Signalisation Bactérienne et Végétale
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Questions and Answers

Quel est le rôle principal du domaine RECEVEUR (REC) dans un régulateur de réponse ?

  • Assurer la déphosphorylation (correct)
  • Importer des ions
  • Interagir avec l'ADN
  • Phosphoryler l'histidine
  • Quel est le pourcentage de régulateurs de réponse (RR) ayant un seul domaine ?

  • 25%
  • 17% (correct)
  • 50%
  • 10%
  • Quel est le principal substrat pour la phosphorylation dans le régulateur de réponse ?

  • Phospho-Histidine (correct)
  • ADN
  • Phospho-Aspartate
  • AMPc
  • Quelle structure est indispensable pour l'activation du récepteur de réponse dans certains cas ?

    <p>La forme phosphorylée (C)</p> Signup and view all the answers

    Quel pourcentage des régulateurs de réponse se lie à une protéine ?

    <p>2% (A)</p> Signup and view all the answers

    Quel mécanisme est utilisé par les histidines kinases pour phosphoryler l'histidine ?

    <p>Transfert d'un groupement phosphate (C)</p> Signup and view all the answers

    Quelle est l'activité enzymatique associée à 21% des régulateurs de réponse ?

    <p>Histidine Kinase (C)</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la caractéristique principale des histidines kinases bactériennes ?

    <p>Enzyme bifonctionnelle (C)</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle des acides aminés polaires dans la transmission du signal à travers la membrane plasmique?

    <p>Ils facilitent la détection et la transmission du signal. (A)</p> Signup and view all the answers

    Quel modèle de transmission du signal implique un mouvement de glissement entre les hélices?

    <p>Modèle de piston (D)</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la fonction principale du domaine d'HAMP dans la transmission du signal?

    <p>Il relie la partie transmembranaire au cytoplasme. (D)</p> Signup and view all the answers

    Quelle enzyme est caractérisée par sa capacité à transférer un groupe phosphate à partir de l'histidine?

    <p>Kinase de l'histidine (C)</p> Signup and view all the answers

    Quel est le domaine qui se prolonge à partir de l'hélice 2 et est souvent riche en acides aminés polaires?

    <p>Domaine cytoplasmique (C)</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'effet de l'absence de domaine sur les acides aminés dans la transmission du signal?

    <p>Ils sont présents sous forme de linker. (C)</p> Signup and view all the answers

    Quel domaine de la kinase est situé à l'extrémité C-terminale et joue un rôle crucial dans la liaison de l'ATP?

    <p>Domaine CA (A)</p> Signup and view all the answers

    Quel acide aminé est spécifiquement mentionné comme étant capable de donner l'histidine aux kinases?

    <p>ATP (C)</p> Signup and view all the answers

    Quel type de signal-ligand est considéré comme physique ?

    <p>Lumière (D)</p> Signup and view all the answers

    Quel est un caractéristique des systèmes à deux composants chez les eucaryotes ?

    <p>Rares (C)</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rapport typique de la synthèse protéique HK/RR dans le système à deux composants ?

    <p>1/35 (B)</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la fonction principale du domaine kinase dans le système à deux composants ?

    <p>Restitution de phosphates (A)</p> Signup and view all the answers

    Quel domaine est souvent impliqué dans la liaison à l'ADN dans le régulateur de réponse ?

    <p>Domaine effecteur (D)</p> Signup and view all the answers

    Comment le ligand se fixe généralement sur le détecteur dans le système à deux composants ?

    <p>À l'interface de la paire d'hélices (A)</p> Signup and view all the answers

    Quelle structure compose la partie du domaine de détection qui est périplasmique ?

    <p>Une hélice α et un feuillet β (B)</p> Signup and view all the answers

    Quel est un exemple de signal-ligand qui n'est pas une molécule organique ?

    <p>Fe (B)</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle principal des chimiorecepteurs dans les bactéries ?

    <p>Détecter les signaux et ligands (D)</p> Signup and view all the answers

    Quel type de liaison est impliqué dans le fonctionnement des chimiorecepteurs ?

    <p>Liaison directe détecteur/ligand (C)</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la structure de base d'un chimiorecepteur ?

    <p>Un trimère de dimères (D)</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle de CheA dans le système chimiorécepteur ?

    <p>Autophosphoryler des protéines (C)</p> Signup and view all the answers

    Comment le chimiorecepteur influence-t-il la rotation du flagelle ?

    <p>Parla méthylation et déméthylation (D)</p> Signup and view all the answers

    Quel est un exemple de ligand que les chimiorecepteurs peuvent détecter ?

    <p>O2 (B)</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'effet d'une phosphorylation de CheY ?

    <p>Active la motilité cellulaire (C)</p> Signup and view all the answers

    Quel type de dimère est présent dans le chimiorecepteur ?

    <p>Un dimère d'histidine kinase (B)</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle d'OmpR-P lorsque la concentration de PO est forte?

    <p>OmpR-P active OmpC. (A)</p> Signup and view all the answers

    Qu'est-ce qui caractérise les systèmes hybrides ou phosphorelais?

    <p>Ils se composent de plusieurs sauts. (C)</p> Signup and view all the answers

    Quel type de protéine est responsable du transfert de phosphate sur le RR dans un TCS?

    <p>Histidine phosphotransferase (HPT). (A)</p> Signup and view all the answers

    Comment la régulation du métabolisme des bactéries est-elle influencée?

    <p>Par la balance [O2] et [NO3-]. (C)</p> Signup and view all the answers

    Quelle est l'une des fonctions des protéines auxiliaires dans les systèmes TCS?

    <p>Elles modulent l'autophosphorylation. (A)</p> Signup and view all the answers

    Où se trouvent généralement les protéines auxiliaires?

    <p>À l'intérieur et à l'extérieur de la cellule. (A)</p> Signup and view all the answers

    Que se passe-t-il lorsque les bactéries passent de la respiration à la fermentation?

    <p>Un gène est inhibé tandis qu'un autre est accéléré. (B)</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle de la lipoprotéine accessoire RscF lors de l'interaction plante/bactérie?

    <p>Elle active un signal inconnu. (B)</p> Signup and view all the answers

    Quel mécanisme permet la libération du facteur sigma par le récepteur ?

    <p>Modification conformationnelle d'un récepteur anti-sigma (A)</p> Signup and view all the answers

    Quels types de kinases ont été identifiés chez les bactéries et les archées ?

    <p>Histidine kinases et tyrosine kinases (D)</p> Signup and view all the answers

    Quelles phosphorylations sont les plus étudiées pour la régulation dans les trois domaines du vivant ?

    <p>pSer, pThr et pTyr (A)</p> Signup and view all the answers

    Quels mots décrivent le rôle des Tyr-Kinases chez les bactéries et les eucaryotes ?

    <p>Elles ne présentent aucune ressemblance (C)</p> Signup and view all the answers

    Quel est le pourcentage d'acides aminés phosphorylés de type Ser dans les eucaryotes métazoaires ?

    <p>86% (D)</p> Signup and view all the answers

    Flashcards

    Signal-ligand (nature)

    Lumière, gaz, antibiotiques, alcool, sucres, acides aminés, histamine, ions (Mg²+, Fe, Cu, Ag), pH, température, qui peuvent agir comme des signaux pour déclencher une réponse.

    Système à 2 composants (TCS)

    Un système de transduction du signal chez les bactéries, archées, et certaines cellules eucaryotes (levures, plantes) qui comprend une histidine kinase (HK) et un régulateur de réponse (RR).

    Histidine kinase (HK)

    Composant du système à deux composants, généralement un homodimère, qui détecte le signal et le transmet au régulateur de réponse en utilisant le phosphate.

    Régulateur de réponse (RR)

    Protéine cytosoluble, partenaire de la HK, transmet le signal à l'effecteur en recevant le phosphate de la HK.

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    Domaine de détection du signal (input)

    Partie de la HK qui reconnaît et lie le signal extracellulaire (ou cellulaire).

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    Domaine kinase (output)

    Partie de la HK qui transfère un groupe phosphate au RR.

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    Domaine receveur de phosphate

    Partie du RR qui reçoit le phosphate de la HK.

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    Caractéristiques signal-ligand

    Signal peut être physique ou chimique, parfois connu, parfois non, fixation directe ou indirecte au récepteur. Déclenche une réponse adaptative.

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    Transmission du signal à travers la membrane plasmique

    Le processus par lequel un signal extracellulaire ou périplasmique est transmis à travers la membrane plasmique vers le cytoplasme, via les récepteurs intégrés à la membrane.

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    Transmission via 4 hélices transmembranaires

    Le signal est transmis grâce à l'interaction et au déplacement des quatre hélices traversant la membrane.

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    Connecteur (Domaine)

    Structure reliant la partie transmembranaire du récepteur à la partie cytoplasmique, jouant un rôle dans la transmission du signal.

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    Histidine Kinase : Organisation

    L'organisation de l'enzyme comprend une partie cytoplasmique (output) avec un domaine catalytique responsable de la phosphorylation de l'histidine.

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    Auto-Phosphorylation (Histidine Kinase)

    Processus où l'enzyme phosphoryle sa propre histidine, étape clé de l'activation de la cascade de signalisation.

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    Phosphotransfert (Histidine Kinase)

    Transfert du groupe phosphate de l'histidine phosphorylée vers une autre protéine, activant l'étape suivante de la cascade de signalisation.

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    Linker (acides aminés)

    Séquence d'acides aminés connectant les différents compartiments d'une protéine ou d'un récepteur, permettant la propagation d'un signal.

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    Modèles de transmission (membrane)

    Différents mécanismes proposés pour expliquer la transmission du signal à travers la membrane, tels que le piston, le ciseau et la rotation. Ces modèles illustrent la dynamique des protéines membranaires.

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    Phosphotransfert

    Transfert du phosphate de l'histidine vers un acide aspartique, activant le régulateur de réponse.

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    Histidine Kinase du DHp

    Enzyme catalysant le transfert du phosphate de l'ATP vers l'histidine, puis vers l'aspartate.

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    Phosphorylation (RR)

    Ajout d'un groupe phosphate à l'acide aspartique, modifiant l'activité du régulateur de réponse.

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    Domaine effecteur (RR)

    Section du régulateur de réponse qui réalise différentes fonctions, comme la liaison à l'ADN, la catalyse enzymatique ou la liaison à une protéine.

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    Liaison RR-ADN

    Dimère phosphorylé (deux sous-unités) permettant l'expression génique après liaison à l'ADN.

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    Histidine Kinase (bifonctionnelle)

    Enzyme qui utilise l'ATP pour phosphoryler l'histidine, puis le transfert vers une autre cible (par exemple RR).

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    Phosphorylation indispensable à l'activation ?

    La phosphorylation n'est pas toujours indispensable à l'activation des régulateurs de réponse. L'activation peut se produire avec la forme non-phosphorylée dans certains cas.

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    Régulateur bactérien

    Système à deux composants qui permet la régulation de l'expression des gènes en réponse à des stimuli environnementaux.

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    Système à deux composants

    Système bactérien composé de deux protéines : une histidine kinase (par exemple OmpR) et un récepteur de réponse (par exemple OmpF), qui se régulent mutuellement.

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    Phosphorelais

    Système de signalisation impliquant la phosphorylation et le transfert de phosphate, souvent utilisé pour la régulation du métabolisme, surtout chez les bactéries.

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    Histidine Kinase

    Enzyme bactérienne, mais aussi présente chez les archées, les levures et les végétaux, qui catalyse le transfert de phosphate d'un donneur à une histidine.

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    Phosphorylation

    Processus par lequel un groupe phosphate est ajouté à une protéine, modifiant son activité et sa localisation.

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    Système de régulation chez les eucaryotes

    Nécessite une signalisation qui aboutit au noyau, le plus souvent utilisant le système à phosphorelais pour réguler des gènes.

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    Protéines auxiliaires

    Protèines qui modulent le fonctionnement du récepteur en modifiant l'autophosphorylation et l'activité phosphatase, influant ainsi sur la réponse du système.

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    Interconnexion des systèmes

    Les systèmes de régulation bactériens peuvent s'interconnecter pour répondre à des variations environnementales complexes, comme les changements d'O2 et de NO3‑.

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    Système à un composant

    Système de transduction du signal souvent utilisé par les bactéries, sans phosphorylation. Il implique un récepteur qui libère un facteur sigma pour activer l'expression génétique.

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    Récepteur de séquestration d'un facteur sigma

    Un type de récepteur dans les systèmes à un composant qui lie et garde un facteur sigma inactif. En présence d'un signal, le récepteur libère le facteur sigma, permettant l'expression des gènes associés.

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    Modalités de libération du facteur sigma

    Deux méthodes principales de libération du facteur sigma dans les systèmes à un composant : 1) Clivage du récepteur anti-sigma par une protéase. 2) Changement de conformation du récepteur anti-sigma, le libérant du facteur sigma.

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    Kinases bactériennes

    En plus des histidine kinases (HK), les bactéries possèdent d'autres types de kinases comme les sérine/thréonine kinases (STK) et les tyrosine kinases (BY-K).

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    Phosphorylation : un interrupteur moléculaire

    La phosphorylation, l'ajout d'un groupe phosphate sur une protéine, joue un rôle crucial dans la régulation des processus cellulaires. Cette modification, souvent étudiée dans les domaines Ser, Thr et Tyr, agit comme un commutateur pour activer ou désactiver les protéines.

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    Hétérodimérisation de RcsC et RcsD

    Deux protéines, RcsC et RcsD, s'associent pour former un complexe. Cette association est nécessaire pour réguler l'expression de certains gènes.

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    Rôle de RcsA

    RcsA est une protéine accessoire qui peut s'associer à RcsB pour réguler l'expression de certains gènes.

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    Second messager

    Une molécule qui est produite à l'intérieur de la cellule en réponse à un signal externe. Elle intervient dans la transmission du signal vers l'effecteur.

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    Exemples de seconds messagers

    L'AMPc (adénosine monophosphate cyclique) et le c-di-GMP (guanosine monophosphate cyclique) sont des exemples de seconds messagers.

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    Chimiorécepteur

    Un type de récepteur cellulaire qui détecte des molécules spécifiques dans l'environnement, appelées attractants ou répulsifs.

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    Fonction des chimiorécepteurs

    Les chimiorécepteurs jouent un rôle crucial dans la mobilité bactérienne (flagelle), la formation de biofilms, et d'autres fonctions.

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    Structure du chimiorécepteur

    Un chimiorécepteur est composé d'un trimère de dimères, un complexe de trois unités de deux protéines. Il inclut des domaines de détection et de transmission du signal.

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    Rôle de CheA et CheY

    CheA est une histidine kinase qui peut être activée par le chimiorécepteur. CheA phosphoryle CheY, un régulateur de réponse, ce qui modifie l'expression des gènes.

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    Study Notes

    Signalisation chez les bactéries et les plantes

    • Les cellules bactériennes s'adaptent à leur environnement grâce à la richesse en nutriments, le type d'aliment (opéron lactose, tryptophane), la mobilité (flagelles) et le pH, tous facteurs qui influencent l'expression génique.
    • Les bactéries communiquent entre elles par des ligands (molécules sécrétées, membranaires ou cytoplasmiques). Les ligands sécrétés jouent un rôle dans les biofilms et les compétences bactériennes. Les ligands membranaires sont impliqués dans l'adhérence à d'autres bactéries ou à des surfaces.
    • La communication bactérienne implique des récepteurs (molécules membranaires ou cytoplasmiques) et met en jeu des voies de communication:
      • interaction ligand/récepteur : modifie la forme tridimensionnelle du récepteur, entraînant la phosphorylation d'une histidine.
      • phosphorylation du récepteur.
      • transduction du signal (transfert du phosphate sur le régulateur de réponse).
      • activation ou répression des gènes, permettant aux cellules de s'adapter.
    • Les bactéries n'ont pas de noyau.
    • Les ligands sont de différentes natures (lumière, gaz, antibiotiques, alcools, acides aminés).
    • La phosphorylation d'une molécule modifie sa structure tridimensionnelle, affectant ses interactions avec d'autres molécules, pouvant activer ou inhiber l'expression de gènes.

    Voies de communication

    • Certains systèmes à deux composants bactériens sont importants pour la survie.
    • Les Histidine kinases (HK) sont souvent des homodimères et jouent un rôle crucial en reliant des signaux extracellulaires à la régulation de l’expression génique.
    • Des domaines dans la HK sont nécessaires pour la détection du signal, la kinase, la réception du phosphate, et la liaison à l'ADN.
    • La phosphorylation d'un acide aminé spécifique (histidine) est un événement clé dans la transduction du signal.
    • Les régulateurs de réponse (RR), protéines cytosoliques, participent à la transmission du signal.
    • Un système à deux composants est fréquemment impliqué dans la régulation génique chez les bactéries.
    • Les HK sont des régulateurs de réponse qui prennent le phosphate d’un ATP et le transfèrent vers un autre acide aminé présent dans un domaine spécifique de cette protéine.
    • La Histidine Kinase est composée de plusieurs domaines dont un domaine de liaison à l’ATP.

    Organisation de l'Histidine Kinase

    • La Histidine Kinase possède un domaine cytoplasmique (output) divisé en deux parties (Ct et Ht).
    • Cette kinase possède un domaine catalytique qui permet la phosphorylation de l’histidine de la protéine en question.
    • Différents domaines de l’Histidine kinase sont possibles, selon le type de signal ou récepteur.

    Système de travail en trans

    • Le transfert de phosphate du récepteur 1 vers le récepteur 2 pour activer la voie de transduction.
    • La signalisation est soit symétrique-asymétrique(cas du Cu et des ions Cu et Ag.) soit sensible à la chaleur.

    Transmission du signal

    • La transmission du signal dans le cytoplasme passe par des domaines connectant les domaines transmembranaires.
    • La transmission peut impliqué des acides aminés polaires (Lys, Arg, His, Glu et Asp) ou non.
    • Il existe des modèles de transfert comme le piston, le ciseau ou la rotation.

    Protéines auxiliaires

    • Elles peuvent être localisées dans les membranes externes, périplasmiques, transmembranaires ou cytoplasmiques.
    • Certaines protéines facilitent l'interaction entre les protéines du système ou avec l'environnement.

    Signalisation chez les cellules bactériennes et leur environnement

    • Plusieurs types de récepteurs pour la liaison aux facteurs environnementaux (nutriments, ions, température, pression osmotique).
    • Les récepteurs peuvent être associés à des kinases (CheW, CheA).
    • Les récepteurs sensoriels et les kinases sont impliqués dans diverses fonctions de l'adaptation cellulaire, comme l'adhérence et les réponses comportementales aux signaux environnementaux.
    • Le modèle de signalisation à deux composants est une voie importante de transfert de signaux pour la régulation génique.

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    Description

    Ce quiz explore la signalisation chez les bactéries et les plantes, en mettant l'accent sur l'adaptation des cellules bactériennes à leur environnement et les mécanismes de communication entre elles. Vous découvrirez les différents types de ligands et de récepteurs, ainsi que leur rôle dans l'expression génique et la formation de biofilms.

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