmembranaires

7.2.1.2. Filaments intermédiaires

7.2.1.2.1. Propriétés

7.2.1.2.2. Structure

7.2.1.2.3. 6 Types de FI

7.2.1.2.4. La progéria est due à un défaut de maturation post-traductionnelle de la prélamine A

7.2.1.3. Microtubules

7.2.1.3.1. Structure

7.2.1.3.2. L'instabilité dynamique des microtubules

7.2.1.3.3. Les protéines de stabilisation et de déstabilisation des microtubules

7.2.1.3.4. Toxines des microtubules

7.2.1.3.5. Structures microtubulaires complexes

8. Les mitochondries

8.1. Localisation importante

8.1.1. Au niveau de la pièce intermédiaire des spermatozoïdes

8.1.2. Sous forme tubulaire dans les cônes et les bâtonnets

8.1.3. Collées au gouttelettes lipidiques ou dans les myofilaments des cellules musculaires

8.2. Structure de la mitochondrie

8.2.1. Membrane externe

8.2.1.1. Composition

8.2.1.1.1. Bicouche lipidique (Similaire à la MP)

8.2.1.1.2. Riche en PC= phosphatidine choline

8.2.1.1.3. 50% de lipides (phospholipides insaturés + cholestérol)

8.2.1.1.4. 50%de protéines

8.2.2. Membrane interne

8.2.2.1. Composition

8.2.2.1.1. Surface 5 à 10x sup à la membrane externe

8.2.2.1.2. 80% de protéines

8.2.2.1.3. 20% de lipides

8.2.2.1.4. Pas de cholestérol

8.2.2.1.5. Riche en cardiolipine (18 à 20% des phospholipides de ct membrane)

8.2.2.1.6. Riche en différentes protéines

8.2.3. Les crêtes

8.2.3.1. Les jonctions entre les crêtes et la membrane interne est faite grâce aux complexes protéiques MICOS

8.2.3.2. Composition

8.2.3.2.1. Protéines de la chaine respiratoire

8.2.3.2.2. Translocases TIM ou OXA

8.2.3.2.3. ATPosomes = protéines de la membrane interne avec plusieurs sous-unités, organisée en 3 parties : base, tige et tête sphérique renfermant la partie catalytique responsable de la synthèse d’ATP.

8.2.4. L'espace intermembranaire

8.2.4.1. Composition

8.2.4.1.1. Similaire au cytoplasme

8.2.4.1.2. Riche en protons

8.2.4.1.3. cytochromes c qui participent dans la chaine respiratoire

8.2.4.1.4. pro-caspases impliqués dans l’apoptose.

8.2.4.1.5. Siège de réactions d'oxydation

8.2.4.1.6. Renferment des enzymes qui métabolisent l'ATP tq la myokinase = Adenylate kinase = AK

8.2.5. Matrice mitochondriale

8.2.5.1. Composition

8.2.5.1.1. Forte concentration en protéines hydrosolubles

8.2.5.1.2. Contient des enzymes impliquées dans le métabolisme énergétique

8.2.5.1.3. Contient le génome mitochondrial présent en 5 à 10 copies ainsi que les composants nécessaires à son métabolisme : ARNr et ARNt, nucléotides phosphates, mitoribosomes (70s)

8.2.5.1.4. Réservoir de calcium

8.2.5.1.5. elle est également un des acteurs majeurs dans le contrôle et l’initiation de la mort cellulaire ou apoptose.

8.3. Le génome mitochondrial

8.3.1. petite molécule d’ADN bicaténaire, circulaire

8.3.2. duplication indépendante et non sync avec l'ADN du noyeai

8.3.3. 16Kb

8.3.4. 5 à 10 copies

8.3.5. Non universel

8.3.6. Pas d'introns

8.3.7. n'est pas lié aux histones

8.3.8. Transmission maternelle (les mitochondries paternelles sont dégradées lors de la fécondation)

8.3.9. Code pour :

8.3.9.1. 22 ARNt

8.3.9.2. 2ARNr (12s et 16s qui composent les mitoribosomes)

8.3.9.3. 13 sous-unités protéiques appartenant à 4 des cinq complexes de la chaine réspiratoire

8.4. Biogenèse de mitochondries

8.4.1. Fission

8.4.1.1. augmente le nombre de mitochondries quand il y a augmentation de la demande en énergie

8.4.1.2. Implique une réplication de l’ADNmt l’importation de protéines, et l’importation de phospholipides membranaires à partir du REL

8.4.1.3. Mécanisme

8.4.1.3.1. 1. Recrutement de Drp1 (une GTPase de la famille des dynamines)

8.4.1.3.2. 2. Polymérisation de cette protéine et formation d'une spirale

8.4.1.3.3. 3. Hydrolyse de la GTP

8.4.1.3.4. 4. Etranglement de la mitochondrie par la spirale

8.4.2. Fusion

8.4.2.1. Les mitochondries deviennent plus grandes ou s’organisent en structures tubulaire ou ramifiée

8.4.2.2. participe à la restauration et à la réparation des mitochondries et à la délétion des mitochondries non fonctionnelles

8.4.2.3. Mécanisme

8.4.2.3.1. Interaction des mitofusines Mfn1 et Mfn2 (dynamines situées sur la membrane externe) + hydrolyse de la GTP = Rapprochement des protéines => Fusion des membranes externes

8.4.2.3.2. OPa1 => Fusion des membranes internes

8.5. Adressage des protéines de la mitochondrie (MI et ME)

8.5.1. les protéines dont la séquence de destination est située en position N–terminale

8.5.1.1. Les composants de la chaine respiratoire

8.5.1.2. L'ATP synthase

8.5.1.3. Les protéines de trransport

8.5.1.4. Les protéines de la matrice mitochondriale

8.5.2. les protéines dont la séquence de destination est située au milieu de la chaîne polypeptidique

8.5.3. Se fait grâce au translocons TIM et TOM et OXA

8.5.3.1. Pour traverser les translocons les protéines restent pliées par la Hsp70 et 90

9. Le peroxysome

9.1. Composition

9.1.1. Matrice riche en enzymes: catalase et peroxydase + glutathion peroxydase (GPx) + La super oxyde dismutase (SOD)

9.1.2. Membrane formée par une bicouche lipidique

9.1.3. Noyau cristallin

9.1.4. Pas d'ADN

9.2. Structure

9.2.1. Souvent une forme sphérique, de 0,1 à 1 micromètre de diamètre, parfois ils se trouvent sous forme tubulaire

9.3. Biogénèse

9.3.1. Soit par scission de deux peroxysomes parentaux

9.3.2. Soit de novo à partir du reticulum endoplasmique

9.3.2.1. Trois étapes

9.3.2.1.1. Formation le la membrane

9.3.2.1.2. Import des portéines membranaires

9.3.2.1.3. Imports des protéines matricielles

9.3.3. L'import des protéines fait intervenir les peroxines (Protéines codées par le gène Pex chez l'homme)

9.4. Fonction des peroxysomes

9.4.1. Rôle antioxydant

9.4.2. Synthèse d'éthers de lipides: plasmalogènes

9.4.3. Beta-oxydation des acides gras à très longue chaine

9.4.4. Production de H2O2 (peroxidases)

9.4.5. Dégradation de H2O2 (catalases)

9.4.6. Production de radicaux libres

9.5. Agents de prolifération des peroxysomes

9.5.1. exposition au froid, aspirine, hypolipémiants(fibrate), antidiabétique, phtalates, produits pétroliers.

9.6. Pexophagie

9.6.1. Durée de vie ~5 jours

9.6.2. La pexophagie est déclenchée à la fois par des conditions de stress et des dysfonctionnements peroxysomaux

9.6.3. NBR1 et p62 interagissent avec les protéines membranaires peroxisomales (PMPs) et séquestrent le peroxysome cible dans les autophagosomes

10. Le réticulum endoplasmique (notes)

10.1. 1.

10.1.1. REG est plus abondant dans les cellules pancréatiques (sécrétion de protéines)

10.1.2. REL est plus abondant dans les cellules hépatiques après des intoxications (détoxification)

10.2. 2. Trafic cellulaire

10.2.1. Cytosol<->Noyau

10.2.1.1. Transport à travers les pores

10.2.2. Cytosol -> mitochondrie + RE + peroxysomes

10.2.2.1. Transport membranaire (translocation membranaire) (grâce aux translocons)

10.2.3. RE-> peroxysome / RE <-> Golgi

10.2.3.1. Transport vésiculaire

10.2.4. Golgi <-> Endosome + lysosome + extracell + vésicules

10.2.4.1. Transport vésiculaire

10.3. 3.

10.3.1. Translocation post-traductionelle

10.3.1.1. La protéines est adressée après sa traduction complète

10.3.2. Translocation co-traductionelle

10.3.2.1. La protéine commence sa traduction dans le cytosol puis la machinerie (ARNm + ribosome + début de prot) est transportée au REG pour continuer la traduction et adresser la protéine

10.4. 4. Ribosomes libres / liés au REG

10.4.1. Les ribosomes libres traduisent les protéines du

10.4.1.1. Noyeau

10.4.1.2. Cytosol

10.4.1.3. Face interne de la membrane interne de la cellule

10.4.1.4. mitochondries

10.4.1.5. peroxysomes

10.4.2. Les ribosome du REG traduisent les protéines de

10.4.2.1. La membrane plasmique (transmembranaires ou encrées dans la couche lipidique)

10.4.2.2. Golgi

10.4.2.3. endosome

10.4.2.4. lysosome

10.4.2.5. Matrice extracellulaire (MEC) (vésicules sécrétoires)

10.5. 5. Fonctions du REG et du REL

10.5.1. REG

10.5.1.1. Synthèse de protéines

10.5.1.2. Modifications post-traductionelles (maturation de protéines)

10.5.1.2.1. Repliement des protéines

10.5.1.2.2. Formation de ponts disulfures

10.5.1.2.3. Ajout des oligosaccharides (la première étape de la N-glycolisations)

10.5.2. REL

10.5.2.1. Synthèse des lipides, des phospholipides, des céramides et des hormones stéroïdiennes.

10.5.2.2. Stockage et relargage du calcium

10.5.2.3. Métabolisme glucidique

10.5.2.4. Détoxification (Foie- Reins - Intestins - Poumons)

10.5.2.4.1. Des réactions d’hydroxylation et de conjugaison réalisées par la famille du cytochrome P450 augmente la solubilité des substrats hydrophobes afin de les éliminer dans les urines

10.6. 5.. Modification post-traductionnelle des protéines (Se fait dans le REG)

10.6.1. Protéines chaperonnes et chaperonines (BIP) (HSP =heat shock proteins)

10.6.1.1. Assurent le pliage des protéines

10.6.2. Disulfides isomérases

10.6.2.1. Formation des ponts disulfure

10.6.3. Ubiquitine +protéasome

10.6.3.1. Déplient et détruisent les protéines mal pliées

10.6.4. Calnexine

10.6.4.1. Contrôle la qualité des protéines (joue aussi le rôle de chaperonne)

10.6.4.2. Reconnait la présence d'un glucose sur la protéine

10.6.4.3. Si la protéine est mal repliée/ mal glycosylée/ mal conformée elle sera sortie du RE, puis déglycosilée puis elles sont ubiquitinées

10.7. 5... Enzyme d'organisation des phospholipides des membranes

10.7.1. Flippase

10.7.1.1. Utilise de l'ATP

10.7.1.2. MEC / Lumen ==> Cytosol

10.7.2. Floppase

10.7.2.1. Utilise de l'ATP

10.7.2.2. Cytosol ==> MEC/ Lumen

10.7.3. Scramblase

10.7.3.1. Cytosol <==> MEC/ Lumen

10.7.4. Flippase du RE

10.7.4.1. Cytosol <==> MEC/ Lumen

10.8. 6. Synthèse des protéines membranaires et résidentes du réticulum endoplasmique

10.8.1. 1- Début de la traduction à l'extrémité N-terminale => on obtient un peptide signal hydrophobe (PS)

10.8.2. 2- La SRP (signal recognition particle) reconnait la PS et s'attache à la machinerie

10.8.3. 3- Inhibition de l'élongation

10.8.4. 4- La SRP transporte l'ensemble vers son récepteur sur la membrane du réticulum endoplasmique ce qui abouti à l’ouverture d’un translocon dans la membrane RE.

10.8.5. 5- Hydrolyse de la GTP par la SRP et le récepteur de la SRP

10.8.6. 6- Fixation du PS sur son translocon et détachement de la SRP

10.8.7. 7- La traduction continue et la protéine synthétisée est dans la lumière du réticulum

10.8.8. 8- Ribosome quitte le REG et le translocon se referme sur protéine endoluminale

10.8.9. 9- Coupure enzymatique du peptide signal

10.8.10. Les charges négatives de la protéine sont dans le réticulum

10.8.11. Il peut y avoir plusieurs peptides signaux sur une protéine (de début et d'arrêt)

11. L'appareil de golgi

11.1. Structure

11.1.1. organite cellulaire polymorphe constitué d’un dictyosome (dans les cellules animales

11.1.1.1. Un dictyosome est un ensemble de vésicules et de saccules aplatis et empilés

11.1.1.2. Le dictyosome est entouré de vésicules qui assurent la communication entre les saccules et entre le golgi et le reste de la cellule

11.1.2. polarité structurale et fonctionnelle.

11.1.3. Face cis

11.1.3.1. En relation avec le RE

11.1.3.2. Face de transition

11.1.4. Face trans

11.1.4.1. Face d'expédition

11.1.4.2. Contient des vésicules de sécrétion qui libèrent les prots après modificaiton

11.2. Fonctions

11.2.1. Maturation des protéines

11.2.1.1. les modifications post-traductionnelles effectuées dans l’appareil de Golgi sont essentielles à l’adressage correct des protéines dans la cellule.

11.2.1.2. Modifications protéines et lipides du RE

11.2.1.2.1. Remaniement des N-glycosylations débutées dans RE et qui sont complétées par des retraits puis ajouts de sucres sur l’oligosaccharide existant (face cis)

11.2.2. Nucléateur de microtubules

11.2.3. Ségrégation des vésicules

11.2.3.1. Il régule le nombre de vésicules allant à la membrane et participe ainsi au renouvellement membranaire.

11.2.3.2. Au niveau du Cis Golgien

11.2.3.2.1. Vésicules contenant des récepteurs cargo spécifiques qui vont vers les saccules intermédiaires

11.2.3.2.2. Si les peptides sont inachevés ils retournent vers le RE

11.2.3.3. Au niveau du trans golgien

11.2.3.3.1. Vésicules constitutives

11.2.3.3.2. Vésicules de sécrétion

11.2.3.4. Flux rétrograde:

11.2.3.4.1. Récupération des enzymes des saccules qui avancent dans le tapis roulant de l'appareil de Golgi

11.2.3.4.2. Séquence KDEL

11.2.3.5. Vésicule de type COP 2

11.2.3.5.1. Déplacement antérograde: du RE vers le Cis vers le trans

11.2.3.6. Vésicule de type COP 1

11.2.3.6.1. Déplacement rétrograde: du trans vers le cis vers le RE

12. Le noyau interphasique

12.1. Constituants

12.1.1. La membrane nucléaire externe

12.1.2. L'espace périnucléaire

12.1.2.1. communique avec le réticulum endoplasmique.

12.1.2.2. Occupé par la partie C-terminale des protéines intrinsèques de la membrane interne

12.1.3. La membrane nucléaire interne

12.1.4. La lamina

12.1.4.1. Constituée par des filaments de lamine qui forment une structure en maille, des protéines type filaments intermédiaires membres de la famille des protéines du cytosquelette

12.1.4.2. Les lamines du type A et C sont présentes dans toutes les cellules

12.1.4.3. Les lamines du type B1 et B2 sont seulement présentes dans les cellules indifférenciées

12.1.4.4. Les lamines nucléaires sont liées au cytosquelette grâce à des protéines transmembranaires qui interagissent entre elles dans l’espace périnucléaire

12.1.4.5. Rôles de la lamina

12.1.4.5.1. Fixation de l'enveloppe nucléaire et assure sa résistance mécanique

12.1.4.5.2. Maintient de la forme du noyau

12.1.4.5.3. Stabilise les pores nucléaires

12.1.4.5.4. Interagit avec la portion télomérique de la chromatine

12.1.5. Les pores nucléaires

12.1.5.1. 2000 à 4000 /noyau,

12.1.5.2. Formé par l’assemblage d'environ 100 protéines

12.1.5.3. Structure dynamique susceptible de disparaitre au cours de la mise en repos de la cellule et de réapparaitre lorsque les échanges nucléo cytoplasmiques sont augmentés.

12.1.5.4. Structure:

12.1.5.4.1. Deux anneaux: un cytoplasmique et un nucléaire (120 nm de diamètre)

12.1.5.4.2. Un transporteur central (10-30 nm de diamétre

12.1.5.4.3. Chaque anneau est relié au transporteur central par 8 bras radiaires

12.1.5.4.4. Il y a un troisième anneau de diamètre inférieur du coté nucléoplasmique. Il est relié au grand anneau nucléoplasmique par des microfilaments organisés en cage.

12.1.5.4.5. Filaments cytoplasmiques

12.1.5.4.6. La lamina nucléaire est interrompue au niveau du pore.

12.1.5.5. Composition

12.1.5.5.1. 50 % des protéines sont des nucléoporines (=glycoprotéines)

12.1.5.6. Fonctions:

12.1.5.6.1. Transport des molécules de PM < 40 kDa

12.1.5.6.2. Transport des molécules de PM > 40 kDa

12.1.6. Les nucléoles

12.1.6.1. .

12.1.6.1.1. - est dépourvu de membrane et il disparaît au début de la mitose et se reconstitue à la fin de cette dernière

12.1.6.1.2. - affinité pour les colorants basiques due à une richesse en ARN

12.1.6.1.3. - site de biosynthèse et de l’assemblage des ribosomes,

12.1.6.1.4. - est associé à une hétérochromatine dense constitutive

12.1.6.1.5. Une cellule normale comporte généralement un seul nucléole. Les cellules cancéreuses ont des nucléoles gros et/ou nombreux, c’est un des critères qui permettent de les reconnaître à l’examen microscopique.

12.1.6.1.6. Dans le génome humain, les gènes codant les ARNr d’origine nucléolaire sont localisés au niveau des constrictions secondaires des bras courts de 5 paires de chromosomes

12.1.6.1.7. Portions des gènes sont les organisateurs nucléolaire

12.1.6.2. Constituants

12.1.6.2.1. Centre fibrillaire

12.1.6.2.2. Composant fibrillaire dense

12.1.6.2.3. Composant granulaire

12.1.6.2.4. Vacuoles

12.1.6.2.5. Chromatine

12.1.7. Synthèse des sous unités ribosomales

12.1.7.1. Les gènes qui codent pour l'ARNr 45s sont transcrits dans le nucléole par l'ARN pol 1

12.1.7.1.1. Composé de l'ARNr 18s et 28s et 5.8s

12.1.7.1.2. Subit la maturation + épissage

12.1.7.2. Le gène qui code pour l'ARNr 5s est transcrit dans le nucléoplasme par l'ARN pol 3

12.1.7.2.1. Subit la maturation + épissage

12.1.8. -Corps de Cajal

12.1.8.1. assemblage des filaments de RNP, maintenance des télomères

12.1.9. La chromatine

12.1.9.1. Euchromatine (totalement décondensée)

12.1.9.2. Hétérochromatine (moyennement décondensée)

12.1.9.3. Chromatine sexuelle ou Corpuscule de Barr

12.1.9.3.1. -condensation du X inactif du sexe féminin

12.1.9.3.2. -petite masse d’hétérochromatine située contre l’enveloppe nucléaire

12.1.9.3.3. -Corpuscule de Barr n’existe pas chez l’homme normal

12.2. Les échanges nucléoplasmiques

12.2.1. Transport passif grâce aux pores

12.2.2. Transport actif grâce aux nucléoporines

12.2.2.1. La direction du transport est déterminée par le gradient de RAN

12.2.2.1.1. RAN GTP: Se trouve plus dans le noyau

12.2.2.1.2. RAN GDP: Se trouve plus dans le cytosol

12.2.2.2. Mécanisme Importation

12.2.2.2.1. La protéine avec séquence NLS se lie à l'importine

12.2.2.2.2. Les deux pénètrent dans le nucléoplasme

12.2.2.2.3. (La RAN GDP est phosphorylée dans le noyau par le RCC1 pour devenir RAN GTP)

12.2.2.2.4. L'importine se lie à la RAN GTP et lâche la protéine dans le nucléoplasme

12.2.2.2.5. La RAN GTP et l'exportine quittent le noyau

12.2.2.2.6. La RAN GTP est déphosphorylée par la RAN GAP et la RAN BP en RAN GDP et se détache de l'importine

12.2.2.3. Mécanisme Exportation

12.2.2.3.1. La protéine avec la séquence NES se lie à l'exportine qui se lie à la RAN GTP

12.2.2.3.2. Les deux quittent le noyau

12.2.2.3.3. L'exportine se lie au filaments cytosoliques

12.2.2.3.4. La RAN GAP se lie à l'exportine et l'exportine lâche sa charge

13. Le cycle cellulaire

13.1. Interphase

13.1.1. Phase G1

13.1.1.1. Durée très variable

13.1.1.2. La cellule croit et augmente en taille et en volume

13.1.1.3. Synthèse des protéines spécifiques à l'identité de la cellule et en réponse au milieu

13.1.1.4. Formation du complexe Cycline D- Cdk4/ Cdk6

13.1.1.4.1. Ce complexe phosphoryle partiellement la pRb

13.1.1.5. Checkpoint

13.1.1.5.1. En G1, la cellule choisit entre la progression dans le cycle, et la sortie du cycle vers un état quiescent (G0).

13.1.1.5.2. Mécanismes possibles

13.1.2. Phase S

13.1.2.1. Formation du complexe Cycline E-Cdk2 en début de phase S

13.1.2.1.1. Ce complexe phosphoryle totalement la pRb

13.1.2.1.2. Ce complexe phosphoryle aussi la p27 (petite protéine inhibitrice de la Cycline D)

13.1.2.1.3. La formation de ce complexe induit l'INITIATION de la réplication

13.1.2.1.4. Ce complexe phosphoryle des protéines localisées au niveau des origines de réplication de l’ADN et initie la duplication du matériel génétique.

13.1.2.2. Formation du complexe Cycline A-Cdk2 tout au long de la phase S

13.1.2.2.1. Ce complexe joue un rôle dans la réplication de l'ADN, Il assure que la réplication soit faite une seule fois

13.1.2.3. Réplication du matériel génétique

13.1.2.4. La transcription peut toujours avoir lieu (surtt pr les gènes des histones)

13.1.2.5. Mise en place de la cohésine

13.1.2.5.1. = complexe protéique en forme d’anneau qui enserre les deux chromatides sœurs. Formée de deux sous unités Smc1 et Smc3 super enroulées qui possèdent un domaine ATPase, et deux sous-unités Scc1 et Scc3 liées au domaine ATPase.

13.1.2.6. Formation du complexe Cycline A-Cdk1 en fin de phase S

13.1.2.6.1. Ce complexe aide à la stabilisation et à l'activation du complexe Cycline B-Cdk1 avant d'être ubiquitinylé

13.1.3. Phase G2

13.1.3.1. Préparation à la division, la cellule croit rapidement et relance la synthèse des protéines

13.1.3.2. Formation du complexe Cycline B-Cdk1

13.1.3.2.1. Ce complexe va former le MPF: mitosis promoting factor

13.1.3.2.2. Cependant, ce complexe reste inactif car il porte un phosphate activateur (ajouté par CAK) et deux phosphates inhibiteurs (ajoutés par Wee1)

13.1.3.2.3. L’activation du complexe M-Cdk (Cycline B) est conditionnée par le passage du point de contrôle de la réplication de l’ADN en fin de G2

13.1.3.3. Checkpoint

13.1.3.3.1. un système de blocage du cycle cellulaire qui permet de retarder l’entrée en mitose en cas de problème de réplication de l’ADN apparu en phase S ou encore d’éventuel dommage à l’ADN.

13.1.3.3.2. Vérifie si tout l'ADN est répliqué

13.1.3.3.3. Vérifie si l'ADN est endommagé

13.1.3.3.4. Mécanisme

13.2. Cdk / Cyclines

13.2.1. Activation / inactivation

13.2.1.1. Les complexes cycline-Cdk peuvent être activés ou inhibés suite à des cycles de phosphorylation/déphosphorylation.

13.2.1.2. CAK (Cdk-Activating Kinase)

13.2.1.2.1. active totalement le complexe cycline-Cdk

13.2.1.3. Wee1

13.2.1.3.1. Une protéine kinase qui inactive le complexe

13.2.1.4. Cdc25

13.2.1.4.1. Phosphatase qui déphosphoryle le complexe afin de le réactiver

13.2.1.5. Les inhibiteurs de Cdk : Les CKI

13.2.1.5.1. Les complexes cycline-Cdk peuvent être inhibés suite à la fixation de protéines inhibitrices des Cdk

13.2.1.6. Dégradation des cyclines par le protéasome (SCF et APC)

13.2.1.6.1. Complexe multienzymatique qui dégrade les protéines ubiquitinylées

13.2.1.6.2. Il inactive les complexes Cycline-Cdk en effectuant la protéolyse des cyclines

13.2.1.6.3. Pendant le cycle cellulaire, deux complexes possédant une activité ubiquitine ligase interviennent : le SCF et l’APC.

13.3. Mitose

13.3.1. Ne concerne que la division du noyau, la fin de la mitose s’accompagne d’une division du cytoplasme ou cytodiérèse.

13.3.2. Prophase

13.3.2.1. Formation des complexes M-Cdk

13.3.2.1.1. Condensation des fibres chromatiniennes dupliquées (phosphorylation des condensines et des histones H1)

13.3.2.1.2. Disparition du nucléole

13.3.2.1.3. Rupture de la membrane nucléaire (phosphorylation des lamines)

13.3.2.1.4. Mise en place des kinétochores au niveau des centromères (qui vont s'attacher au microtubules pour la ségrégation)

13.3.2.1.5. Formation des microtubules mitotiques

13.3.2.1.6. réorganisation de l’appareil de Golgi et des microtubules

13.3.2.1.7. réarrangement du cytosquelette d’actine

13.3.2.1.8. Séparation des centrosomes

13.3.3. Prométaphase

13.3.3.1. Rupture de l’enveloppe nucléaire. Suite à la phosphorylation des lamines et leurs dépolymérisation (Activé par le MPF)

13.3.3.2. Les MT kinétochoriens entrent en contact avec les centromères des chromosomes dans l'espace nucléaire

13.3.3.3. Le centromère est composé d’une variante de l’histone H3 qui permet l’assemblage du kinétochore

13.3.3.4. l’apport de facteurs nucléaires stabilisant le fuseau

13.3.4. Métaphase

13.3.4.1. Tous les chromosomes sont attachés de façon bipolaire et disposés sur le plan équatorial de la cellule pour former la plaque métaphasique

13.3.4.2. Les chromosomes sont maintenus au niveau du fuseau mitotique grâce à trois sortes de microtubules

13.3.4.2.1. – Les microtubules polaires

13.3.4.2.2. – Les microtubules astraux

13.3.4.2.3. – Les microtubules kinétochoriens

13.3.4.3. les chromatides sœurs restent associées grâce à la cohésine

13.3.4.4. Checkpoint

13.3.4.4.1. Vérifie si tous les chromosomes sont bien attachés de façon bipolaire

13.3.4.5. La transition métaphase anaphase nécessite l’activation de l’APC. (=Anaphase promoting complex)

13.3.4.5.1. L’activation de l’APC est conditionnée par l’activation du complexe M-Cdk et par le passage du point de contrôle de mitose

13.3.4.5.2. Mécanisme

13.3.5. Anaphase

13.3.5.1. Dégradation des cohésines par la séparase activée par l’APC

13.3.5.2. –Lors de l’anaphase A, les microtubules kinétochoriens se dépolymérisent et la longueur du fuseau reste constante

13.3.5.3. – Lors de l’anaphase B, les centrosomes s’éloignent et le fuseau s’allonge

13.3.6. Telophase

13.3.6.1. Arrivée des chromosomes fils aux pôles

13.3.6.2. les microtubules kinétochoriens se détachent

13.3.6.3. Reconstitution de l’enveloppe nucléaire

13.3.6.4. Les chromosomes se décondensent et retournent à leur état initial de brins d’ADN

13.3.6.5. Mise en place de l’anneau contractile

13.3.7. Sortie de la mitose

13.3.7.1. La sortie de mitose est due à la déphosphorylation des protéines dont la phosphorylation avait permis l’entrée en mitose (via l’activation de phosphatases), mais aussi à l’inactivation du complexe M-Cdk.

13.4. Cytodiérèse

13.4.1. La cellule se divise grâce à la formation d’un anneau d’acto-myosine contractile qui s’invagine jusqu’à « couper » la cellule mère en deux cellules filles

13.5. Le cycle centriolaire

13.5.1. La duplication du centrosome

13.5.1.1. – a lieu au cours de la phase S

13.5.1.2. – est un phénomène semi-conservatif

13.5.1.3. – est contrôlée, en partie, par des complexes semblables

13.5.2. Rôle du centrosome

13.5.2.1. En G1 et G0, le réseau de microtubules s’organise autour d’un centrosome unique souvent situé en position centrale proche du noyau.

13.5.2.2. permet la nucléation des microtubules

13.5.2.3. organise la forme et la polarité de la cellule

13.5.2.4. Lors de la mitose: le centrosome, après duplication, forme les 2 pôles du fuseau mitotique et assure ainsi la mise en place du fuseau

13.6. Contrôle extracellulaire du cycle cellulaire

13.6.1. Les molécules de signalisation extracellulaires qui régulent la taille des cellules et leur nombre sont généralement des protéines solubles sécrétées réparties en trois classes majeures

13.6.1.1. les mitogènes, qui stimulent la division cellulaire

13.6.1.2. les facteurs de croissance, qui stimulent l’augmentation de la masse cellulaire

13.6.1.3. les facteurs de survie, qui suppriment l’apoptose