Mécanismes de surveillance du cycle cellulaire

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1 Mécanismes de surveillance du cycle cellulaire

2 Four checkpoints

3 Components of the DNA Damage Checkpoint SIGNALS SENSORS TRANSDUCERS EFFECTORS TARGETS

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6 (UV, HU, replication errors) CDK2 Cyclin E/A ATR Chk1 CDC25A S DNA damage G2 DNA damage checkpoints (Ionizing radiations, ds DNA breaks) ATM Chk2 CDC25C M CDK1 Cyclin B ATM et ATR: serine/threonine kinases ATM= Ataxia Telangiectasia Mutated ATR= Ataxia Telangiectasia Related Chk1 et Chk2 : (check-point kinase) serine/threonine kinases Des molécules nouvelles interviennent

7 ATM= Ataxia Telangiectasia Mutated Patients AT: immuno déficience, degénérescence progressive du système nerveux, stérilité, susceptibilité au cancer élevée. Cellules AT hypersensibles aux radiations ionisantes (coupures d ADN double brin) mais pas aux UV ou aux agents qui bloquent la réplication ATR= Ataxia Telangiectasia Related Patients atteints du Seckel syndrome: retard de croissance intra utérin, retard mental, microencéphalie Cellules sensibles aux UV et aux agents qui bloquent la réplication

8 Cassures double brin Cassures simple brin cdk1 P p53 Chk2 est principalement activée par ATM Chk1 est principalement activée par ATR.

9 Il semble exister deux voies parallèles dans les cellules de mammifères: la voie ATR-Chk1 et la voie ATM-Chk2. - La voie ATR-Chk1 répond principalement aux blocages des fourches de réplication et aux lésions produites par les rayons ultraviolets -La voie ATM-Chk2 répond aux cassures double-brin de l ADN Components of the DNA damage checkpoints in human cells.

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11 ATM La kinase ATM intervient dans la détection des dommages de l ADN. Elles est normalement inactive, sous forme de dimère. Son autoactivation en trans (phosphorylation mutuelle des partenaires) est mise en évidence dans les secondes qui suivent l apparition de cassures double brin. La cascade initiée par ATM est mise en route tant sur les cellules en cycle que sur les cellules quiescentes. Une des cibles cellulaires d ATM est p53 qui est ainsi activée.

12 Activation d ATM

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16 Si l'adn est lésé, l'activation de deux voies inhibitrices des complexes Cycline/Cdk de la phase S permet d'arrêter le déroulement de la phase S

17 Si l'adn est lésé, ou si la réplication n'est pas achevée, l'activation de plusieurs voies inhibitrices du complexe Cdk1/CyclineB permet d'empêcher l'entrée en mitose.

18 The G1/S checkpoint.

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20 Roles of ATM and ATR in G 2 checkpoint activation.

21 ATM et ATR agissent également par la voie p53-dépendante. Le gène p53 est situé sur le chromosome 17p13.1 La protéine p53 est une phosphoprotéine de 393 acides aminés de poids moléculaire 53 kda. P53 a été surnommée " le gardien du génome". Elle est exprimée tout au long du cycle cellulaire, mais son taux d'expression reste bas du fait de sa dégradation rapide. P53 est une protéine nucléaire qui possède plusieurs fonctions. C'est un facteur de transcription, mais c'est aussi une exonucléase qui participe directement à la réparation de l'adn.

22 p53 est un gène suppresseur de tumeur impliqué dans le couplage du cycle cellulaire, de la réparation de l'adn et de l'apoptose. C'est le gène suppresseur de tumeur le plus souvent inactivé dans les cancers humains. Les cassures de l ADN se traduisent par une augmentation rapide des taux de p53 dans la Cellule

23 Pour être active, p53 doit agir sous forme de tétramère.

24 En conditions normales

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27 CDK2 Cyclin E S G2 M CDK1 Cyclin B G1 MDM2 p14 ARF p14 ARF p21 CIP1 apoptosis p53 MDM2 p53 P p63 Chk2 p73 MDM2 P ATM DNA damage, hypoxia, heat shock, etc.

28 Locus INK4a/ARF (région 9p21) 1β 1α 2 3 P16/INK4a 13 Kb P14/ARF Mouse P19/ARF

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30 p53 and Ink4a are the two most frequently mutated genes in human tumors Locus Chromosome location type of alterations estimated frequency of alterations p53 17p13 nucleotide substitution ~ 50% INK4a 9p21 homozygous deletion nucleotide substitution small deletion/insertion promoter methylation ~ 40% Suppression des checkpoints et instabilité génétique L'inactivation de p53 entraîne une augmentation du taux de mutations, de recombinaisons, et d'amplifications géniques dans les cellules tumorales et explique donc en partie l'accumulation des lésions génétiques et des aberrations chromosomiques caractéristiques de l'instabilité génétique des tumeurs.

31 p53 Mutations in Human Tumors are Found with High Frequency In the DNA Binding Domain In 143 families reported: point mutations (85%) deletions (9%) splice mutations (3.5%) insertions (2%) L'inactivation de p53 est souvent corrélée avec l'agressivité tumorale et un mauvais pronostic.