Fiche de révision : Communication et signalisation cellulaire

📋 Plan du Cours

1. Fondements de la communication cellulaire
2. Formes de communication intercellulaire
3. Types de signalisation cellulaire
4. Récepteurs et spécificité du signal
5. Cascades et intégration des signaux
6. Familles de récepteurs membranaires
7. Récepteurs tyrosine-kinase et EGF
8. Récepteurs TGFβ et protéines G
9. Applications médicales et inhibition

📖 1. Fondements de la communication cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Communication cellulaire : Permet aux cellules de percevoir leur environnement et d’y répondre afin de coordonner le fonctionnement et le devenir des cellules, d’assurer l’autonomie, la survie et la prolifération de l’organisme pluricellulaire.

💡 Astuce mémo

Percevoir l’environnement → coordonner les cellules → survivre et proliférer

📖 2. Formes de communication intercellulaire

📝 Points essentiels

📌 La communication directe implique un contact entre cellules sans sécrétion de la molécule signal, tandis que la communication indirecte repose sur la transmission d’une molécule chimique, d’un signal électrochimique ou d’un photon.

• Les molécules hydrophobes, généralement lipidiques comme les stéroïdes, les eicosanoïdes et la vitamine D, peuvent traverser la bicouche lipidique, tandis que les molécules hydrophiles sont généralement protéiques, comme les facteurs de croissance, les cytokines et les hormones.

💡 Astuce mémo

Contact direct sans sécrétion, signalisation indirecte par messager

📖 3. Types de signalisation cellulaire

📝 Points essentiels

📌 La signalisation juxtacrine dépend du contact entre cellules et d’une molécule signal liée à la membrane, tandis que les signalisation endocrine, paracrine, autocrine et synaptique reposent sur une sécrétion dans un milieu.

• La signalisation endocrine sécrète une hormone dans le courant sanguin, ce qui permet une grande dispersion du signal.

💡 Astuce mémo

Un signal juxtaposé, sanguin, voisin, sur soi ou synaptique

📖 4. Récepteurs et spécificité du signal

🔑 Notions clés & Définitions

• Interaction ligand-récepteur : Liaison spécifique entre deux protéines qui entraîne un changement de conformation du récepteur et souvent sa dimérisation.

📝 Points essentiels

📌 Les récepteurs de surface détectent des signaux extracellulaires à la membrane, tandis que les récepteurs cytoplasmiques ou nucléaires, une fois activés, passent dans le noyau et se fixent sur des séquences cibles de l’ADN.

• La liaison ligand-récepteur est réversible, saturable et stéréospécifique, car elle repose sur des interactions faibles non covalentes.

💡 Astuce mémo

Le ligand est une clé qui ajuste sa serrure-récepteur

📖 5. Cascades et intégration des signaux

📝 Points essentiels

• Une cascade de signalisation transmet, amplifie et compartimente le signal grâce à des protéines relais, des protéines adaptatrices, des protéines d’échafaudage et des seconds messagers intracellulaires.

• Les seconds messagers cités sont:

  • l’AMPc
  • le diacylglycérol
  • le Ca2+

• Dans la voie des MAP kinases, Grb2 se fixe à une phosphotyrosine par son domaine SH2, SOS se fixe à Grb2 par son domaine SH3, puis le facteur d’échange GEF favorise le remplacement du GDP par du GTP et l’activation de RAS.

• La cellule contrôle négativement le signal par: la dégradation des seconds messagers à demi-vie courte, le contrôle de la phosphorylation des protéines, le contrôle de l’état d’activation des petites protéines G, la désensibilisation du récepteur par endocytose, recyclage ou dégradation, la production de protéines inhibitrices

💡 Astuce mémo

Réception → relais → amplification → réponse → extinction

📖 6. Familles de récepteurs membranaires

📝 Points essentiels

📌 Les récepteurs couplés aux canaux ioniques produisent un signal électrique par flux d’ions, les récepteurs couplés aux protéines G activent des relais via le GTP, et les récepteurs couplés aux enzymes déclenchent une cascade par activité enzymatique.

• Les récepteurs couplés aux protéines G possèdent 7 domaines transmembranaires et forment une famille très homogène associée à des ligands très hétérogènes.

💡 Astuce mémo

Canal ionique : courant ; protéine G : GTP ; enzyme : phosphorylation

📖 7. Récepteurs tyrosine-kinase et EGF

🔑 Notions clés & Définitions

• Récepteur tyrosine-kinase : Protéine monomérique possédant un seul domaine transmembranaire, un domaine extracellulaire de liaison du ligand et un domaine intracellulaire catalytique à activité tyrosine-kinase.

📝 Points essentiels

• Après la liaison du ligand à un RTK, le récepteur se dimérise, s’autophosphoryle sur des tyrosines, recrute des médiateurs par des domaines spécifiques, active ces médiateurs et transmet le signal.

• Le récepteur HER1 ou ErbB1 agit notamment sur les cellules épithéliales et régule leur prolifération, leur survie et leur différenciation.

• 🔄 La signalisation de l’EGF suit cette séquence: liaison du ligand et transconformation, dimérisation, autophosphorylation sur les tyrosines, recrutement de protéines sur les tyrosines phosphorylées, activation de plusieurs voies de signalisation, transmission par les seconds messagers, terminaison et désensibilisation

• La désensibilisation du signal EGF implique: la déphosphorylation d’EGFR, l’internalisation du complexe dans des puits à clathrine, la dégradation des seconds messagers, l’extinction de RAS par activité GTPase

💡 Astuce mémo

Ligand → dimérisation → autophosphorylation → recrutement → voies → terminaison

📖 8. Récepteurs TGFβ et protéines G

🔑 Notions clés & Définitions

• Récepteur couplé aux protéines G : Récepteur de la superfamille des serpentins possédant 7 domaines transmembranaires et activant un effecteur par l’intermédiaire d’une protéine G.

📝 Points essentiels

• Le TGFβ appartient à une grande famille de ligands polypeptidiques produits par clivage d’un précurseur soluble et régule le développement, la différenciation et la production de matrice extracellulaire.

• 🔄 La voie TGFβ suit les étapes suivantes: liaison du ligand à RII, accrochage de RI et phosphorylation, recrutement et phosphorylation de Smad2 ou Smad3, recrutement de Smad4, migration dans le noyau

• Les protéines G hétérotrimériques sont composées des sous-unités alpha, bêta et gamma, et sont positionnées sous la membrane plasmique par des chaînes lipidiques portées par la sous-unité gamma.

• L’activation d’une protéine G hétérotrimérique repose sur l’échange du GDP contre du GTP, ce qui active la protéine G et permet à ses sous-unités alpha ou bêta-gamma d’agir sur des effecteurs.

💡 Astuce mémo

TGFβ recrute les Smad, les RCPG échangent GDP contre GTP

📖 9. Applications médicales et inhibition

📝 Points essentiels

• Dans le choléra, l’inhibition de l’activité GTPasique de Gαs augmente l’AMPc et inverse les transports d’eau et de chlore, provoquant des diarrhées.

• Les voies de transduction peuvent être inhibées par: des inhibiteurs de SH2 ou SH3, des inhibiteurs de PH, des inhibiteurs de farnésyltransférase, des inhibiteurs directs d’activités enzymatiques, une régulation allostérique

💡 Astuce mémo

Dérégulation des protéines G ou RAS → signal persistant → maladie ou cancer

📊 Tableaux de synthèse

Types de signalisation cellulaire

Principales familles de récepteurs membranaires