Signalisation chez les Bactéries et Plantes
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Questions and Answers

Quel est le rôle des ligands sécrétés dans la communication bactérienne ?

  • Ils régulent uniquement la croissance des bactéries.
  • Ils servent de source d'énergie pour la cellule bactérienne.
  • Ils déclenchent la compétence des bactéries et participent à la formation de biofilms. (correct)
  • Ils jouent un rôle dans l'adhérence des bactéries aux surfaces.

Quel processus est impliqué lorsque les bactéries s'adaptent à des changements de type d'aliment ?

  • La variation d'expression des gènes. (correct)
  • La dégradation de l'acide aminé.
  • La formation de structures de biofilms.
  • La multiplication cellulaire.

Quel est le rôle de la phosphorylation dans le processus de transduction du signal chez les bactéries ?

  • Elle permet une activation ou répression des gènes en modifiant les récepteurs. (correct)
  • Elle dégrade les ligands membranaires.
  • Elle crée des biofilms autour des cellules.
  • Elle réduit la mobilité des bactéries.

Quelles différences structurales existent entre les bactéries Gram- et Gram+ ?

<p>Les Gram- ont une membrane externe, les Gram+ ont une paroi plus développée. (A)</p> Signup and view all the answers

Lorsqu'une molécule est phosphorylée, quelle est l'une des conséquences sur sa structure ?

<p>Sa structure tridimensionnelle change, impactant ainsi ses interactions. (A)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rôle principal de l'Histidine dans l'autophosphorylation de l'Histidine Kinase?

<p>Elle capture un groupement g-phosphate de l’ATP. (A)</p> Signup and view all the answers

Quel type de structure est formée par le domaine CA et le domaine DHp de l'Histidine Kinase?

<p>Un homodimère de 4 hélices antiparallèles. (A)</p> Signup and view all the answers

Quel élément est essentiel pour l'activation de l'Histidine Kinase?

<p>La liaison de l'ATP. (C)</p> Signup and view all the answers

Comment se déroule la transmission du signal durant l'autophosphorylation?

<p>Elle crée une tension qui provoque une courbure des hélices. (D)</p> Signup and view all the answers

Quels acides aminés sont impliqués pour maintenir la conformation active de l'enzyme?

<p>AA jaunes. (C)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la fonction des hélices antiparallèles dans la structure de l'Histidine Kinase?

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

Quel type de travail est impliqué lors de l'autophosphorylation dans la kinase d'histidine?

<p>Travail en Cis. (A)</p> Signup and view all the answers

Comment les changements de température affectent-ils l'Histidine Kinase?

<p>Ils provoquent des déformations des protéines transmembranaires. (A)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rôle d'un récepteur membranaire à activité protéasique dans la libération du facteur sigma ?

<p>Il se rapproche du récepteur anti-sigma et le clive. (A)</p> Signup and view all the answers

Depuis 2000, quelles ont été les découvertes concernant les kinases chez les bactéries et les archées ?

<p>Elles possèdent des kinases autres que les HK. (B)</p> Signup and view all the answers

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

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

Quelle est la répartition des différents types de phosphorylations dans les eucaryotes métazoaires ?

<p>86% Ser, 12% Thr, 2% Tyr (A)</p> Signup and view all the answers

Quelles caractéristiques sont partagées entre les STKs et STPs des bactéries et des eucaryotes ?

<p>Ils présentent des similarités structurales et mécanistiques. (D)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rôle principal de l'histidine kinase dans le processus de transduction du signal ?

<p>Transférer le phosphate à l'histidine (A)</p> Signup and view all the answers

Quel pourcentage des régulateurs de réponse a un seul domaine ?

<p>17% (A)</p> Signup and view all the answers

Quel domaine est associé à l'interaction avec l'histidine kinase ?

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

Dans quel cas la phosphorylation est-elle indispensable à l'activation du régulateur de réponse ?

<p>Pour l'expression des gènes OmpR/OmpF (B)</p> Signup and view all the answers

Quelle activité enzymatique représente 21% des domaines effecteurs des régulateurs de réponse ?

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

Quelle est la caractéristique originale des nombreuses histidines kinases bactériennes ?

<p>Elles sont bifonctionnelles (C)</p> Signup and view all the answers

Quel effet a le régulateur de réponse lorsqu'il est sous forme non-phosphorylée ?

<p>Il permet l'expression génique dans certains cas (D)</p> Signup and view all the answers

Quel est le site de phosphorylation du régulateur de réponse ?

<p>Sur un acide aspartique (C)</p> Signup and view all the answers

Que se passe-t-il lorsque la concentration de PO est faible ?

<p>OmpR-P n'active pas OmpC (A), OmpF est inactif (D)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rôle des Histidine Kinases dans les systèmes hybrides ?

<p>Elles sont responsables de la phosphorylation de l'HPT. (A), Elles catalysent le transfert de phosphate sur le RR. (D)</p> Signup and view all the answers

Comment le phosphorelais interagit-il avec les voies de signalisation classiques chez les eucaryotes ?

<p>Il coopère avec la voie des MAP Kinases. (B)</p> Signup and view all the answers

Quelles sont les localisations possibles des protéines auxiliaires dans les bactéries ?

<p>Périplasme et membrane externe (B), Transmembrane et cytoplasme (D)</p> Signup and view all the answers

Quel est l'effet de la régulation du métabolisme des bactéries sur la respiration et la fermentation ?

<p>La fermentation est inhibée par la présence d'oxygène. (C), Il faut inhiber un gène et exprimer un autre pour passer d'une voie à l'autre. (D)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la fonction principale d'une Histidine phosphotransferase (HPT) ?

<p>Transférer le phosphate à un récepteur régulateur. (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est le synonyme de système hybride dans le contexte des systèmes à deux composants ?

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

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

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

Quel rôle joue le RcsB dans le contexte de la régulation génique ?

<p>Il régule l'expression de gènes seuls ou en association. (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rôle des chimiorécepteurs ?

<p>Ils détectent des ligands attractifs et répulsifs. (C)</p> Signup and view all the answers

Comment les ligands influencent le domaine cytoplasmique des chimiorécepteurs ?

<p>En déclenchant l'autophosphorylation de CheA. (D)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la caractéristique essentielle pour qu'un chimiorécepteur soit fonctionnel ?

<p>Être un trimère de dimère et couplé à des histidines kinases. (A)</p> Signup and view all the answers

Quel processus est facilité par la méthylation et déméthylation dans les chimiorécepteurs ?

<p>La modification de la rotation du flagelle. (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est l'effet d'une liaison de ligand sur CheA ?

<p>Elle stimule l'autophosphorylation de CheA. (A)</p> Signup and view all the answers

Quels types de molécules peuvent agir comme ligands pour les chimiorécepteurs ?

<p>Des molécules variées telles que le maltose et l'acide aspartique. (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rôle de CheW dans le fonctionnement des chimiorécepteurs ?

<p>C'est une protéine de couplage qui permet la fixation de CheA. (D)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Signalisation bactérienne

Processus par lequel les bactéries reçoivent et traitent des signaux de leur environnement pour adapter leur comportement et leur expression génétique.

Ligand bactérien

Molécule sécrétée, membranaire ou cytoplasmique qui agit comme un signal pour activer une réponse.

Récepteur bactérien

Molécule membranaire ou cytoplasmique qui reçoit et répond au ligand.

Phosphorylation du récepteur bactérien

Transfert d'un groupe phosphate sur une molécule, modifiant ainsi l'activité du récepteur et déclenchant la cascade de transduction du signal.

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Transduction du signal bactérien

Processus de transfert d'un signal du récepteur vers le régulateur de réponse, permettant l'activation ou la répression des gènes.

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Domaine CA des HTPases-c

Domaine qui lie l'ATP et transfère un groupement gamma-phosphate à l'histidine.

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Autophosphorylation de l'HK

Étape d'activation où l'histidine reçoit un groupement phosphate de l'ATP, passant l'HK d'un état inactif à actif.

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Transmission de signal (HK)

Changements de conformation des hélices à travers la membrane jusqu'au site de phosphorylation de la HK.

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Homodimère (HTPases-c)

Structure de deux sous-unités identiques formant une molécule.

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Liaison ATP-Domaine CA

Le domaine CA se lie à l'ATP, préparant le transfert du phosphate.

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Conformation active (HK)

État de la protéine où le contact entre le domaine CA et l'histidine est établi.

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Site de fixation du substrat (RR)

Emplacement sur l'hélice 1 où la protéine reconnait et lie le récepteur.

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Mécanisme de l'autophosphorylation

Le système se produit en cis, sur la même zone de la molécule, donc pas de mouvement vers une autre protéine active.

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Phosphotransfert (signal transduction)

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

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Histidine Kinase (activité rapide)

Enzyme catalysant rapidement le transfert du phosphate de l'ATP à l'histidine.

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Autophosphorylation (Histidine Kinase)

Processus plus lent où l'histidine kinase se phosphoryle elle-même.

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Régulateur de réponse (RR) - domaine REC

Domaine du RR recevant la phosphorylation de l'histidine kinase.

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Régulateur de réponse (RR) - domaine effecteur

Partie du RR qui peut interagir avec l'ADN ou d'autres protéines, influant sur la réponse.

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Phosphorylation du RR - Activation

La présence de phosphate sur le RR peut activer ou désactiver sa liaison à l'ADN, et/ou sa régulation de l'effecteur.

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Enzyme bifonctionnelle (Histidine Kinase)

Certaines histidine kinases peuvent à la fois phosphoryler l'histidine et transférer le phosphate.

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Deux composant système (signal transduction)

Un système de signalisation avec histidine kinase et régulateur de réponse.

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Système à un composant

Système de transduction du signal bactérien simple, généralement sans phosphorylation, impliquant la libération d'un facteur sigma.

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Facteur sigma

Protéine qui se lie à l'ARN polymérase et permet la transcription de gènes spécifiques.

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Libération du facteur sigma

Processus par lequel le facteur sigma est libéré de son récepteur, permettant l'expression des gènes associés.

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Kinases bactériennes

Enzymes qui catalysent le transfert d'un groupe phosphate d'une molécule à une autre, jouant un rôle crucial dans la signalisation bactérienne.

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Bactérial Tyrosine-Kinases (BY-K)

Kinases qui catalysent la phosphorylation de résidus tyrosine dans les protéines bactériennes.

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Hétérodimérisation de RcsC

Association de la protéine RcsC avec la protéine RcsD. Cette interaction est essentielle pour la régulation de l'expression de certains gènes.

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Rôle de RcsA

RcsA fonctionne comme une protéine accessoire dans le système de régulation du RcsB. Elle interagit avec RcsB pour influencer l'expression de gènes spécifiques.

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Deux modes d'action du RR

Le RR, un régulateur de réponse, peut interagir directement avec l'expression génétique ou indirectement en utilisant un second messager.

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Second messager

Une molécule qui transmet des signaux de l'extérieur vers l'intérieur de la cellule. Exemples : AMPc et c-di-GMP.

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Chimiorécepteur

Un récepteur capable de détecter et de répondre à des ligands (attractants ou répulsifs) dans l'environnement.

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Ligands du chimiorécepteur

Molécules qui se lient aux chimiorécepteurs et déclenchent une réponse. Exemples : maltose, ribose, phosphate inorganique, protéines Autoinducer 2.

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Structure du chimiorécepteur

Le chimiorécepteur est un trimère de dimères associé à des protéines de couplage (CheW) et à des histidines kinases (CheA)

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Méthylation du chimiorécepteur

Modification du chimiorécepteur par l'ajout de groupes méthyles (CheR) ou leur suppression (CheB). Cette modification influence la sensibilité du récepteur au ligand.

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Système à deux composants

Un système de signalisation bactérien composé de deux protéines : une histidine kinase (HK) et un régulateur de réponse (RR).

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Phosphorelais

Un système de signalisation bactérien qui implique le transfert de groupements phosphate entre plusieurs protéines.

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Histidine Kinase (HK)

Une protéine qui catalyse le transfert d'un groupement phosphate de l'ATP à une histidine, s'autophosphorylant.

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Régulateur de réponse (RR)

Une protéine qui reçoit le groupement phosphate de la HK et répond en modifiant l'expression des gènes.

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Système à phosphorelais hybride

Un système de signalisation bactérien qui combine plusieurs sauts de phosphorylation, impliquant plusieurs protéines.

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Protéines auxiliaires

Des protéines qui modulent l'activité des HK et des RR.

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Interconnexion des systèmes à deux composants

Des systèmes à deux composants peuvent interagir entre eux pour répondre à des changements environnementaux complexes et gérer des cascades de signalisation.

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Régulation par la balance [O2] et [NO3-]

Les bactéries adaptent leur métabolisme en fonction de la concentration en oxygène et en nitrate, régulant l'expression des gènes pour la respiration ou la fermentation.

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Study Notes

Signalisation chez les bactéries et les plantes

  • Les cellules bactériennes s'adaptent à leur environnement en modifiant l'expression génique en réponse à différents facteurs, tels que la richesse en nutriments, le type d'aliment (opéron lactose, tryptophane), la mobilité (flagelles) et le pH.
  • Les cellules bactériennes communiquent grâce à des ligands (molécules sécrétées, membranaires ou cytoplasmiques). Ces ligands jouent des rôles dans la formation de biofilms et l'interaction entre les bactéries.
  • Des ligands membranaires sont impliqués dans l'adhérence des bactéries.
  • Les récepteurs, molécules membranaires ou cytoplasmiques, sont impliqués dans la réception des signaux.
  • La signalisation se produit en plusieurs étapes : interaction ligand-récepteur, modifications tridimensionnelles du récepteur (phosphorylation), transduction du signal et activation/répression des gènes.
  • La variation de l'expression des gènes permet aux cellules de s'adapter à leur environnement.
  • Les bactéries n'ont pas de noyau.

Acide aminé phosphorylé

  • La phosphorylation d'un acide aminé (comme l'histidine) modifie sa structure tridimensionnelle, ce qui change son interaction avec d'autres molécules. Ceci peut activer ou inhiber l'expression des gènes.

Nature du signal-ligand

  • Les signaux peuvent être différents comme la lumière, les gaz, les antibiotiques, les alcools et les acides aminés.

Système à deux composants

  • Chez les bactéries, le système à deux composants est fréquemment constitué d'une histidine kinase (HK) et d'un régulateur de réponse (RR). Il est impliqué dans la signalisation et peut être constitutive ou non.
  • HK est généralement un homodimère.
  • RR est une protéine cytosoluble et est fréquemment situé au même locus que HK.
  • Le système possède 4 domaines : détection du signal, kinase de restitution, receveur de phosphate et effecteur.
  • L'histidine kinase est constituée de deux domaines.
  • Le régulateur de réponse possède deux domaines de receveur du phosphate et effecteur.

Activation de l'histidine kinase

  • L'organisation de l'histidine kinase possède une région terminale N-cytoplasmique.
  • La kinase possède un domaine de liaison à l'ATP et une partie catalytique.
  • Il existe trois réactions : auto-phosphorylation, transfert de phosphate au RR et fonction kinase.
  • La structure est fait de deux domaines.

Le modèle de l'autophosphorylation

  • La transmission du signal dans l'hélice 1 cause une tension dans l'hélice 2. Ceci entraîne une courbure de 1.5 tours de l'hélice.
  • La courbure affecte les acides aminés des domaines CA et DHp.

Système de travail en trans et en cis

  • Le système de travail en trans implique le transfert d'ATP d'un récepteur à un autre.
  • Le système de travail en cis implique des modifications sur le même récepteur.

TCS (système à deux composants)

  • TCS est impliqué dans la transduction du signal.
  • Les TCS sont sensibles à la chaleur.
  • Il existe différents systèmes de transduction en trans ou en cis.

Systèmes impliquant la phosphorylation

  • Le transfert du phosphate d’une histidine vers une autre histidine est catalysé par une histidine phosphotransférase (HPT).
  • La phosphorylation des récepteurs est nécessaire pour l’activité de certains récepteurs.
  • La phosphorylation modifie l’activité du récepteur.

Signalisation chez les bactéries

  • Les bactéries utilisent plusieurs systèmes de transduction du signal, incluant des systèmes à deux composants et des voies non basées sur la phosphorylation.
  • Certains systèmes sont sensibles à la chaleur.
  • L'interaction entre différents systèmes de transduction du signal est possible.

Chimiorécepteurs

  • Les chimiorécepteurs sont des trimères de dimères capables de détecter les attractants et répulsifs.
  • Les chimiorécepteurs interagissent avec des protéines comme CheW.
  • La présence de groupes méthyles (CH3) sur les chimiorécepteurs peut influer sur la réponse.
  • Certains récepteurs fonctionnent via une séquestration d'un facteur sigma.

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Description

Ce quiz explore les mécanismes de signalisation chez les cellules bactériennes et les plantes. Il couvre l'adaptation environnementale, l'interaction des ligands avec des récepteurs, et l'importance de l'expression génique. Testez vos connaissances sur la communication cellulaire et la formation de biofilms.

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