Fiche de révision : Communication cellulaire et signalisation

📋 Plan du Cours

1. Modalités de communication cellulaire
2. Jonctions et communication juxtacrine
3. Organisation générale du signal
4. Interactions ligand-récepteur
5. Récepteurs couplés aux enzymes
6. Récepteurs couplés aux protéines G
7. Amplification et complexes de signalisation
8. Régulation négative des voies

📖 1. Modalités de communication cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Communication autocrine : Correspond à l’action d’un signal émis par une cellule sur cette même cellule.
• Communication paracrine : Correspond à l’action d’un signal sur une cellule cible spatialement proche de la cellule émettrice.

📝 Points essentiels

📌 La communication juxtacrine est une modalité de communication directe nécessitant un contact entre la cellule émettrice et la cellule cible.

📌 La communication endocrine est la modalité de communication où la distance entre la cellule émettrice et la cellule cible est la plus grande et elle mobilise le système sanguin.

• Les neurotransmetteurs constituent le premier messager de la communication synaptique, tandis que les hormones constituent le premier messager de la communication endocrine.

💡 Astuce mémo

Juxtacrine = contact direct, paracrine = proximité, endocrine = distance sanguine, autocrine = soi-même

📖 2. Jonctions et communication juxtacrine

★ À maîtriser

📌 Les jonctions communicantes sont aussi appelées « gap junction », tandis que les jonctions serrées sont aussi appelées « tight junction ».

📌 Les hémidesmosomes sont des jonctions cellule-matrice extracellulaire, alors que les jonctions adhérentes sont des jonctions cellule-cellule.

• Les intégrines entrent dans la composition des hémidesmosomes et des contacts focaux.

• Les jonctions communicantes sont formées par la juxtaposition de deux connexons.

Compléments

• Les jonctions communicantes existent chez les neurones.

💡 Astuce mémo

Cellule-cellule contre cellule-MEC

📖 3. Organisation générale du signal

🔑 Notions clés & Définitions

• Seconds messagers : Molécules chimiquement variées qui permettent notamment l’amplification du signal.

📝 Points essentiels

• Les récepteurs peuvent être membranaires ou intracellulaires.

• Dans une voie de signalisation, les seconds messagers agissent en aval, c’est-à-dire secondairement, des effecteurs primaires.

• Une signalisation cellulaire impliquant une régulation génique est généralement lente et peut cibler une protéine nucléaire.

• La modification de l’expression d’un gène cible constitue une réponse cellulaire possible après l’activation d’une voie de signalisation.

• La fixation du ligand sur son récepteur provoque une transconformation du récepteur.

💡 Astuce mémo

Ligand → récepteur → effecteur primaire → seconds messagers → réponse

📖 4. Interactions ligand-récepteur

★ À maîtriser

📌 La liaison entre un ligand et son récepteur est stéréospécifique, réversible et saturable.

• La liaison du ligand à son récepteur fait intervenir des liaisons chimiques faibles, ce qui contribue à sa réversibilité.

Compléments

• Le nombre de récepteurs exprimés par une cellule donnée est fini.

📖 5. Récepteurs couplés aux enzymes

★ À maîtriser

• Les récepteurs couplés aux enzymes possèdent leur domaine catalytique à l’extrémité C-terminale, tandis que leur domaine N-terminal extracellulaire fixe le ligand.

• Les résidus phosphorylés du domaine intracellulaire du récepteur constituent des sites d’ancrage permettant le recrutement de molécules de signalisation.

• La dimérisation d’un récepteur couplé aux enzymes est nécessaire à son activation.

• La trans-autophosphorylation des récepteurs couplés aux enzymes augmente leur activité catalytique.

Compléments

📌 L’activité catalytique d’un récepteur couplé aux enzymes peut être intrinsèque ou extrinsèque.

💡 Astuce mémo

Dimérisation → trans-autophosphorylation → recrutement des molécules de signalisation

📖 6. Récepteurs couplés aux protéines G

🔑 Notions clés & Définitions

• Protéines G hétérotrimériques : Constituées de trois sous-unités, α, β et γ, et possédant une activité de GTPase.

★ À maîtriser

📌 Les RCPG contrôlent indirectement une protéine cible par l’intermédiaire d’une protéine G hétérotrimérique.

📌 Les RCPG ne possèdent pas de domaine à activité catalytique.

• Les récepteurs couplés aux protéines G sont des récepteurs à sept domaines transmembranaires.

• Les boucles intracellulaires ICL2 et ICL3 des RCPG constituent les sites d’interaction avec la protéine Gα.

• La protéine GαS active l’adénylate cyclase, ce qui augmente l’AMPc cytoplasmique et les phosphorylations médiées par la protéine kinase A.

• La protéine Gαq cible la phospholipase C et peut conduire à une augmentation d’IP3 et de DAG dans le cytosol.

• Au repos, le GDP est lié à la sous-unité α ; après l’interaction entre le RCPG et la protéine G, le GDP est remplacé par du GTP et la sous-unité α se dissocie du dimère βγ.

• L’hydrolyse du GTP en GDP entraîne la dissociation de la protéine Gα avec son effecteur.

Compléments

• La fixation du ligand sur un RCPG se fait principalement au niveau de son domaine extracellulaire.

• Les protéines G hétérotrimériques sont reliées à la membrane plasmique sans être des protéines transmembranaires, et les sous-unités β et γ restent sous forme de dimère.

• Une protéine Gα peut activer plusieurs effecteurs différents, comme cela peut être le cas pour Gαq.

💡 Astuce mémo

GDP lié → GTP lié → séparation α/βγ → activation de l’effecteur → hydrolyse du GTP

📖 7. Amplification et complexes de signalisation

📝 Points essentiels

📌 La formation de ces complexes est principalement retrouvée avec les récepteurs couplés aux enzymes et repose sur des interactions protéine-protéine ainsi que protéine-lipide avec la membrane plasmique.

📌 Les domaines SH3 reconnaissent les domaines riches en proline, tandis que les domaines PH reconnaissent les inositol-phosphates.

• Les domaines SH2 et PTB reconnaissent des motifs phosphorylés sur des tyrosines.

• La formation d’un complexe macromoléculaire de signalisation intervient secondairement à la fixation du ligand sur son récepteur et participe à l’amplification du signal.

📖 8. Régulation négative des voies

★ À maîtriser

📌 L’internalisation d’un récepteur peut être suivie de sa dégradation ou de son recyclage.

📌 La déphosphorylation des protéines est généralement associée à leur inhibition.

• La disparition d’un ligand peut résulter de sa recapture, de sa dégradation ou de sa dilution.

Compléments

• Une voie de signalisation peut conduire à l’expression de son propre inhibiteur.

• Les seconds messagers peuvent être dégradés ou recapturés, ce qui contribue à la régulation négative de la voie de signalisation.

💡 Astuce mémo

Disparition du signal ou inhibition de la voie → diminution de la réponse cellulaire

📊 Tableaux de synthèse

Voies des protéines Gα