La communication cellulaire
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La communication cellulaire
faridmaidi الأربعاء 14 يوليو - 11:33
La communication cellulaire
Sommaire
A) Définition
B) Principes de la communication cellulaire
B1) Spécificité de diffusion
B2) Variabilité dans les R pour un même ligand
C) Codage et émission du signal
C1) Synthèse, transport, stockage
C2) Libération du signal
C3) Inactivation
C4) Rétro-contrôle (feed-back)
D) Rôles
E) Transport du signal
E1) A proximité
E2) A distance
F) Modalités de transmission du signal
F1) Transmission mb
F2) Transmission par les R intracellulaires (R intracytosoliques ou intranucléaires)
A) Définition
La communication cellulaire peut être définie de la manière suivante : ce sont des signaux moléculaires (ou messagers) émis par une cellule (dite émettrice) et reconnus par une autre cellule (dite réceptrice, sachant que la cellule émettrice peut être également la cellule réceptrice).
La réception du signal extérieur est suivie d'un relais à l'intérieur de la cellule qui va conduire à l'amplification du signal induisant des effets moléculaires variés ainsi qu'un changement d'état de la cellule réceptrice.
Ce processus est organisé dans le temps et discontinu.
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B) Principes de la communication cellulaire
1) Spécificité de diffusion
Les cellules possèdent (ou pas) le récepteur (R) ou message (A). Le message peut être diffusé :
- à toutes les cellules (ex : insuline)
- réservé à un ou plusieurs types très spécifiques de cellules (parathormones ou PTH ostéoblastes et les cellules rénales).
2) Variabilité dans les récépteurs pour un même ligand
Effet pléiotropique : Un même ligand est capable d'induire des réponses différentes d'une cellule ou d'un récepteur à l'autre comme le montre si bien ce schéma :
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C) Codage et émission du signal
1) Synthèse, transport, stockage
1. Les ligands hydrophiles (ex : insuline)
Le ligand peut être de nature peptidique mais pas toujours ( comme par exemple l'adrénaline). Il est stocké après sa synthèse dans le cytoplasme de cellules spécialisées. Sa sécrétion est déclenchée par un signal extracellulaire.
Il est ensuite transporté sous forme libre dans le plasma (car il ne peut pas traverser la membrane plasmique). Il se lie enfin à un récepteur spécifique membranaire sur la cellule cible.
Durée d'action : courte.
2. Les ligands hydrophobes
Le ligand est souvent de nature lipidique. Sa sécrétion est également déclenchée par un signal extracellulaire.
Durée de vie : longue.
Transporté par des protéines porteuses (PP) plasmatiques spécialisées (binding protein).
Le complexe hormone – PP se dissocie près de la cellule cible. L'hormone traverse la mp.
L'hormone se lie avec une haute affinité à un R cytosolique ou nucléaire de nature protéique.
3. Communication par des médiateurs gazeux
(monoxyde d'azote NO ; oxyde de carbone CO).
Traversent facilement les membranes cellulaires.
Ex : NO vasodilatation (rôle vasodilatateur de la nitroglycerine), relaxation des fibres musculaires lisses, neurotransmission
2) Libération du signal
1. Exocytose
Des ligands stockés dans les vésicules sont libérés par exocytose contrôlée (cf exemple thyroïde, cours lysosomes).La plupart sont hydrophiles
2. Shedding
= Clivage. Une protéase de partie extracellulaire, d'une protéine transmembranaire qui libère un ligand actif.
On a dit que le stimulus était limité dans le temps, il existe donc des mécanismes chargés d'inactiver le ligand.
3) Inactivation
1. Dégradation
è phénomènes enzymatiques.
2. Recapture
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3. Shedding
Des protéines clivent le domaine extracellulaire du R => libération d'un R soluble qui peut lier le ligand dans le milieu extracellulaire sans effets sur la cellule, le R ne lui étant plus attaché.
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4) Rétro-contrôle (feed-back)
De manière directe ou indirecte, le changement de l'état cellulaire induit par la réception d'un signal affecte en retour l'émission du signal.
- Feed back négatif : inhibition du signal de départ
- Feed back positif : amplification du signal de départ
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D) Rôles
Les cellules d'un organisme pluricellulaire doivent communiquer les uns avec les autres pour :
- le développement et l'organisation des tissus
- contrôler leur croissance
- réguler leur fonction
Les facteurs de communication extérieurs :
- influent sur le service
- induisent la mort ou la prolifération des cellules
- modifient leur fonction
E) Transport du signal
1) A proximité
1. Le type paracrine
Les médiateurs sont :
- sécrétés à proximité de la cellule cible par les cellules émettrices
- très rapidement détruits.
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2. Le type autocrine
La cellule sécrète un signal soluble qui agit sur un de ses propres récepteurs.
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3. Communication cellule – cellule
A : échange de molécules par le biais des jonctions communicantes.
B : Transmission de signaux par le biais des cadhérines (cf cours adhérence cellulaire).
C : Ligand attaché à la membrane de la cellule Y se lie au récepteur membranaire de la cellule X.
4. Le type matricrine
La matrice sécrétée par la cellule ou les cellules avoisinantes influent sur le comportement de la cellule/récepteur de la MEC = les intégrines.
2) A distance
1. Le type endocrine
Des cellules spécialisées sécrètent des M = hormones qui sont larguées dans le sang circulant et se distribuent dans tout l'organisme.
Mécanisme relativement lent (de plusieurs secondes à plusieurs heures).
Compte tenu de la dilution des hormones, les cellules cibles doivent posséder des R de haute affinité (10-8 M).
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2. Transport synaptique
Le corps du neurone est parfois situé très à distance de la cellule cible.
Le neurone émetteur transmet le signal par le biais d'un long prolongement cellulaire, de l'axone à la cellule cible.
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F) Modalités de transmission du signal
1) Transmission mb
1. Généralités sur les R mb
Glycoprotéine transmembranaire (un ou plusieurs domaines).
Monomère ou dimère (fixation du ligand => dimérisation). La fixation du ligand (hydrosoluble) => modification de forme sur le R.
- se transmet à travers les portions transmembranaires
- démasquent les fonctions chimiques au niveau du domaine extraglyphasique (activité enzymatique de type kinase, ouverture d'un canal ionique, liaison à une protéine G)
La liaison d'un R et de son ligand est
- hyperaffine (reconnaissance du ligand parmi des millions de M de l'environnement)
- spécifique (liaison très préférentielle pour un ligand)
- réversible (ce qui permet la désactivation du R)
Il peut y avoir X récepteurs ayant des actions ou des spécificités tissulaires différentes pour une même hormone.
2. Type de R membranaire
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3. Les seconds messagers
= molécule intracellulaire activée par l'activation d'un R suite à la liaison avec son ligand qui activent d'autre M à leur tour (cascade d'activation) => effet final du ligand sur comportement cellulaire.
Plusieurs types : Ex : IP3, AMPc (AMP cyclique).
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Peuvent être activés en même temps ou non par deux R et deux liaisons différentes.
Peuvent se combiner par activation de deux R et conduire à un effet cellulaire.
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2) Transmission par les R intracellulaires (R intracytosoliques ou intranucléaires)
Ex : les R des hormones steroïdes.
A l'état de repos ( L non fixé sur le R) une protéine inhibitrice est fixée à l'endroit du site de liaison récepteur – ADN (Heat Shock Protein 90).
Lors de l'activation (L lié au site de liaison) la P inhibitrice HSP90 se détache du R.
Le complexe L – R est transféré dans le noyau (translocation).
Il se dimérise avec une molécule homologue.
Et se fixe à l'ADN sur une séquence de reconnaissance de P nucléotides (ERH : élément de réponse à l'hormone).
Le site régulateur est situé en amont des gènes (facteurs de transcription).
Des médicaments anti-hormonaux prennent la place des hormones naturelles sur les R (ex : anti-oestrogènes, cancer du sein…) .
Antagonistes : même affinité ou affinité supérieure au L naturel mais la liaison n'est pas suivie d'activation du R.
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Sommaire
A) Définition
B) Principes de la communication cellulaire
B1) Spécificité de diffusion
B2) Variabilité dans les R pour un même ligand
C) Codage et émission du signal
C1) Synthèse, transport, stockage
C2) Libération du signal
C3) Inactivation
C4) Rétro-contrôle (feed-back)
D) Rôles
E) Transport du signal
E1) A proximité
E2) A distance
F) Modalités de transmission du signal
F1) Transmission mb
F2) Transmission par les R intracellulaires (R intracytosoliques ou intranucléaires)
A) Définition
La communication cellulaire peut être définie de la manière suivante : ce sont des signaux moléculaires (ou messagers) émis par une cellule (dite émettrice) et reconnus par une autre cellule (dite réceptrice, sachant que la cellule émettrice peut être également la cellule réceptrice).
La réception du signal extérieur est suivie d'un relais à l'intérieur de la cellule qui va conduire à l'amplification du signal induisant des effets moléculaires variés ainsi qu'un changement d'état de la cellule réceptrice.
Ce processus est organisé dans le temps et discontinu.
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B) Principes de la communication cellulaire
1) Spécificité de diffusion
Les cellules possèdent (ou pas) le récepteur (R) ou message (A). Le message peut être diffusé :
- à toutes les cellules (ex : insuline)
- réservé à un ou plusieurs types très spécifiques de cellules (parathormones ou PTH ostéoblastes et les cellules rénales).
2) Variabilité dans les récépteurs pour un même ligand
Effet pléiotropique : Un même ligand est capable d'induire des réponses différentes d'une cellule ou d'un récepteur à l'autre comme le montre si bien ce schéma :
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C) Codage et émission du signal
1) Synthèse, transport, stockage
1. Les ligands hydrophiles (ex : insuline)
Le ligand peut être de nature peptidique mais pas toujours ( comme par exemple l'adrénaline). Il est stocké après sa synthèse dans le cytoplasme de cellules spécialisées. Sa sécrétion est déclenchée par un signal extracellulaire.
Il est ensuite transporté sous forme libre dans le plasma (car il ne peut pas traverser la membrane plasmique). Il se lie enfin à un récepteur spécifique membranaire sur la cellule cible.
Durée d'action : courte.
2. Les ligands hydrophobes
Le ligand est souvent de nature lipidique. Sa sécrétion est également déclenchée par un signal extracellulaire.
Durée de vie : longue.
Transporté par des protéines porteuses (PP) plasmatiques spécialisées (binding protein).
Le complexe hormone – PP se dissocie près de la cellule cible. L'hormone traverse la mp.
L'hormone se lie avec une haute affinité à un R cytosolique ou nucléaire de nature protéique.
3. Communication par des médiateurs gazeux
(monoxyde d'azote NO ; oxyde de carbone CO).
Traversent facilement les membranes cellulaires.
Ex : NO vasodilatation (rôle vasodilatateur de la nitroglycerine), relaxation des fibres musculaires lisses, neurotransmission
2) Libération du signal
1. Exocytose
Des ligands stockés dans les vésicules sont libérés par exocytose contrôlée (cf exemple thyroïde, cours lysosomes).La plupart sont hydrophiles
2. Shedding
= Clivage. Une protéase de partie extracellulaire, d'une protéine transmembranaire qui libère un ligand actif.
On a dit que le stimulus était limité dans le temps, il existe donc des mécanismes chargés d'inactiver le ligand.
3) Inactivation
1. Dégradation
è phénomènes enzymatiques.
2. Recapture
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3. Shedding
Des protéines clivent le domaine extracellulaire du R => libération d'un R soluble qui peut lier le ligand dans le milieu extracellulaire sans effets sur la cellule, le R ne lui étant plus attaché.
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4) Rétro-contrôle (feed-back)
De manière directe ou indirecte, le changement de l'état cellulaire induit par la réception d'un signal affecte en retour l'émission du signal.
- Feed back négatif : inhibition du signal de départ
- Feed back positif : amplification du signal de départ
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D) Rôles
Les cellules d'un organisme pluricellulaire doivent communiquer les uns avec les autres pour :
- le développement et l'organisation des tissus
- contrôler leur croissance
- réguler leur fonction
Les facteurs de communication extérieurs :
- influent sur le service
- induisent la mort ou la prolifération des cellules
- modifient leur fonction
E) Transport du signal
1) A proximité
1. Le type paracrine
Les médiateurs sont :
- sécrétés à proximité de la cellule cible par les cellules émettrices
- très rapidement détruits.
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2. Le type autocrine
La cellule sécrète un signal soluble qui agit sur un de ses propres récepteurs.
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3. Communication cellule – cellule
A : échange de molécules par le biais des jonctions communicantes.
B : Transmission de signaux par le biais des cadhérines (cf cours adhérence cellulaire).
C : Ligand attaché à la membrane de la cellule Y se lie au récepteur membranaire de la cellule X.
4. Le type matricrine
La matrice sécrétée par la cellule ou les cellules avoisinantes influent sur le comportement de la cellule/récepteur de la MEC = les intégrines.
2) A distance
1. Le type endocrine
Des cellules spécialisées sécrètent des M = hormones qui sont larguées dans le sang circulant et se distribuent dans tout l'organisme.
Mécanisme relativement lent (de plusieurs secondes à plusieurs heures).
Compte tenu de la dilution des hormones, les cellules cibles doivent posséder des R de haute affinité (10-8 M).
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2. Transport synaptique
Le corps du neurone est parfois situé très à distance de la cellule cible.
Le neurone émetteur transmet le signal par le biais d'un long prolongement cellulaire, de l'axone à la cellule cible.
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F) Modalités de transmission du signal
1) Transmission mb
1. Généralités sur les R mb
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Monomère ou dimère (fixation du ligand => dimérisation). La fixation du ligand (hydrosoluble) => modification de forme sur le R.
- se transmet à travers les portions transmembranaires
- démasquent les fonctions chimiques au niveau du domaine extraglyphasique (activité enzymatique de type kinase, ouverture d'un canal ionique, liaison à une protéine G)
La liaison d'un R et de son ligand est
- hyperaffine (reconnaissance du ligand parmi des millions de M de l'environnement)
- spécifique (liaison très préférentielle pour un ligand)
- réversible (ce qui permet la désactivation du R)
Il peut y avoir X récepteurs ayant des actions ou des spécificités tissulaires différentes pour une même hormone.
2. Type de R membranaire
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3. Les seconds messagers
= molécule intracellulaire activée par l'activation d'un R suite à la liaison avec son ligand qui activent d'autre M à leur tour (cascade d'activation) => effet final du ligand sur comportement cellulaire.
Plusieurs types : Ex : IP3, AMPc (AMP cyclique).
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Peuvent être activés en même temps ou non par deux R et deux liaisons différentes.
Peuvent se combiner par activation de deux R et conduire à un effet cellulaire.
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2) Transmission par les R intracellulaires (R intracytosoliques ou intranucléaires)
Ex : les R des hormones steroïdes.
A l'état de repos ( L non fixé sur le R) une protéine inhibitrice est fixée à l'endroit du site de liaison récepteur – ADN (Heat Shock Protein 90).
Lors de l'activation (L lié au site de liaison) la P inhibitrice HSP90 se détache du R.
Le complexe L – R est transféré dans le noyau (translocation).
Il se dimérise avec une molécule homologue.
Et se fixe à l'ADN sur une séquence de reconnaissance de P nucléotides (ERH : élément de réponse à l'hormone).
Le site régulateur est situé en amont des gènes (facteurs de transcription).
Des médicaments anti-hormonaux prennent la place des hormones naturelles sur les R (ex : anti-oestrogènes, cancer du sein…) .
Antagonistes : même affinité ou affinité supérieure au L naturel mais la liaison n'est pas suivie d'activation du R.
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