QCM 1 : La chromatine

Transcription

1 PACES UE2 : La cellule et les tissus ED 3, Cytologie-Biologie Cellulaire Correspondant principalement aux cours des Drs E Chevret, JB Corcuff et D Cappellen, ainsi que du Pr G Simonnet sur les deux derniers QCM Corrigés des QCM Pour certains, des explications sont notées en bleu. Pour les autres, il s agit de notions de cours qui ne demandent pas d explications complémentaires Certains schémas du cours commentés en ED sont présentés pour rappels et explications

2 Cours UE2 "Chromatine et Chromosomes" (E. CHEVRET) QCM 1 : La chromatine A. Est constituée d ADN et de protéines VRAI Protéines histones et non histones participent à l enroulement de la molécule d ADN B. S associe à 2 types d histones FAUX Molécule d ADN + histones 2X(H2A, H2B, H3 et H4) = nucléosomes, + histone H1 + protéines non histones = chromatine C. Possède des portions d ADN réprimées VRAI Hétérochromatine = chromatine condensée en interphase (ADN inactif, non transcrit) D. Se nomme euchromatine, lorsqu elle est condensée FAUX Euchromatine = chromatine décondensée en interphase (chromatine fonctionnelle, transcrite) E. Passe par différents degrés de condensation au cours du cycle cellulaire VRAI La chromatine est une structure dynamique qui doit permettre non seulement la compaction de la molécule d ADN dans le noyau, mais aussi la réplication, la transcription, les réparations (si besoin)

3 QCM 2 : Le noyau et son activité Cours UE2 "Noyau" (D. CAPPELLEN) et "Chromatine et Chromosomes" (E. CHEVRET) A. La taille et l état de condensation du noyau reflètent certaines activités de la cellule VRAI En particulier sur le plan mitotique et transcriptionnel: Noyau petit et condensé= cellules peu actives; Noyau grand et peu condensé= cellules actives B. La membrane externe de l enveloppe nucléaire est en continuité avec le réticulum endoplasmique lisse et peut porter des ribosomes sur sa face externe FAUX Réticulum endoplasmique granuleux C. Au niveau des pores nucléaires, toutes les molécules sont prises en charge par un mécanisme de transport actif et transportées à travers le canal central FAUX Petites molécules < 50 KDa = diffusion passive (sans consommation d énergie) par canaux latéraux; Par le canal central: transport actif (avec consommation d énergie) de macromolécules (protéines, ARN) associées à des protéines à domaine NES ou NLS (signaux d export ou d import nucléaire) D. En télophase, la mise en place des nucléoles témoigne de la reprise des activités transcriptionnelles du noyau VRAI Transcription des ARNr+++ E. L euchromatine contient des gènes pouvant être transcrits VRAI Attention, les gènes contenus dans l euchromatine ne sont pas toujours transcrits (nécessité de facteurs de transcription actifs)

4 Cours UE2 "Noyau" (D. CAPPELLEN) et "Chromatine et Chromosomes" (E. CHEVRET) QCM 3 : L enveloppe nucléaire au cours de la mitose A. La formation de l enveloppe nucléaire est due aux propriétés des filaments intermédiaires nucléaires qui sont capables, d une part, de former un réseau avec des membranes et, d autre part, de s associer à la chromatine VRAI B. Au cours de la mitose, la désagrégation de l enveloppe nucléaire et sa reconstitution sont liées à des modifications de la phosphorylation des lamines nucléaires VRAI Phosphorylation des lamines en début de phase M = désagrégation de l enveloppe nucléaire; Déphosphorylation des lamines en fin de mitose = reconstitution de l enveloppe nucléaire C. En prométaphase, la désagrégation de l enveloppe nucléaire permet l arrimage des chromosomes aux microtubules du fuseau mitotique VRAI Comme l enveloppe nucléaire a disparu, les chromosomes peuvent être physiquement en contact avec les microtubules kinétochoriens D. A la fin de la mitose, l enveloppe nucléaire se reconstitue autour de chaque lot chromosomique VRAI E. Au moment de la cytodiérèse, un anneau contractile se met en place au niveau de la membrane nucléaire FAUX Membrane nucléaire dissoute en début de mitose et anneau contractile (actine/myosine II) se met en place sous la MEMBRANE PLASMIQUE au moment de l ANAPHASE

5 Cours UE2 "Mitochondries et Peroxysomes" (D. CAPPELLEN) QCM 4 : Les mitochondries A. Possèdent leur propre génome, l ADN mitochondrial, qui est de type procaryotique, dépourvu d introns VRAI Code génétique (=codons) également de type procaryotique B. Produisent de l ATP par phosphorylation oxydative par une enzyme appelée ADP kinase au niveau de leur membrane interne FAUX Enzyme = ATP Synthase («phosphorylations oxydatives» et «oxydations phosphorylantes» = termes équivalents) C. Contiennent des lipides et des protéines spécifiques dans leur membrane interne ; les proportions lipides/protéines y sont équivalentes à celles de la membrane externe FAUX Proportion de protéines plus élevée dans la membrane interne. Rappel: Les différences de composition protéique participent à la spécificité fonctionnelle de chaque membrane D. Sont d origine maternelle, et, de ce fait, les maladies des fonctions mitochondriales sont toujours transmises par la mère FAUX Transmission le plus souvent d origine maternelle (mutations de l ADN mitochondrial), mais les mutations des nombreuses protéines mitochondriales codées par l'adn nucléaire peuvent être transmises par le père ou la mère E. Présentent, au niveau de leurs membranes, des complexes transporteurs afin d importer des protéines d origine cytosolique VRAI Transporteurs situés dans membranes externe et interne

6 Cours UE2 "Mitochondries et Peroxysomes" (D. CAPPELLEN) QCM 5 : Les peroxysomes A. Les peroxysomes ressemblent morphologiquement aux pré-lysosomes, mais sont caractérisés par leur contenu enzymatique très différent VRAI Caractérisation histoenzymologique: oxydases/catalases (peroxysomes) / hydrolases acides (lysosomes) B. Les peroxysomes comportent des protéines spécifiques, les peroxines, qui agissent à des étapes particulières de leur formation: import de protéines membranaires, synthèse de protéines de la matrice FAUX Toutes les protéines des peroxysomes= codées par des gènes nucléaires et proviennent du cytosol où elles sont synthétisées; Peroxines = impliquées dans l adressage de certaines protéines vers les précurseurs des peroxysomes C. Les peroxysomes contiennent dans leur matrice des oxydases et des catalases VRAI Oxydases= détoxification de molécules/oxydation; Catalases= élimine les radicaux oxygénés produits par les oxydases et dont l excès est nocif (réaction de sauvegarde) D. Les peroxysomes jouent un rôle important dans le catabolisme et la biosynthèse de certains lipides VRAI β-oxydation des acides gras à très longues chaînes (AG courts= mitochondries) et formation des sels biliaires par oxydation du cholestérol (hépatocytes); biosynthèse du cholestérol et dérivés phospholipidiques spécifiques (ex. myéline) E. Des déficits de la fonction peroxysomale peuvent entraîner de graves dysfonctionnements neurologiques, rénaux et hépatiques VRAI Cf rôles des peroxysomes dans ces tissus (Cf QCM 5D)

7 QCM 6: A propos du cycle cellulaire Cours UE2 «le cycle cellulaire» (JB. CORCUFF) A. Le contrôle du cycle cellulaire repose sur des protéine-kinases spécifiques, les cyclines FAUX Les CDK sont des kinases, les cyclines sont des activateurs de ces kinases B. Les cyclines S lient une kinase dépendante des cyclines (CDK) à la phase S et sont nécessaires à l initiation de réplication de l ADN VRAI Car elles phosphorylent des facteurs du complexe de pré-réplication C. Les CDK sont activées par, au moins, 2 étapes : liaison à une cycline puis phosphorylation VRAI La phosphorylation est possible par modification de la conformation de la CDK D. Les CDK sont inactivées par, au moins, 2 étapes : une déphosphorylation et une distorsion FAUX Inactivation par des phosphorylations supplémentaires (ou des distorsions de structure) E. Les concentrations intracellulaires de CDK sont régulées par dégradation protéique et par transcription FAUX Cela concerne les cyclines (ATTENTION, lors des premières séances d ED la réponse portait sur un item similaire mais concernant les cyclines - et non les CDK- et qui était donc VRAI)

8 Inactivation des CDK : CKI & phosphorylations Phosphorylations Kinase Wee1 Phosphatase Cdc 25 CDK active Phosphate activateur Association/Distorsions p27 CIP/KIP (ATP) INK4 (ATP) CDK inactive CDK inactive Alberts 17, 18, 19

9 QCM 7: A propos du cycle cellulaire Cours UE2 «le cycle cellulaire» (JB. CORCUFF) A. Le cycle cellulaire est constitué de deux phases séquentielles, la phase S et la phase M FAUX Phases G1, G2 (Gap) entre les phases S et M. Indispensables à la croissance cellulaire. B. Une fois engagé, le cycle cellulaire n est régulé que par les facteurs de contrôle internes du cycle FAUX L environnement influence le déroulement du cycle (nutriments, O 2, ). Les cellules peuvent arrêter la mitose pendant les phases G. C. Au cours du cycle cellulaire, toutes les protéines sont répliquées FAUX C est l ADN génomique qui est répliqué intégralement (Réplication= ADN; Protéines= traduction). D. Il existe une phase de quiescence G0 dont la durée peut varier de quelques heures à quelques années, voire être définitive VRAI. Une cellule qui est en état de différenciation terminale est très souvent en phase G0. E. Toutes les phases du cycle cellulaire ont une durée équivalente et non extensible FAUX Phase M beaucoup plus courte que phase S. La longueur des phases G varie en fonction de facteurs environnementaux, de dommages à l ADN

10 QCM 8: L inhibition des complexes cycline-cdk Cours UE2 «le cycle cellulaire» (JB. CORCUFF) A. Elle est induite par leur association avec la protéine p53 FAUX p53 inhibe la progression des cellules dans le cycle par induction de la transcription de gènes codant pour des CKI. B. Elle est contrôlée par des phosphorylations VRAI Il existe des phosphorylations activatrices (CAK) et d autres inhibitrices (wee1, voir 1 ère diapo suivante). C. Elle est médiée, selon les couples cycline-cdk, par les complexes APC ou le SCF VRAI Complexes enzymatiques (E3-ubiquitine ligases) qui induisent la dégradation des cyclines par protéolyse (protéasome). D. Elle dépend de la conformation du site actif de la cycline FAUX Conformation du site actif de la CDK, la cycline n a pas d activité enzymatique. E. Elle est induite par la phosphorylation des CKI FAUX Les CKI phosphorylés ne peuvent plus s associer aux CDK et sont dégradés après ubiquitinylation (voir 2 nde diapo suivante), ce qui facilite l activation des complexes cyclines CDK

11 Les complexes CDK/Cyclines de la phase M (M-Cdk) en fin de G2 Cycline M Transcription Traduction Cdk activating K Phosphate inhibiteur Phosphatase inactive Rétrocontrôle positif Cdk Complexe inactif Cdk inhibitory K Phosphate activateur Complexe actif Assemblage du fuseau mitotique Condensation des chromosomes Rupture de l enveloppe nucléaire Réarrangement du cytosquelette Rétrocontrôle positif Condensines, Lamine MAP (microtubules) Prot. Nucléolaires, H1 Cytosquelette d actine Réorganisation RE et Golgi

12 Protéolyse des CKI par SCF Complexe SCF actif Prot. F-box Chaine polyubiquitinylée CKI ubiquitine Dégradation du CKI dans le protéasome Enzymes d ubiquitylation

13 QCM 9: La protéine du rétinoblastome (Rb) Cours UE2 «le cycle cellulaire» (JB. CORCUFF) A. La protéine Rb est active sous une forme phosphorylée FAUX Au contraire la phosphorylation inactive Rb (voir diapo suivante). B. La protéine Rb associée aux facteurs E2F est la cible de cyclines G1-CDK VRAI Les cyclines G1-CDK phosphorylent Rb et l empêche de se lier aux facteurs E2F qui activent la transcription de gènes pro-mitotiques. C. Les facteurs de transcription E2F sont actifs lorsqu ils sont liés à la protéine Rb FAUX Au contraire, la liaison à Rb les inactivent (voir diapo suivante). D. La protéine Rb est codée par un gène suppresseur de tumeurs VRAI Elle contrôle négativement le cycle cellulaire (ralentit/empêche la prolifération) et peut être inactivée dans des cancers par divers mécanismes (délétion ou mutation ) E. Les gènes codant pour les facteurs E2F sont des proto-oncogènes VRAI Puisqu ils contrôlent le cycle de façon positive (favorisent la prolifération) et peuvent être suractivés dans des cancers par différents mécanismes (mutations de Rb, CDK...)

14 Phosphorylation des protéines clés du cycle à la phase G1/S P16 active G0 P16 inactive ou absente G1/S et S Cycline Cdk Complexe inactif Complexe actif Cycline Cdk Rb actif E2F Rb inactif E2F actif Expression des gènes de phase S réprimée Expression des gènes de phase S activée Alberts 23-32

15 QCM 10: A propos de la différentiation cellulaire Cours UE2 «La différentiation cellulaire» (JB. CORCUFF) A. La différenciation permet la production de cellules souches à partir de cellules somatiques FAUX C est le contraire B. La différenciation est régulée par des facteurs de transcription codés par des «gènes maîtres» qui permettent de mettre en place des lignages cellulaires VRAI L apparition des produits du gène maître induit la production de facteurs de transcription spécifiques d un lignage donné C. La différenciation est toujours induite par des facteurs inducteurs de lignages cellulaires FAUX Il peut y avoir des combinaisons de facteurs inducteurs et de facteurs inhibiteurs D. Au cours du développement embryonnaire, toutes les cellules d une même population se différencient dans le même type cellulaire FAUX À partir d une même population cellulaire, il peut y avoir apparition de nombreux types cellulaires; expression séquentielle et différentielle de gènes (voir diapo suivante) E. Certains programmes de différenciation sont gérés par des gènes regroupés dans des régions génomiques où leur expression est activée séquentiellement VRAI Souvent ces gènes sont appelés gènes homéotiques et gèrent la mise en place des grands axes de l embryon (gènes Hox par exemple, pas à apprendre par cœur).

16 Expression différentielle de gènes C apparaît par action de B sur A D & E apparaissent par action de C respectivement sur A & B Une série d interactions inductrices peuvent engendrer de nombreux types de cellules en partant de quelques unes. Morphogènes et/ou interactions de contact. Alberts 22-16

17 QCM 11: A propos de l apoptose Cours UE2 «L apoptose cellulaire» (JB. CORCUFF) A. C est un processus pathologique qui entraine la nécrose des cellules attaquées par des agents externes FAUX Apoptose n est pas nécrose; d autre part l apoptose a lieu aussi dans des situations physiologiques B. Les voies de signalisation impliquées mettent en jeu des phosphorylations et des dégradations protéiques par le protéasome VRAI C. Les caspases sont des protéines kinases phosphorylant les acides aspartiques de certaines protéines cellulaires FAUX Caspases = protéases ; d où le caractère définitif de leur action par protéolyse D. L apoptose dite extrinsèque fait intervenir un récepteur dit de mort cellulaire avec un domaine DD (Death Domain) VRAI E. L apoptose dite intrinsèque fait intervenir l inactivation de la protéine Bcl-2 VRAI

18 QCM 12: A propos des protéines de la famille Bcl2 Cours UE2 «L apoptose cellulaire» (JB. CORCUFF) A. Elles peuvent être activées par clivage protéolytique grâce à des caspases VRAI C est la cas des protéines BH3 pro-apoptotiques B. Elles sont recrutées au niveau des domaines DED (Death Effector Domain) de récepteurs de mort cellulaire activés FAUX Ce sont des protéines qui régissent la perméabilité de la membrane mitochondriale dans les phénomènes d apoptose (voir diapositive suivante). C. Elles peuvent être activées par phosphorylation FAUX La phosphorylation inhibe et peut induire la destruction de la protéine (cas de protéine BH3). D. Elles peuvent être des protéines transmembranaires de la membrane externe de la mitochondrie VRAI Forment un canal laissant échapper les constituants de l espace inter-membranaire (exemple cytochrome C, voir diapo) E. Ce sont des transporteurs mitochondriaux de la famille des protéines TIM FAUX Ces protéines TIM importent des molécules cytosoliques dans la matrice Le Dr JB CORCUFF a précisé sur le forum certains points et les notions à retenir concernant la famille Bcl2

19 Apoptose intrinsèque Stimulus apoptotique Bcl-2 2 inactivée Fuite des protéines BH 3 activée BH 123 agrégées activées : «pore» Cytochrome C

20 QCM 13: A propos de la motilité cellulaire Cours UE2 «La motilité cellulaire» (JB. CORCUFF) A. Au cours du développement embryonnaire, les cellules n ont pas encore acquis la capacité de migrer FAUX Cellules de la crête neurale B. La dissémination de métastases implique une activation de la migration des cellules tumorales VRAI Il y a également perte d adhérence (cadhérines) et destruction de la lame basale C. Les spermatozoïdes migrent par des déplacements passifs FAUX Au contraire, ils se déplacent de façon active D. Les cellules à la pointe d un néo vaisseau en formation migrent dans un gradient de morphogène notch FAUX Gradient de VEGF ; notch est un récepteur membranaire E. La migration sur un support solide induit l apparition d extensions riches en actine VRAI Grâce aux phénomènes de protrusion: apparition de filopodes, lamellipodes et pseudopodes

21 QCM 14: A propos de la motilité cellulaire Cours UE2 «La motilité cellulaire» (JB. CORCUFF) A. Les chimiokines sont capables d induire la motilité de cellules cibles en fonction de leur gradient de concentration VRAI B. Les molécules chimioattractantes ne peuvent se fixer que sur un seul type de récepteur FAUX Un récepteur, plusieurs chimiokines et vice et versa C. Les peptides RGD (arginine-glycine-acide aspartique) dégradent la matrice extracellulaire FAUX Ces peptides entrent en compétition avec les intégrines pour la liaison cellule-matrice D. L activation importante et prolongée de récepteurs aux chimiokines induit toujours un remodelage du cytosquelette des cellules cibles VRAI En particulier, les filaments d actine impliqués dans la motilité E. L actine peut être associée à la face interne de la membrane plasmique par une ancre lipidique FAUX C est la profiline qui se lie à la membrane et s en décroche après stimulation des récepteurs des chimiokines

22 QCM 15: A propos de la motilité cellulaire Cours UE2 «La motilité cellulaire» (JB. CORCUFF) Pour étudier la migration embryonnaire dans la région nasale de neurones sécrétant du GnRH, les auteurs ont soumis de tels neurones à un peptide résultant du clivage du GnRH dans la matrice extracellulaire, le GnRH (1-5). Dans cette expérience, le tapis de cellules en culture est scarifié et on étudie le comblement de la brèche en fonction du temps et de la concentration de GnRH (1-5) ou du solvant dans lequel le GnRH (1-5) est dissout (VEH, condition contrôle). % de fermeture de la brèche Temps (h)

23 QCM 15: A propos de la motilité cellulaire Cours UE2 «La motilité cellulaire» (JB. CORCUFF) % de fermeture de la brèche Temps (h) A. La fermeture de la brèche est inhibée par le solvant (VEH) FAUX B. La fermeture de la brèche est plus rapide en présence de GnRH (1-5) que de solvant FAUX C. La fermeture de la brèche semble plus rapide en présence de 1 nm de GnRH (1-5) que de 100 nm de GnRH (1-5) VRAI D. La fermeture de la brèche est probablement liée à une apoptose cellulaire FAUX Prolifération et migration cellulaire E. Il faut plus de 2 jours pour combler la brèche en présence de 100 nm de GnRH (1-5) VRAI

24 QCM 16: A propos de la motilité cellulaire Cours UE2 «La motilité cellulaire» (JB. CORCUFF) Le GnRH (1-5) est un ligand pour 4 récepteurs connus mais seul un de ces récepteurs est exprimé dans ces cellules, le GPR 173. Dans ces cellules, les auteurs ont étudié, comme marqueur de l efficacité cellulaire du ligand, le recrutement d une protéine, la beta arrestine recrutement de beta arrestine (unités arbitraires) Ici les valeurs de l axe des abscisse correpondent à des Log(base 10) des concentrations, soit de à 10-6 M

25 QCM 16: A propos de la motilité cellulaire Cours UE2 «La motilité cellulaire» (JB. CORCUFF) recrutement de beta arrestine (unités arbitraires) Efficacité maximale 50% d efficacité 10-9 M=1 nm 10-7 M= 0,1 µm A. Le GnRH (1-5) a une efficacité maximale autour de 0,1 microm VRAI B. Le GnRH (1-5) inhibe le recrutement de beta arrestine à des concentrations négatives FAUX Des concentrations négatives n existent pas C. Le GnRH (1-5) est un antagoniste à faible concentration FAUX Agoniste à faible et à fortes concentrations (cf recrutement beta arrestine dès jusqu à 10-6 M) D. La concentration de GnRH avec une efficacité 50% est environ 1 nanom VRAI E. La mesure de l effet du ligand sur les cellules génère un tracé sigmoïde VRAI

26 QCM 17: A propos de la motilité cellulaire Cours UE2 «La motilité cellulaire» (JB. CORCUFF) Le récepteur GPR 173 a été invalidé dans les cellules par transfection d un ARN interférant (GPR 173 sirna). Les auteurs ont étudié le comblement de la brèche de scarification en fonction de la présence de GnRH (1-5) et de l absence du GPR 173 (GPR 173 sirna). % de comblement A. Le GnRH (1-5) réduit le comblement de la brèche B. L absence de GPR 173 seule réduit le comblement de la brèche C. L absence de GPR 173 réduit l effet du GnRH (1-5) D. Les effets du GnRH (1-5) sont sans doute médiés par le GPR 173 E. L absence de GPR 173 a un effet inhibiteur sur le comblement de la brèche QCM B, C et E reformulés (partie soulignée) par le Dr JB Corcuff, mais même signification que dans l énoncé mis en ligne

27 QCM 17: A propos de la motilité cellulaire Cours UE2 «La motilité cellulaire» (JB. CORCUFF) Le récepteur GPR 173 a été invalidé dans les cellules par transfection d un ARN interférant (GPR 173 sirna). Les auteurs ont étudié le comblement de la brèche de scarification en fonction de la présence de GnRH (1-5) et de l absence du GPR 173 (GPR 173 sirna). % de comblement A. Le GnRH (1-5) réduit le comblement de la brèche VRAI B. L absence de GPR 173 seule réduit le comblement de la brèche FAUX C. L absence de GPR 173 réduit l effet du GnRH (1-5) VRAI D. Les effets du GnRH (1-5) sont sans doute médiés par le GPR 173 VRAI E. L absence de GPR 173 a un effet inhibiteur sur le comblement de la brèche FAUX Pas d effet en absence de GnRH et réduction de l effet inhibiteur en présence de GnRH

28 Cours UE2 "Chromatine et Chromosomes" (E. CHEVRET) et "Cycle cellulaire" (J.B. CORCUFF) QCM 18 et 19 : Chromatine, chromosomes et cycle cellulaire Le schéma ci-dessous vous permettra de répondre aux QCMs 18 et 19 Le schéma indique la quantité d ADN contenue dans une cellule au cours du cycle cellulaire. Quantité d ADN 4C B C 2C A Temps

29 QCM 18 : Chromatine, chromosomes et cycle cellulaire Cours UE2 "Chromatine et Chromosomes" (E. CHEVRET) et "Cycle cellulaire" (J.B. CORCUFF) Quantité d ADN 4C B C 2C A Phase G1 Phase S Phase G2/M A. Sur le schéma, la phase dénommée A indique la phase G1 du cycle cellulaire au cours de laquelle la quantité d ADN contenue dans une cellule diploïde est de 2C VRAI Une cellule diploïde a un contenu ADN de 2C B. Une cellule diploïde en phase A renferme 2n chromosomes VRAI Une cellule diploïde a un contenu en ADN de 2C et 2n chromosomes, n= 23 chromosomes. ATTENTION, les chromosomes ne sont pas visibles en phase G1, mais la quantité d ADN de 2C correspond bien à 2n chromosomes C. Au cours de la phase B, le nombre de chromosomes contenu dans la cellule double FAUX La quantité d ADN et le nombre de chromatides doublent, pas le nombre de chromosomes D. Les mécanismes qui se déroulent au cours de la phase B permettent de doubler le nombre de chromatides VRAI Les chromosomes passent de 1 chromatide à 2 chromatides sœurs, car en anaphase séparation des chromatides pour former 2 lots chromosomiques identiques E. En début de phase C, la cellule est tétraploïde FAUX, la cellule est diploïde, tétraploïde correspond à 4n chromosomes et non à 4C ADN (en début de phase C on a 2n chromatides sœurs, pas 4n chromosomes) Temps

30 QCM 19 : Chromatine, chromosomes et cycle cellulaire Cours UE2 "Chromatine et Chromosomes" (E. CHEVRET) et "Cycle cellulaire" (J.B. CORCUFF) Quantité d ADN 4C B C 2C A Phase G1 Phase S Phase G2/M A. La phase A correspond à la période de dégradation des CDK préliminaire à la mitose FAUX Il n y a pas de dégradation des CDK B. La phase B correspond à la période de synthèse des cyclines G1 FAUX La phase S est ultérieure à celle où sont synthétisées les cyclines de G1 C. Au cours de la phase B, les histones produites transitent par la réticulum endoplasmique FAUX Histones nécessaires à l enroulement de l ADN nouvellement synthétisé et leur quantité augmente proportionnellement à celle de l ADN durant la phase S, mais ce sont des protéines nucléaires qui ne transitent pas par le RE. Seules les protéines à destinée sécrétoire, les protéines du système endomembranaire et de la membrane plasmique transitent par les RE D. En phase B, le centrosome se duplique VRAI La duplication du centrosome est nécessaire à la mise en place du fuseau mitotique E. La phase C permet de répartir n chromosomes dans chaque cellule fille FAUX La phase C regroupe la phase G2 et la mitose. En mitose 2n chromosomes sont répartis dans les cellules filles Temps

31 QCM 20 : Chimiotaxie et déplacement cellulaire Les polynucléaires neutrophiles, cellules du système de défense immunitaire recrutés sur le lieu d une infection, sont capables de phagocyter les microorganismes. Le recrutement initié par des molécules libérées par les microorganismes peut s amplifier par la sécrétion de chimiokines libérées par les polynucléaires eux-mêmes. Cours UE2 (D CAPPELLEN, J-B CORCUFF) A. Les chimiokines modifient la production de seconds messagers intracellulaires VRAI Production d inositols phosphates par exemple B. Les chimiokines entrainent l expression de sélectines à la surface des polynucléaires pour permettre leur immobilisation sur la paroi vasculaire FAUX Expression d intégrines, les sélectines sont les molécules exprimées à l état «basal» C. La séquestration membranaire de la profiline empêche la polymérisation d actine VRAI C est sous l effet des chimiokines que se libère la profiline qui lie l actine, permettant ainsi sa polymérisation D. Les chimiokines entrainent la dissociation des hemi-desmosomes des polynucléaires neutrophiles, permettant ainsi leur migration FAUX Il n y pas d hémi-desmosomes dans les polynucléaires neutrophiles. Ces structures sont caractéristiques des cellules épithéliales E. Les chimiokines entrainent le battement de cils localisés à la membrane plasmique des polynucléaires neutrophiles, permettant ainsi leur mobilité FAUX Il n y pas de cils à la membrane des polynucléaires neutrophiles. D autre part, les cils ne sont pas impliqués dans les déplacements cellulaires ( des flagelles des spermatozoïdes)

32 QCM 21 : Cytosquelette et migration cellulaire ERBB2 muté Pour les cellules étudiées dans cet exemple: Cours UE2 «Réception/Décodage», «Le Cytosquelette» et «La motilité cellulaire» (G SIMONNET, D CAPPELLEN, J-B CORCUFF) Des cellules épithéliales expriment de manière endogène le récepteur tyrosine kinase ERBB2 normal (ERBB2n+). Ces cellules ont été génétiquement modifiées pour invalider l expression de ce récepteur (ERBB2n-) ou pour exprimer des formes mutées (ERBB2 muté) déficientes pour 5 tyrosines cytoplasmiques (Tyr ABCDE-) ou ne conservant que certaines de ces tyrosines (Tyr ABE+, Tyr CD+). Ces cellules normales ou génétiquement modifiées ont alors été traitées ou non par un ligand, l Héréguline (HRG), et analysées pour leurs capacités migratoires (le graphique montre le nombre de cellules migrant/mm 2, en présence et en absence d Héréguline). Nombre de cellules migrant /mm ERBB2 + ERBB2 - Tyr ABCDE- Tyr ABE+ Tyr CD+ Absence de HRG + HRG A. La liaison d un ligand à des récepteurs à activité tyrosine kinase entraine la dimérisation des récepteurs B. La liaison du ligand active la fonction tyrosine kinase de ce type de récepteurs C. La liaison d un ligand à des récepteurs à activité tyrosine kinase entraine leur phosphorylation D. La stimulation de la migration cellulaire par l Héréguline nécessite l expression du récepteur ERBB2. Cette réponse est en grande partie dépendante de certains des sites de phosphorylation E. Les sites de phosphorylation Tyr C et Tyr D de ERBB2 sont les moins importants pour la migration cellulaire induite par l Héréguline L exemple choisit vaut pour les récepteurs à activité tyrosine en général. Les noms du récepteur et ligand ne sont donc pas à connaitre pour pouvoir répondre

33 Cours UE2 «Réception/Décodage», «Le Cytosquelette» et «La motilité cellulaire» (G SIMONNET, D CAPPELLEN, J-B CORCUFF) QCM 21 : Cytosquelette et migration cellulaire Cytoplasmique Domaines: Extra-cellulaire Transmembrannaire Kinase Phosphorylation ERBB2 normal (ERBB2) A B C D E Sites de phosphorylation: Tyrosines Rappel de la structure protéique des récepteurs à activité tyrosine kinase (ici ERBB2 mais voisine pour autres récepteurs de cette superfamille) Illustration concernant la réponse aux items 21A, B et C: A. La liaison d un ligand à des récepteurs à activité tyrosine kinase entraine la dimérisation des récepteurs VRAI B. La liaison du ligand active la fonction tyrosine kinase de ce type de récepteurs VRAI C. La liaison d un ligand à des récepteurs à activité tyrosine kinase entraine leur phosphorylation VRAI Rappeler la structure (cf schéma) et le mode d activation des récepteurs à activité tyrosine kinase: Liaison du ligand, changement conformationnel, dimérisation, activation des domaines kinases des 2 molécules de récepteurs dimérisées et phosphorylation réciproque des 2 molécules de récepteurs et recrutement de protéines de signalisation au niveau des sites phosphorylés

34 QCM 21 : Cytosquelette et migration cellulaire Des cellules épithéliales expriment de manière endogène le récepteur tyrosine kinase ERBB2 normal (ERBB2+). Ces cellules ont été génétiquement modifiées pour invalider l expression de ce récepteur (ERBB2-) ou pour exprimer des formes mutées déficientes pour les 5 sites d autophosphorylation (Tyr ABCDE-) ou ne conservant que certaines de ces tyrosines (Tyr ABE+, Tyr CD+). Ces cellules normales ou génétiquement modifiées ont alors été traitées ou non par un ligand, l Héréguline (HRG), et analysées pour leurs capacités migratoires (le graphique montre le nombre de cellules migrant/mm 2, en présence et en absence d Héréguline). Nombre de cellules migrant /mm ERBB2 muté Pour les cellules étudiées dans cet exemple: Cours UE2 «Réception/Décodage», «Le Cytosquelette» et «La motilité cellulaire» (G SIMONNET, D CAPPELLEN, J-B CORCUFF) ERBB2 + ERBB2 - Tyr ABCDE- Tyr ABE+ Absence de HRG + HRG D. La stimulation de la migration cellulaire par l Héréguline nécessite l expression du récepteur ERBB2. Cette réponse est en grande partie dépendante de certains des sites de phosphorylation VRAI L invalidation de ERBB2 inhibe toute réponse à l HRG, et l expression de certaines formes mutées entraine une réponse très amoindrie (5 sites de phosphorylation mutés ou bien lorsqu il ne subsiste que les sites Tyr A, B et E) E. Les sites d autophosphorylation Tyr C et Tyr D de ERBB2 sont les moins importants pour la migration cellulaire induite par l Héréguline FAUX Au contraire, ces 2 sites sont les plus importants. En effet, la forme mutée ne conservant que ces 2 sites (Tyr CD+) permet une réponse quasi équivalente à celle de ERBB2+ (c est-à-dire avec les 5 sites présents). Les sites A, B et E semblent en revanche être moins importants pour la migration induite par l HRG (réponse de Tyr ABE+ voisine à celle de Tyr ABCDE-). Tyr CD+

35 QCM 22 : Cytosquelette et migration cellulaire Des cellules épithéliales ont été traitées (+) ou non (-) par différents ligands et/ou inhibiteurs pharmacologiques. Ces cellules ont alors été analysées pour la phosphorylation (P-) de certaines protéines (1) et leurs capacités migratoires (2). (1) Phosphorylation des protéines (2) Migration cellulaire Phosphrylation (unités arbitraires) Ligand (Héréguline, HRG): P- MAPK P- PKB P- p38 Pour les cellules étudiées dans cet exemple: Cours UE2 «Réception/Décodage», «Le Cytosquelette» et «La motilité cellulaire» (G SIMONNET, D CAPPELLEN, J-B CORCUFF) Ligand (Héréguline, HRG): A. Les voies de signalisation des protéines kinases MAPK, PKB et p38 sont stimulées par l Héréguline VRAI HRG stimule ces voies de signalisation, cf augmentation de la phosphorylation des protéines B. La migration cellulaire est stimulée par l Héréguline. Cette stimulation est totalement dépendante de chacune des voies de signalisation MAPK, PKB et p38 FAUX L effet des inhibiteurs montre que la migration stimulée par l Héréguline est en grande partie dépendante des voies de signalisation MAPK, PI3K ou p38, mais pas totalement (la migration est encore stimulée par Héréguline, même en présence de chaque inhibiteur, mais stimulation amoindrie) Cellules migrant/mm 2 Inhibiteur : Inhib. MAPK Inhib. PKB Inhib. p38

36 QCM 22 : Cytosquelette et migration cellulaire Des cellules épithéliales ont été traitées (+) ou non (-) par différents ligands et/ou inhibiteurs pharmacologiques. Ces cellules ont alors été analysées pour la phosphorylation (P-) de certaines protéines (1) et leurs capacités migratoires (2). (1) Phosphorylation des protéines (2) Migration cellulaire Phosphrylation (unités arbitraires) Ligand (Héréguline, HRG): P- MAPK Pour les cellules étudiées dans cet exemple: Cours UE2 «Réception/Décodage», «Le Cytosquelette» et «La motilité cellulaire» (G SIMONNET, D CAPPELLEN, J-B CORCUFF) P- PKB P- p Ligand (Héréguline, HRG): C. La migration induite par l Héréguline est liée à l activation d une voie de signalisation intracellulaire unique: l activation de MAPK. FAUX L Héréguline active MAPK, p38 et PKB (3 kinases cytoplasmiques, cf augmentation de phosphorylation, QCM23A) et des inhibiteurs de ces 3 kinases diminuent fortement la migration induite par l Héréguline, indiquant que ces 3 kinases sont impliquées dans cette réponse D. Une des étapes clefs du déclenchement de la migration cellulaire est la phosphorylation des lamines FAUX La phosphorylation des lamines est impliquée dans la division cellulaire (désagrégation de l enveloppe nucléaire en début de mitose; leur déphosphorylation permettant la reconstitution de cette enveloppe en fin de mitose), pas dans la migration E. La migration cellulaire peut impliquer des remodelages des filaments d actine (lamellipodes) et des microtubules VRAI Le remodelage du cytosquelette d actine (dont lamellipodes) et des microtubules est impliqué dans la migration de certaines cellules Cellules migrant/mm 2 Inhibiteur : Inhib. MAPK Inhib. PKB Inhib. p38

37 Cours UE2 «Réception/Décodage», «Le Cytosquelette» et «La motilité cellulaire» (G SIMONNET, D CAPPELLEN, J-B CORCUFF) QCM 22 : Cytosquelette et migration cellulaire Contrôle (en absence de ligand) = cellule immobile Actine F Tubuline-α Actine F: marquage phalloïdine, vert; Microtubules: marquage anticorps, rouge ADN (noyau): marquage agent intercalant, bleu Membrane plasmique Noyau Comme vu en cours, le nom du ligand et les réactifs de marquage ne sont pas à connaître + Héréguline (Ligand) = cellule initiant sa migration Lamellipode (extension périphérique du réseau d actine F) Actine F Tubuline-α Cellules de carcinome mammaire migrant en réponse à l Héréguline Photographies en microscopie à fluorescence Dr Ali Badache, Centre de Recherche en Cancérologie de Marseille Inserm, CNRS, Université Aix-Marseille, Institut Paoli-Calmettes (D après Marone et al. Nat Cell Biol. 6: 515) Réorganisation des microtubules (qui s étendent eux aussi dans les lamellipodes) Illustration concernant la réponse à l item 22E: E. La migration cellulaire peut impliquer des remodelages des filaments d actine (lamellipodes) et des microtubules VRAI Le remodelage du cytosquelette d actine (dont lamellipodes) et des microtubules est impliqué dans la migration de certaines cellules