Le cycle cellulaire, sa régulation et son contrôle (Partie 1) PDF

UE : PAB Pr Selmani 26/09/2023 (1ère partie) PESENTI TIME Le cycle cellulaire, sa régulation et son contrôle I. Cycle cellulaire 1. Introduction Division cellulaire : phénomène physiologique...

UE : PAB Pr Selmani 26/09/2023 (1ère partie) PESENTI TIME Le cycle cellulaire, sa régulation et son contrôle I. Cycle cellulaire 1. Introduction Division cellulaire : phénomène physiologique qui concerne tous les types cellulaires autant les procaryotes que les eucaryotes : - Bactérie : division rapide, cycle court. - Homme : dès la cellule œuf 🡪 pour aboutir à plus de 1013 cellules en quelques jours. Il varie selon le type de tissus. Le cycle cellulaire est contrôlé et ordonné. Siège de la croissance cellulaire et réplication de l’ADN. La croissance cellulaire passe aussi par la réplication du matériel génétique codé dans l’ADN, faisant appel à des kinases. Le contrôle du cycle cellulaire va s’effectuer principalement par des kinases : ⇨ Eucaryotes unicellulaires : kinases ⇨ Eucaryotes évolués : kinases + facteurs de croissance sont des relais de contrôle. S’il y a des anomalies (dérégulations), il y a des phénomènes tumoraux. 2. Les phases du cycle cellulaire A. Les cellules embryonnaires Il y a une alternance de phases M et S apparaissant dès la cellule œuf, qui est de taille importante. Cela permet à chaque étape de passer d’une cellule mère à deux cellules filles. Exemple : Œufs de Xénope : 1 mm de diamètre. 7h : > 4000 cellules. B. Les cellules eucaryotes Il y a l’enchaînement de 4 phases : G1, S, G2 et M. Phase M = mitose (représente 5% du temps du cycle). Phases G1, S et G2 = interphase (constituent 95% du cycle, G1 étant la plus longue). Le cycle dure environ 24h mais est variable en fonction du type cellulaire. Page 1 | 13  UE : PAB Pr Selmani 26/09/2023 (1ère partie) PESENTI TIME - G1 (G = gap = intervalle) : o Synthèse de nombreuses protéines qui jouent un rôle important dans la préparation de la réplication de l'ADN. o Recherche d'erreurs dans la matrice (vérification de l’ADN). o A la fin de la phase G1 quand il n’y a pas d’erreur, autorisation de passage à la phase S. - S: o Synthèse complète de l’ADN avec une réplication de la matrice. o Passage d’une à deux chromatides. o Association des chromatides au centromère. - G2 : o Assure le bon déroulement de la mitose. o Valide les points de contrôle G2. → Commencement de la mitose. - M = mitose (ou méiose si cellules germinales) : elle permet le passage d’1 cellule à 2 cellules o Prophase : dissolution du noyau cellulaire, apparition des 2 centrosomes qui vont se positionner à chacun des pôles de la cellule, s’attachant aux centromères des chromatides. o Métaphase : les microtubules se positionnent sur le plan équatorial et vont faciliter la séparation qui aura lieu lors de l’anaphase. o Anaphase : les centromères se séparent et migrent en sens opposés à chacun des pôles de la cellule. o Télophase : reformation des 2 enveloppes nucléaires aux extrémités, la cellule se divise par cytodiérèse donnant deux cellules filles à partir d’une cellule mère. - Phase particulière : G0 C’est un état de quiescence ou sénescence à durée très variable en fonction des types cellulaires. C’est une phase que l'on retrouve chez certains types cellulaires comme les neurones. Elle est aussi observée lors de signaux EC, en effet ils vont pouvoir induire via des facteurs de croissance une activation et une sortie ou une entrée en phase G0. En effet, dans la phase G1 on a un point de contrôle qui s’appelle le point R (=Restriction), en effet, si on observe une quantité insuffisante de facteur de croissance donc un manque de signaux annonçant à la cellule la nécessité d’une division. Cette cellule va entrer en phase de quiescence donc en phase G0. Page 2 | 13  UE : PAB Pr Selmani 26/09/2023 (1ère partie) PESENTI TIME A contrario, si les FC sont en quantité suffisante, alors la cellule passe ce point de contrôle R et ne rentre pas en G0 et continue ainsi son cycle pour aboutir à la division cellulaire. Cette phase fait intervenir une cascade de MAPKinase avec dimérisation de plusieurs facteurs de transcriptions qui vont aboutir à la transcription de cyclines et de CDK (cycline dépendent kinase). 3. Analyse du cycle cellulaire Le cycle type pour un adulte dure environ 24 heures mais la durée est variable d’un type cellulaire à un autre ou d’une condition de culture à une autre. Cycle « type » de 24h, mais durée variable par cellule. En fait : de 8h à plusieurs années. En s’appuyant sur le tableau nous remarquons que la phase G1 est la phase la plus importante pouvant aller de 9 à 11h, la quantité d’ADN lors de cette étape est de 2n, ensuite phase S qui dure 8h….. Certaines drogues permettent de bloquer les cellules à une phase du cycle : - L’hydroxyurée capable de bloquer la cellule entre la phase G1 et la phase S. Donc de bloquer la cellule à 2n. - La vinblastine et la vincristine bloquent la cellule en phase de transition G2/M. Donc, ces drogues bloquent la cellule en 4n. Historiquement utilisé dans le blocage cellulaire des cellules tumorales, on les assimile à des chimiothérapies. Il est toujours intéressant pour bien connaître le mode de fonctionnement d'un organisme de déterminer les durées et les différentes séquences des différentes étapes. Pour cela des moyens d’investigations nous permettent de déterminer de façon précise les durées des différentes étapes. Durée du cycle et des différentes phases : Durée totale = temps de doublement de la population cellulaire. Elle dépend : - De la durée des différentes phases. - Du % de cellules en cycle. Durée de la phase S : - Incubation des cellules avec la thymidine tritiée inférieur à 15min (au-delà de 15min, ça peut provoquer la mort cellulaire car elle est toxique). - Thymidine tritiée (agent intercalant se fixant à l’ADN) ne fixe que les cellules qui sont en phase S. - Révélation des cellules marquées (par émulsion photo) = pourcentage des cellules en phase S. Cela permet de compter les cellules en cycle, de déterminer le % de cellules marquées (comptage des cellules au noyau de grain d’argent). - Ce % multiplié à la durée totale du cycle = durée de la phase S. Page 3 | 13 UE : PAB Pr Selmani 26/09/2023 (1ère partie) PESENTI TIME Ex : 4 cellules en phase S/12 cellules, durée totale = 24 h 🡪 durée de S = 4/12 x 24 = 8h Durée de la phase M : - Comptage des cellules avec des chromosomes condensés. - Déterminer la fraction de ces cellules avec cette forme = index mitotique. Ex : 1 cellule sur 12, durée totale = 24h 🡪 durée de M=1/12 x 24 = 2h (Indice mitotique multiplié à la durée du cycle.) Durée de la phase G1 : - Cellules en fin de mitose, rondes, peu adhérentes. - Ajouter de la thymidine tritiée. - On calcule le temps d’apparition du marquage par thymidine tritiée. Ce temps nécessaire à l’incorporation correspond à la durée de la phase G1. Rq : début d’apparition du marquage = début de la phase S. Durée de G2 : durée totale – (G1 + S + M) Cellules en G0 : - Suicide à la thymidine : incubation longue > 24h à forte dose (doses létales). Les cellules en cycle meurent, les cellules en G0 survivent car elles n’auront pas incorporé de Thymidine tritiée. On fait alors un pourcentage des cellules vivantes. Mesure du contenu en ADN : Pendant les différentes phases du cycle, il y a une différence de quantité de matière génétique. On utilise généralement des agents intercalants de l’ADN : Iodure de propidium Fluorescent L’intensité de fluorescence va être proportionnelle à la quantité d’ADN présente dans la cellule. - En G0 et G1 : 2n ADN - En S : entre 2n et 4n ADN (car duplication du matériel génétique) - En G2 et M : 4n ADN Cytomètre de flux : mesure de la fluorescence cellule par cellule. Le nombre de cellules est calculé en fonction de l’intensité de la fluorescence. (Les cellules avec une très faible fluorescence sont en G0 ou G1, celles un peu plus fluorescentes en S, et celles avec une intensité plus forte sont en G2 ou en M). L’aire sous la courbe est proportionnelle au nombre de cellules et la durée de la phase correspondante. Application à la pathologie : - Degré d’aneuploïdie : o Nombre atypique de chromosomes. o Indice de malignité dans certains cancers (ex : cancer de la vessie). Ces cellules peuvent avoir jusqu’à 2 fois plus d’ADN que les cellules normales. Aller jusqu’à 6n ou 8n. o Valeur pronostique pour certains cancers (% de cellules en cycle est proportionnel à l’évolutivité de la maladie). o Permet d’adapter les traitements. Page 4 | 13  UE : PAB Pr Selmani 26/09/2023 (1ère partie) PESENTI TIME II. Régulation du cycle cellulaire La régulation du cycle est un processus finement régulé qui se fait par un équilibre de signaux positifs et négatifs de deux types : - Signaux extracellulaires (lié à l’environnement de la cellule) - Signaux intracellulaires (produits à l’intérieur même de la cellule, ces signaux vont pouvoir jouer sur plusieurs points de contrôle qui vont ensuite ordonner la croissance cellulaire, la réplication de l'ADN et induire plus ou moins la mitose cellulaire) 4 points essentiels : o Point R o Point G1/S o Point entre G2/M o Transition méta-anaphase 1. Signaux environnementaux Impliqués dans le contrôle du point R (ou point S) et dans la transition G2/M. A. Passage du point R (= Restriction) Appelé aussi point S comme « start » chez la levure S. cerevisiae. Il est retrouvé dans des organismes autres que les humains (levures). Premier moment où la cellule est soumise à des vérifications. Ce passage dépend des conditions environnementales, tous les besoins doivent être assurés (nutriments, vitamines…) car une fois que le cycle a commencé, il ne s’arrêtera pas et donc si il manque des éléments, c’est un échec = mort cellulaire. C’est un point de non-retour. Ces éléments de contrôle environnementaux peuvent être : a. Les éléments nutritifs : Il faut que la cellule dispose d’assez de nutriments pour qu’elle puisse faire un cycle complet. Si les ressources sont trop faibles, la cellule va restreindre son développement pour assurer sa survie, s’arrêter en R et entrer en phase G0. b. La taille de la cellule : il faut que la cellule ait une taille suffisamment importante. c. MEC : = interaction avec l’environnement. Présence de signaux délivrés par la MEC : Dépendance d’ancrage (point de contacts focaux) par des signaux de survie (prolifération). La division est couplée à l’organisation du cytosquelette (qui est indispensable à la division cellulaire). d. Les facteurs de croissance activateurs : Envoient un signal positif, permettent de passer ce point R. PDGF : cellules mésenchymateuses (retrouvées dans la MEC) EGF : (Epidermal growth Factor) FGF : active la prolifération des fibroblastes (fibroblast growth factor) Page 5 | 13  UE : PAB Pr Selmani 26/09/2023 (1ère partie) PESENTI TIME NGF : cellules neurales l’IL2 : Lymphocyte T IL3, EPO, TPO, MCSF (=facteur de croissance des cellules monocytaires) … Action locale même avec de faibles concentrations. Ces facteurs activateurs vont permettre la croissance cellulaire et l’entrée en cycle en passant par différentes voies de signalisation : RTK ou RTCK -> MAPK -> cycline D nécessaire à la progression du cycle (déclenche le passage du point R). RTK = récepteur tyrosine kinase et RCTK = récepteur couplé à une tyrosine kinase. Régule la densité cellulaire grâce à l’inhibition de contact (lorsque les cellules ont occupé l’ensemble de la surface disponible, elles se touchent et induisent un blocage du cycle, les cellules cancéreuses sont indépendantes de l’inhibition de contact). Par exemple le PDGF permet la synthèse de fibroblastes quand il y a une lésion. En cas d’absence de FC, la cellule ne passera pas le point R et entrera en G0. e. Les facteurs de croissance inhibiteurs : TGF β (transforming growth factor) - Inhibiteur de la croissance (par expression directe) : arrêt dès la phase G1 - Induit l’expression d'un inhibiteur de CDK (Cycline-Dependant-Kinase) = CKI et qui viennent inhiber le complexe cycline/CDK qui vont bloquer le cycle. Ces molécules CKI sont connues sous d’autres noms comme : p16, p21 et p27. B. Passage G2/M (point de contrôle) 🡺 Assez spécifiques de certains types cellulaires. o La levure S pombe le cycle s’arrête si : - la taille de la cellule est insuffisante - on a une trop faible disponibilité en nutriments. o Les ovocytes de vertébrés sont bloqués en G2 jusqu’à la puberté des femmes. o Le passage en M se fait uniquement après stimulus hormonal. 2. Signaux internes La mise en évidence s’est faite en 1970 avec des expériences de fusion cellulaire. Expérience 1 : Mise en fusion : cellule en phase S + cellule en phase G1. La fusion de leurs noyaux aboutit à une synchronisation de leurs noyaux : la cellule qui était en phase G1 est passée en phase S. Ce phénomène est dû à la sécrétion d’un facteur par la cellule en phase S : SPF (synthesis promoting factor). Pendant G1 : sécrétion de facteur qui permet le passage en phase S. Page 6 | 13  UE : PAB Pr Selmani 26/09/2023 (1ère partie) PESENTI TIME On observe un noyau avec de l’ADN dupliqué, ce qui veut dire qu’il y a eu réplication de l’ADN dans la cellule en G1. La cellule en phase S possède donc un facteur intrinsèque qui permet d’initier la synthèse y compris pour les cellules en G1. Facteur appelé SPF = Synthesis Promoting Factor. Expérience 2 : Mise en fusion : cellule en phase G2 + cellule en G1. La cellule en G1 reste en G1. SPF n’est plus présent en phase G2 donc il disparaît pendant la phase S. Régulation du facteur qui permet le bon déroulement dans le bon ordre. G2 ne possède pas le facteur qui permet la duplication de l’ADN car il n’y a pas eu de réplication dans le noyau des cellules en G1. Ce facteur SPF a été détruit ou a disparu quand la cellule est passée en G2. SPF est donc rapidement éliminé. Il a une durée de vie courte. Expérience 3 : Mise en fusion : cellule en phase G2 + cellule en S. On a à chaque fois les 2 copies d’ADN. Donc les cellules en G2 ne re-répliquent pas leur ADN (sont insensibles au SPF), ce qui signifie que le SPF n’a pas d’effet sur les cellules ayant déjà eu une réplication. La régulation de ce facteur permet le bon déroulement du cycle. 🡪 le SPF est très spécifique de la phase G1 à S. Expérience 4 : Mise en fusion : cellule en phase M + cellule en interphase (G1, S ou G2). Les cellules en phase M permettent le passage des cellules de l’interphase à la phase M, ou quelle que soit l’étape dans laquelle se trouve la cellule (G1, S, G2). On observe une mitose dans cette cellule en interphase. Dans la cellule en mitose il y a donc un facteur capable de déclencher la mitose tout au long du cycle = MPF = Mitosis Promoting Factor. Au cours d’un cycle cellulaire : - Enchaînement d’événements très précis selon une séquence déterminée. - Chaque étape est dépendante de la phase précédente, l’ordre ne change pas (la phase G2 ne peut donc pas être avant S). - Cet enchaînement est lié à l’apparition/disparition de molécules spécifiques au cours de ce cycle. Ces phases sont régulées et il existe des points de contrôle qui peuvent arrêter le cycle cellulaire si besoin. Page 7 | 13  UE : PAB Pr Selmani 26/09/2023 (1ère partie) PESENTI TIME 3. Régulation de la progression du cycle cellulaire A. Les cyclines Les cyclines sont des molécules qui régulent le cycle cellulaire, il y a 4 types de cycline : Cyclines D, E, A, B = ordre d’apparition dans le cycle, ne change jamais. Le cycle de synthèse et de dégradation des cyclines est très régulé et suit le cycle cellulaire (expression cyclique). La première : Cycline D soumise aux FC qui permet l’entrée dans le cycle, synthétisée suite à la stimulation de la cellule par les facteurs de croissance via son récepteur. Les cyclines sont des protéines régulatrices sans activité enzymatique propre, c’est pourquoi lors du cycle elles sont couplées à des kinases. Synthèse des cyclines : Les FC fixent des récepteurs TK qui vont permettre la phosphorylation intracellulaire Activation des voies RAS, MAPK -> synthèse de FT (facteurs de transcription) Les FT vont permettre l’expression du gène Myc Le gène Myc va augmenter le gène de la cycline D Cette augmentation aboutit à la synthèse de cycline D L’augmentation de la concentration en cycline D permet l’entrée dans la phase G1. a) Les CDK = Kinases dépendantes des cyclines Elles phosphorylent des substrats sur des résidus sérine ou thréonine. Elles sont très conservées au cours de l’évolution. Leur expression est constante au cours du cycle mais leur niveau de phosphorylation est variable en fonction des différentes phases du cycle, et cela va impacter leur activité. CDK 1, 2, 4, 6 (en fonction de leur découverte), qui se lient à des cyclines qui n’ont pas d’activité enzymatique. Une CDK peut se lier à plusieurs cyclines et inversement. Cependant, si elles sont dissociées, elles n’ont pas d’activité. Cycline D/CDK 4,6 : conduit au passage du point R, dépend des facteurs de transcription de la cycline D Cycline E : exprimée juste avant le passage du point R, elle va être disponible à la fin de la phase G1 et s’associe à la CDK 2 pour favoriser le passage G1/S, ce qui permet la synthèse ADN Cycline A : synthèse en fin de G1 et progression de la synthèse en phase S, quand elle va être présente en quantité importante s’associe avec CDK 2 => SPF. Lors de la transition G1/S on a la synthèse d’ADN. Cycline A s’associe avec CDK1 = poursuite du cycle en G2 permet le passage à la mitose Au moment de la mitose = complexe cycline B CDK 1 => MPF qui permet le passage de la fin de mitose - Point R : cycline D avec CDK 4 ou 6 - Fin de G1 : cycline E associé avec CDK 2 Page 8 | 13  UE : PAB Pr Selmani 26/09/2023 (1ère partie) PESENTI TIME - Franchissement G1 => S : cycline A avec CDK 2 => création complexe SPF => déclenche synthèse de l’ADN - G2 : cycline A changé de partenaire au profit de CDK 1 - G2 => M : complexe cycline B / CDK 1 => MPF b) Régulation des CDK : 4 mécanismes - CDK associée avec la bonne cycline : ce qui permet d’activer la CDK => active que quand la bonne cycline sera présente -> Dégradation cyclique des cyclines (alors qu’on a une production stable des CDK) - Phosphorylation d’un résidu thréonine 160 présent sur le CDK (thr 160 CAK = kinase activant les CDK = cdk activating kinases) = kinases activatrices. Exemple de cycline H-CDK7 - Kinases inhibitrices : Wee et Myt1 -> Phosphorylation d’un résidu thréonine 14 et tyrosine 15 ce qui conduit à une inhibition du CDK => en fonction du degré de phosphorylation de la CDK soit elle est active soit inactive. Inhibition peut être levée par une phosphatase CDC 25* qui peut éliminer les résidus phosphates sur Thr 14 et Tyr 15 et donc activer le complexe CDK cycline. - CKI (cyclin dependent kinase inhibitor) = inhibition du complexe sous forme d’un trimère = bloque le cycle cellulaire o CIP/Kip (kinase inhibiting protein) p21 => liaison avec plusieurs complexes cycline CDK et les inactive en empêchant les interactions CDK/cycline. o INK4 p16 => bloque en G1 avec inhibition de CDK4/6 On retrouve sur ce schéma les différents points de contrôle vus précédemment. Il existe des protéines régulant ces points de contrôle. Certaines d’entre elles ne vont réguler qu’un seul point de contrôle, tandis que d’autres vont en réguler plusieurs. Le premier point de contrôle (Cdk4/cycline D + Cdk6/cycline D) peut être bloqué par la p16, qui limite les interactions entre les protéines. La p21 agit de la même manière sur ce point de contrôle, et on remarque qu’elle a les mêmes effets lors de la phase R sur le complexe Cdk2/cycline E, ainsi que lors de la phase S sur le complexe Cdk2/cycline A. Il existe en plus une protéine plus spécifique (p27) qui va réguler une nouvelle fois la phase R en agissant sur le complexe Cdk2/cycline E. (Schémas qui résume les 4 mécanismes de régulation des CDK) Page 9 | 13  UE : PAB Pr Selmani 26/09/2023 (1ère partie) PESENTI TIME III. Contrôle du cycle cellulaire 1. Contrôles des phases du cycle cellulaire A. Passage de R Sous contrôle de la cycline D, qui est elle-même sous le contrôle de facteurs de croissance qui active des R TK, il y a activation de MPK => Myc => activation gène cycline D => formation du complexe CyD/CDK4, 6 🡪 passage de R => cycline D dégradée. Il existe des phénomènes de dérèglements du contrôle : Si on enlève les facteurs de croissance => jamais de passage de point R => donc reste en G0. Anomalie des transcriptions de signalisation = exagération de la production de cycline D => production de cycline D indépendamment du facteur de croissance, passe le point R qu’il y ait ou non des facteurs de croissance. (Phénomène observé dans les cancers du sein) Mutation de CKI comme p16 : la cycline D est considérée comme une protéine oncogène => qui favorise le cancer -> CKI (p16) peut être inhibé. Il n’y aura donc plus d’inhibition du complexe cycline D CDK 4/6 -> cancers. B. Transition G1/S Liée à l’induction de la cycline E et A. Le complexe cycline D CDK 4 actif va phosphoryler la protéines P105 RB. P105 RB non phosphorylée est associé à E2F qui est alors inactive. Quand le complexe cycline D CDK4 ou CDK6 est phosphorylé, P105 RB change de conformation, il y a libération de E2F -> actif Page 10 | 13  UE : PAB Pr Selmani 26/09/2023 (1ère partie) PESENTI TIME E2F, facteur de transcription spécifique qui va activer l’expression de la cycline E, A et CDK2. Association cycline E CDK 2 passage G1 => S. Association cycline A CDK 2 permettant la réplication de l’ADN. P105 RB est régulateur du cycle cellulaire = séquestre E2F cela empêche la transition de G1 vers S quand P105 RB est phosphorylé à la suite de l’action d’un facteur de croissance => libération de E2F => transition G1 activée La P105 RB régule négativement le cycle cellulaire. P105 RB lorsqu’elle est mutée cela donne des cancers et E2F est toujours actif ce qui favorise la transition G1 => S qui se fait de façon continue. Phénomène observé dans certains cancers. C. Transition G2/M Passage dans la mitose => MPF. A la fin du G2, il y a une augmentation de l’expression de la cycline B. Cycline A/CDK 1 active Cycline B/CDK1 = > MPF Le MPF active la phosphorylation des protéines impliqués dans la mitose : - Histones H1 🡪 condensation la chromatine - Lamines nucléaires qui organisent la chromatine 🡪 la phosphorylation des lamines induit une dépolymérisation qui participe à la rupture de l’enveloppe nucléaire - Protéines TAU 🡪 dépolymérisation des microtubules - APC (anaphase promoting complex) 🡪 création d’un complexe qui va permettre la progression en anaphase. Il participe aussi à la fragmentation du golgi et RE. Dérèglements possibles : Si on inhibe l’expression de la cycline B 🡪 arrêt en G2. Si on inactive la CDK 1 🡪 arrêt de la mitose. D. Progression dans la mitose Cycline B/CDK 1 est mis en jeu dans la progression de la mitose. CDK1 présent en continu et attend la cycline B pour être actif. Première étape : Dimérisation cyclines B/CDK1 🡪 obtention d’un couple qui n'est pas encore fonctionnel Succession de phosphorylation via CAK, Myt1, Wee. Wee et Myt1 ont un effet inhibiteur et la phosphorylation via CAK a un effet plutôt activateur. Cycline B/CDK 1 est inactif car phosphorylé sur thr14 15. (Si tout est phosphorylé on a un complexe inactif) C’est uniquement lorsque que le complexe est déphosphorylé sur thr 14 et 15 (résidus inhibiteurs) et qu’il est phosphorylé en thr161 qu’il devient actif et conduit à la mitose. Page 11 | 13  UE : PAB Pr Selmani 26/09/2023 (1ère partie) PESENTI TIME A la fin de la mitose on observe une dégradation de Cycline B et une libération de CDK1 qui sera déphosphorylé pour une utilisation dans un autre cycle. 2. Contrôle de qualité du cycle cellulaire A. Arrêt en G1 La cellule dispose de systèmes qui permettent de contrôler la bonne réalisation du cycle via des senseurs. Les synthèses conduisent, quand une anomalie est détectée, à l’arrêt du cycle. - Lésions de l’ADN par exposition à UV (comme au niveau de la peau). > Détectée par P53 : protéine qui est très importante qui conduit à l’arrêt du cycle cellulaire (protéine gardien du génome) elle s’assure que le génome est intègre => elle peut faire mourir la cellule si le génome possède des anomalies => elle donc exprimée s’il y a des anomalies. ⮚ Phosphorylation et acétylation de p53 🡪 P53(p) + acétylé 🡪 active ⮚ P53 active l’expression de P21 (CKI) : inhibe cycline E-A/CDK 2 🡪 inhibe la transition G1 🡪 S. La cellule arrête le cycle et un système de réparation se met en place => ADN est réparé et il y a une poursuite du cycle (si peu de lésions) 🡪 la signalisation sur p53 s’arrête. - Si lésions sont trop importantes 🡪 induction d’une mort par apoptose 🡪 augmentation de facteurs de transcription comme BAX (envoie un signal pour l’apoptose) et diminution de Bcl2 - P53 est la « gardienne du génome », elle est retrouvée mutée dans 50% des cancers. B. Arrêt en G2 Concerne les cellules dont l’ADN est mal répliqué 🡪 ADN endommagé : arrêt fin de G2. P53 intervient aussi en G2. Activation de p21, qui va inhiber le couple CyclineB/CDK1, et permettre l’arrêt en phase G2. Peut aussi faire intervenir la molécule GADD 45 (growth arrest on DNA damage) 🡪 même rôle que la p21 => inhibe complexe cycline B/CDK 1. Synthèse de la molécule 14-3-3-s qui fixe le même complexe, joue le rôle d’un CDKI 🡪 à l’instar de P21 🡪 séquestre les complexe CDK 1 cycline B qui ne peut plus jouer son rôle dans la mitose. C. Arrêt en M À la suite d’un mauvais alignement des chromosomes. On a un arrêt au niveau de la métaphase. Le système détermine si les chromosomes sont bien alignés et évite la migration des chromosomes s’ils sont mal alignés. Page 12 | 13  UE : PAB Pr Selmani 26/09/2023 (1ère partie) PESENTI TIME Si l’ADN est mal ou incomplètement dupliqué on a un blocage entre G2/M. Si chromosomes mal alignés : on a un blocage en phase M. Si ADN lésé : arrêt du cycle en G1. 3. Contrôle à long terme de la croissance et de la division cellulaire A. Cellules normales Programmées intrinsèques : le nombre de division est limité car + elles se divisent et + il y a des risques d’erreurs. 30 à 50 cycles puis : - Arrêt du cycle : séquence au bout de l’ADN qui au fur et à mesure des réplications vont être raccourci et une fois qu’il n’y a plus de télomères, on a : ⮚ Sénescence ⮚ Mort cellulaire B. Cellules cancéreuses Développement de différentes résistances qui vont rendre la cellule complètement incontrôlable. Cela se fait par différents mécanismes. - Division non contrôlée, non soumise à l’inhibition de contact (contact entre elle ou avec la MEC). - Indépendance d’ancrage : faible adhérence - Au substrat (intégrines) - Aux cellule voisines - Indépendance des Facteurs de croissance 🡪 anomalie dans R ou CKI - Pas de sénescence ou d’apoptose = limitation de la sénescence réplicative en maintenant la taille des télomères - Cellules immortelles - Colonisation d’autres tissus, au final de l’organisme entier - Nombreuses mutations. Page 13 | 13