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Questions and Answers
Quelle caractéristique définit le mieux la communication paracrine ?
Quelle caractéristique définit le mieux la communication paracrine ?
- Elle cible les cellules sécrétrices du même type.
- Elle nécessite un contact direct entre les cellules via des jonctions communicantes.
- Elle se produit lorsque la cellule cible est à proximité de la cellule émettrice, impliquant un médiateur local. (correct)
- Elle implique des signaux électriques rapides sur de longues distances.
Quel est le rôle des protéines adaptatrices dans la signalisation cellulaire via les récepteurs couplés aux enzymes?
Quel est le rôle des protéines adaptatrices dans la signalisation cellulaire via les récepteurs couplés aux enzymes?
- Elles fournissent des sites d'arrimage pour la fixation d'autres protéines de signalisation intracellulaires. (correct)
- Elles phosphorylent directement les lipides membranaires.
- Elles interagissent avec des séquences riches en proline.
- Elles hydrolysent le GTP en GDP, inactivant ainsi le récepteur.
Dans le contexte de la signalisation cellulaire, quel est le rôle principal des protéines G hétérotrimériques ?
Dans le contexte de la signalisation cellulaire, quel est le rôle principal des protéines G hétérotrimériques ?
- Transmettre des signaux des récepteurs aux effecteurs cellulaires. (correct)
- Activer la transcription de gènes cibles dans le noyau.
- Servir de canaux ioniques ligand-dépendants.
- Lier directement les hormones stéroïdiennes.
Concernant la signalisation cellulaire, quelle est la conséquence de la liaison d'un ligand à un récepteur tyrosine kinase ?
Concernant la signalisation cellulaire, quelle est la conséquence de la liaison d'un ligand à un récepteur tyrosine kinase ?
Concernant les mécanismes de réponse cellulaire, qu'est-ce qui caractérise la voie rapide d'activation des protéines préexistantes par rapport à la modification de l'expression génique ?
Concernant les mécanismes de réponse cellulaire, qu'est-ce qui caractérise la voie rapide d'activation des protéines préexistantes par rapport à la modification de l'expression génique ?
Quel rôle joue l'AMPc (adénosine monophosphate cyclique) dans la signalisation cellulaire?
Quel rôle joue l'AMPc (adénosine monophosphate cyclique) dans la signalisation cellulaire?
Quelle est la particularité des récepteurs nucléaires par rapport aux récepteurs membranaires en termes de ligands?
Quelle est la particularité des récepteurs nucléaires par rapport aux récepteurs membranaires en termes de ligands?
Parmi les éléments suivants, lequel caractérise le mieux la spécificité d'un récepteur?
Parmi les éléments suivants, lequel caractérise le mieux la spécificité d'un récepteur?
Quel est le rôle de la GTPase dans le cycle d'activation et de désactivation des protéines G hétérotrimériques?
Quel est le rôle de la GTPase dans le cycle d'activation et de désactivation des protéines G hétérotrimériques?
Quel est le mécanisme d'action de l'insuline via son récepteur tyrosine kinase (RTK) pour activer la voie MAPK?
Quel est le mécanisme d'action de l'insuline via son récepteur tyrosine kinase (RTK) pour activer la voie MAPK?
Dans le contexte de la signalisation cellulaire, quel est le rôle du motif en doigt de zinc (Zn) ?
Dans le contexte de la signalisation cellulaire, quel est le rôle du motif en doigt de zinc (Zn) ?
Quelles sont les caractéristiques des cytokines en tant que molécules de signalisation ?
Quelles sont les caractéristiques des cytokines en tant que molécules de signalisation ?
Quelles sont les conséquences d'une mutation qui supprime la tyrosine dans une séquence codante pour une protéine adaptatrice?
Quelles sont les conséquences d'une mutation qui supprime la tyrosine dans une séquence codante pour une protéine adaptatrice?
Quelles sont les conséquences de la liaison de l'acétylcholine sur les récepteurs nicotiniques musculaires (MnAChR)?
Quelles sont les conséquences de la liaison de l'acétylcholine sur les récepteurs nicotiniques musculaires (MnAChR)?
Le salbutamol (ventoline) est un agoniste des récepteurs adrénergiques ( \beta_2 ). Pour quelle raison est-il utilisé?
Le salbutamol (ventoline) est un agoniste des récepteurs adrénergiques ( \beta_2 ). Pour quelle raison est-il utilisé?
À quel processus cellulaire le monoxyde d'azote (NO) participe-t-il en tant que molécule de signalisation ?
À quel processus cellulaire le monoxyde d'azote (NO) participe-t-il en tant que molécule de signalisation ?
Qu'est-ce que le «quorum sensing» chez les bactéries?
Qu'est-ce que le «quorum sensing» chez les bactéries?
Quel est l'effet d'un excès de thyroxine (T4) sur le corps humain ?
Quel est l'effet d'un excès de thyroxine (T4) sur le corps humain ?
Quel est l'impact de la fixation d'IP3 (inositol triphosphate) sur les canaux calciques situés sur le réticulum endoplasmique (RE) dans la signalisation cellulaire ?
Quel est l'impact de la fixation d'IP3 (inositol triphosphate) sur les canaux calciques situés sur le réticulum endoplasmique (RE) dans la signalisation cellulaire ?
Quel est le rôle de l'hormone adrénaline lors d'une situation de stress ou de danger?
Quel est le rôle de l'hormone adrénaline lors d'une situation de stress ou de danger?
Comment Imatinib cible-t-il la protéine chimérique BCR-ABL dans le traitement de certains cancers?
Comment Imatinib cible-t-il la protéine chimérique BCR-ABL dans le traitement de certains cancers?
Parmi les affirmations suivantes concernant la communication cellulaire, laquelle est correcte concernant les modes de signalisation?
Parmi les affirmations suivantes concernant la communication cellulaire, laquelle est correcte concernant les modes de signalisation?
Lors de la voie des phosphoinositides, quel est le rôle du diacylglycérol (DAG)?
Lors de la voie des phosphoinositides, quel est le rôle du diacylglycérol (DAG)?
Quel est le rôle des endorphines produites par l'hypophyse et l'hypothalamus?
Quel est le rôle des endorphines produites par l'hypophyse et l'hypothalamus?
Parmi les propositions suivantes, concernant les jonctions Gap (Nexus), laquelle est correcte?
Parmi les propositions suivantes, concernant les jonctions Gap (Nexus), laquelle est correcte?
Laquelle des propositions suivantes décrit le mieux le mode d'action des hormones stéroïdiennes telles que le cortisol?
Laquelle des propositions suivantes décrit le mieux le mode d'action des hormones stéroïdiennes telles que le cortisol?
Concernant l'hormone insuline, quelles sont ses étapes d'action ?
Concernant l'hormone insuline, quelles sont ses étapes d'action ?
Flashcards
Organisme vivant
Organisme vivant
Structure organisée avec des molécules, cellules, tissus et organes.
Communication cellulaire chimique
Communication cellulaire chimique
Un signal chimique d'une cellule à l'autre.
Modification de la synthèse protéique
Modification de la synthèse protéique
Réponse lente qui modifie l'expression des gènes.
Modification de la fonction des protéines
Modification de la fonction des protéines
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Récepteurs de surface
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Récepteurs intracellulaires
Récepteurs intracellulaires
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Signalisation synaptique
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Signalisation endocrine
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Signalisation paracrine
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Signalisation autocrine
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Signalisation dépendante du contact
Signalisation dépendante du contact
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Jonctions Gap (Nexus)
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Insuline
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Glucagon
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Endorphines
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Adrénaline
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Acétylcholine
Acétylcholine
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Cytokines
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Cortisol
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Monoxyde d'azote
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Spécificité des récepteurs
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Affinité des récepteurs
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Saturabilité des récepteurs
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Réversibilité des récepteurs
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Couplage des récepteurs
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Domaine N-terminal A/B (récepteur nucléaire)
Domaine N-terminal A/B (récepteur nucléaire)
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Domaine de liaison à l'ADN (DLA)
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Protéines G
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Réponses diverses
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Study Notes
- An organism is an organized, hierarchical structure composed of molecules, cells, tissues, and organs
- Each cell is integrated into a communication network to coordinate adaptive changes
- Unicellular organisms also communicate, including bacteria, yeasts, and phages
Chemical Cell Communication
- An emitting cell produces a chemical signal that acts on a receptor of a receiving cell
- This elicits a response through signal transduction pathways
Intracellular Signaling Pathways
- Responses can occur with or without changes in gene expression
- Activation of gene expression is a relatively slow response (minutes/hours), regulated by transcription factors with a significant energy cost
- Faster pathways (seconds/minutes) rely on pre-existing proteins
- When a signal is received, existing proteins are activated, thereby modifying cell behavior
Receptor Types
- Cell surface receptors are anchored in the membrane and bind to hydrophilic ligands that do not cross the lipid bilayer
- Intracellular receptors are located in the cytoplasm or nucleus
- They bind to small hydrophobic molecules that can cross the lipid bilayer
Intercellular Signaling Modes
- Synaptic signaling involves rapid, electrical impulses (10-100 m/s) along a neuron's axon
- At the axon terminal, neurotransmitters are released into the synaptic cleft to act on postsynaptic receptors
- Endocrine signaling is slower but facilitates widespread dissemination
- Endocrine cells secrete hormones that reach target cells via the bloodstream
- Paracrine signaling involves local communication where target cells are near the emitting cell via a local mediator
- Autocrine signaling occurs when cells respond to signals they themselves secrete, leading to coordinated group behavior
- Contact-dependent signaling involves direct interaction via membrane-bound signals
- It's seen in immune responses via antibody/antigen binding
- Gap junctions (Nexus) allow for direct communication and coordinated response to a stimulus
- Plasma membranes of two cells are joined by connexons, facilitating the passage of small molecules such as Ca2+ and AMPc
Extracellular Signals
- Programmed responses, such as survival, division, differentiation, or apoptosis, depend on multiple extracellular signals
Signal Molecules - Hydrophilic
- Interact with membrane receptors
- Includes hormones like hypoglycemic insulin and hyperglycemic glucagon from the pancreas
- Growth hormone (somatotropin) is from the pituitary gland
- Endogenous opioid peptides (endorphins) are secreted by the pituitary and hypothalamus
- They produce a sense of well-being
- Catecholamines include adrenaline and are from tyrosine derivatives
- Acetylcholine is involved in memory and neurotransmission
- Cytokines such as interferons, interleukins, and chemokines are produced during pathogenic attacks
- Polypeptides like epidermal growth factors regulate growth
Signal Molecules - Lipophilic
- Interact with intracellular receptors
- Derived from cholesterol, such as cortisol
- Glucocorticoids like cortisol are involved in lipid/protein degradation and glucose synthesis
- Thyroid hormones like thyroxine/tetraiodothyroxine (T4)
- Excess thyroxine leads to hyperthyroidism
- Gases like nitric oxide (NO)
- They have neurotransmitter, vasodilation and apoptosis regulation functions
Receptors
- They exhibit specificity for substrates
- Sometimes, molecules with similar structures can bind (promiscuity)
- They demonstrate affinity, requiring low ligand concentrations for effective binding
- They have limited saturability due to the number of receptors
- They demonstrate reversibility with weak, non-covalent bindings
- Binding decreases when the ligand concentration decreases
- They exhibit coupling, transmitting signals to the cytosol or nucleus
- Several signaling cascades are possible from a single receptor
- Receptor classifications include nuclear and cytosolic receptors with nuclear translocation and membrane-bound receptors coupled to ion channels, G proteins, or enzymes
Nuclear Receptor Structure
- Domain A/B contains an N-terminal region involved in transcriptional activation; it is poorly conserved
- Domain C contains a DNA-binding domain (DBD) that is well-conserved and mediates receptor binding to DNA
- Domain D is a hinge region that contains a nuclear localization signal
- Domain E contains a ligand-binding domain (LBD) that binds the ligand
- Domain F is a C-terminal region that is variable
Ligand-Receptor Interactions
- Receptors are maintained in an inactive state by Heat Shock Proteins (HSP)
- Upon binding of a ligand, receptors undergo conformational changes
- HSP dissociates, allowing dimerization
- The complex translocates to the nucleus via nuclear pores
- It binds to DNA at response elements
- Co-activators bind and transcription initiates, inducing target gene expression
- The receptor can function as a transcription factor
Hormone Receptors
- They exist as inactive heterodimers bound to a co-repressor
- Upon hormone binding, the receptor undergoes a conformational change
- This causes dissociation of the co-repressor, recruitment of a co-activator and subsequent initiation of transcription
Receptor-DNA Interaction
- Response elements are DNA sequences where proteins bind
Membrane Receptors
- Constant gradients are maintained by active transport
- K+ exits and Na+ enters through passive transport
- Na+/K+ ATPase maintains ion balance
Resting potential
- The inside of the cell is negative relative to the outside
- [Na+] is higher outside than inside
- [K+] is higher inside than outside
Action Potential
- Transient depolarization occurs at the membrane
- It's caused by opening and closing of fast sodium channels
- Cells use communication to initiate muscle contractions and initiate secretions in endocrine cells
Ligand-Gated Ion Channels
- Receptors and ion channels combine as one
- Other receptors are coupled to G proteins & an ion channel
Nicotinic Acetylcholine Receptors
- Neuronal type are heteromeric pentamers: α2β3 or α3β2
- Muscle type are at neuromuscular junctions
- The subunits are α2βγδ
- Cobra venom prevents acetylcholine from binding
G Protein-Coupled Receptors
- An effector can be either an enzyme or an ion channel
- The receptor has a single polypeptide chain with seven transmembrane alpha helices
- It is glycosylated extracellularly and contains intracellular sites for phosphorylation
- The G protein is a heterotrimer with alpha, beta and gamma subunits
- The alpha subunit binds guanine nucleotides (GDP or GTP)
G Protein Activation Cycle
- An unstimulated alpha subunit binds to GDP
- A heterotrimer is formed
- GDP is replaced by GTP, causing dissociation of the alpha subunit
- The alpha subunit interacts with a target protein and is phosphorylated
- The G protein hydrolyzes GTP and recruits the ẞy dimer
Membrane Receptors Coupled To Enzymes
- These come in two types
- Receptors with intrinsic enzyme activity (tyrosine kinase, serine/threonine kinase, guanylate cyclase)
- Those coupled to enzymes
Tyrosine Kinase Receptors
- Activated by growth factors and insulin
- They phosphorylate tyrosine residues
- Ligand binding causes dimerization and autophosphorylation, creating docking sites
Signal Transduction
- SH2 and PTB domains interact with phosphotyrosine residues
- SH3 domains interacts with proline-rich sequences The binding results in variable phosphorylation and recruitment
- Studying the consequences by mutating the coding sequence
Second Messengers
- First messengers (signals) are perceived by receptors and relayed by proteins for intracellular signaling
- They are amplified by small intracellular molecules like cyclic AMP (AMPc) or calcium (Ca2+)
The MAPK Pathway
- The insulin receptor is a heterotetramer with two alpha chains and two beta chains
- The four units have disulfide bonds
- Insulin binds to the Alpha chains and activates intrinsic tyrosine kinase
- Autophosphorylation creates a docking site for IRS1
- The docking recruits IRS1 and GRB2 adaptor proteins
- SOS protein activation leads to activation of the Ras protein
- A phosphorylation cascade causes the successive activation of MAPKKK, MAPKK, and MARK
- MAPK translocation to the nucleus phosphorylates the transcription factors
The AMPc Pathway
- Adenlyate cyclase synthesis transforms ATP into AMPc via the removal of of two inorganic phosphate groups
- AMPc is transformed into 5’-AMP by phosphodiesterase
- Glycogenolysis includes chain with glucose linked by alpha 1-4 and alpha 1-6 glycosidic bonds, important for glucose liberation
- Glycogen phosphorylase is useful in breaking down (Glycogen + P_i ® [Glycogen-1 residue] + glucose-1- Phosphate
- In glycogenolysis, as G protein stimulated adeniylate cyclase, which activates protein Kinase A
- The alpha stimulatory subunits is activated by PKA fixation and phosphorylating phosphorylase kinase
The Phosphoinositide Pathway
- Phosphatidyl-inositol (PI) binds the AG to Inositol by Phosphate groups
- PI-4,5-biphosphate (PI(4,5)P2) is phosphorylated by two kinases
- DAG + IP3, through hydrolysis acts from Phospholipase C beta
- Receptors trigger Ca2+ release via PLC-ẞ activation
- Inositol phosphates modulate contraction and other activities
Signal Pathway Crosstalk
- Different signals yield different responses
- e.g., alpha 1 adrenergic receptors act via PLC-B to increase IP3 and Ca2+, causing contraction
- Beta 2 adrenergic receptors use AC/AMPc for relaxation
Therapeutic Targets of Signal Pathways
- Agonists of Beta 2-adrenergic receptors (e.g., albuterol/ventolin) treat asthma
- Beta 1-adrenergic receptor antagonists (beta blockers) like acebutolol lowers hypertension
- Anti-cancer drugs target proteins with chimeric BCR-ABL and Imatinib
Quorum Sensing
- It regulates gene expression relative to population density
- Autoinducers like N-acyl-homoserine-lactones (AHL) are produced
- Bacteria use quorum sensing to bioluminesce
- In the symbiosis of bioluminescent bacterium "Vibrio fischeri" it’s induced by quorum sensing
- In low densities, little gene expression occurs
- High densities triggers bioluminescence and virulence through the biofilm
- Biofilms have microbial organisms on a surface in which polysaccharides secrete to make bacteria anti-microbial
- It’s an issue of hygiene problems in hospitals and food companies and Legionnaires’ disease and is present as a catheter
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