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Cycle Cr : pts de contrôle et régulat° - Coggle Diagram
Cycle Cr : pts de contrôle et régulat°
Intro
étapes cycle Cr eucaryote
G1
croissance C
préparat° réplicat°/contrôle
noy interphasique : 2 chrom à 1 chroma
S
réplicat° ADN
duplicat°
G2
croissance C
préparat° mitose/contrôle
condensat° chrom : chrom à 2 chroma
M (mitosis = nuclear division; cytokinsesis = cytoplamic division)
divis° en 2 C identiques
prophase
rupture env nucléaire en fin de prophase
métaphase
alignemt chrom
anaphase
séparat° chroma
télophase
décondensat° chrom
C animal : anneau contractile (actine)/sillon de divis°
C végétale : phragmoplaste
G0
sortie cycle Cr/quiescence
durée cycle : 10-30h pr mammifères
3 pts contrôle aux transit° de phases
G1 : DNA Damage Checkpoint (DDCP)
C assez grde ?
env favorable (nutrimts, facteurs de croissance)
ADN endommagé ?
G2 : Replication Checkpoint (RCP)
tt ADN est répliqué ?
C assez grde ?
ADN endommagé (intégrité ADN) ?
M
Spindle checkpoint
chrom connectés au fuseau microtubulaire
Mitotic checkpoint (MCP)
signaux externes et internes
régulat° activité C
proliférer
multiplicat° Cr par progress° à travers différentes étapes cycle Cr
dév, croissance, reproduct°
dérèglemt = cancer ou mort Cr
se différencier
arrêt divis° Cr + acquisit° fonct° spé
se suicider
voie apoptose/mort Cr programmée
Historique
mise en évidence de facteurs contrôlant la progress° du cycle
fus° de C à stades différents cycle (destabiliser memb plasm chimiquemt ou thermiquemt)
S et G : noy en G1 entre en phase S
facteur stimulat° d'entrée en phase S
S et G2 : noy G2 poursuit son programme
mécanisme bloquant tte nv réplicat° si mitose n'a pas eu lieu
G1 et G2 : noy G1 poursuit son programme
G2 et M : duplicat° ADN complète
condensat° en chrom (semblables en chrom métaphasiques) + rupture env nucléaire
G1 et M : bien que "1 seule chroma"
condensat° en chrom + rupture env nucléaire
chrom en métaphase
facteur de stimulat° d'entrée en phase M (jusqu'à métaphase)
S et M
chroma partiellemt répliquées
condensat° en chrom + ruptre env nucléaire
hétérocaryon = C avc 2 noy différents et mise en commun cyto
modèle ovocytes batraciens
facteurs assurant progress° des 2 divis° de méiose, nécessaire à maturat° ovocyte
facteur assurant arrêt en métaphase II, en attente fécondat°
ovocyte 1ère bloqué en méiose I : 1er arrêt
signal horm (progestérol) va lever arrêt
2nd arrêt levé seulemt si fécondat° par spz
prélèvemt cyto d'ovocyte mature métaphase II
inject° cytoplasme à prophase I = induct° de reprise de la méiose
MPF
injection ds embryon
blastomère injecté : induct° mitose ms blocage en métaphase
MPF
blastomère contrôle : poursuite divis° Cr
CSF
Maturing-/Mitosis-Promoting Factor
MPF = CDK1-cycline B régulateur progress° G2-M
CytoStatic Factor = CSF = signalisat° Mos/MAPK stabilise MPF jusqu'à fécondat°
identificat° gènes/prot contrôlant progresss° cycle
modèle levures
recherche mutat° thermosensibles induisant arrêt cycle Cr chez levure
forme et taille mutant levure : caractérisat° phase arrêt ds cycle Cr
à T° non-permissive (condit° ds lq effet mutat° perceptible), arrêt chez mutant cdc (cell divis° cycle) thermosensible se réalise tj au m^ stade du cycle
T° permissive = T° de culture normale (24-28°)
mutant thermosensible ne s'exprime pas
utiliser mutant permissif pr identifer mutant intérêt
2 pts contrôles
start checkpoint
mitotic entry checkpoint
identificat° gènes CDC par complémentat° mutant levure
mutant cdc à 24° + banque plasmides bact porteurs gène sauvage
transformat°
mutant cdc transformés à 37°
arrêt en G1
reprise divis° m^ à T° non permissive = complémentat°
identificat° gène Cdc2 => prot kinase
selon forme ds lq se trouve on sait ds quel stade elle se trouve
1665 par Rober Hooke : 1ère observat° d'1 C à partir d'1 coupe fine de liège
1855 : omnis cellula e cellula (tte C dérive d'1 autre C) Virchow d'après les travaux de Robert Remak, Theodore Schwann
1953, Alma Howard et Stephen Pelc : descript° des 4 phases du cycle mitotique
1970-80 : vers mécanismes progress° cycle Cr
2001 : prix nobel de physiologie et médecine
Leland Hartwell (levure boulanger) : gènes CDC (cell divis° cycle) dt Cdc28 (start), not° pts de contrôle
Paul Nurse (levure à fiss°) : gène Cdc2 (start) = découverte kinases cyclines-dépendantes (CDK)
Timothy Hunt (oursin, palourde) : découverte cyclines, prot régulant activité CDK
Acteurs clefs de la progress° cycle Cr, complexes CDK-cycline
Kinases Cycline-Dépendantes (CDK)
constitué de 2 lobes (feuillets bêta, hélices alpha) définissant sillon où act catalytique kinase
site phosphorylat° pas accessible à cet état
T-LOOP phosphorylé : change conformat°, rend sillon accessible
Cyclines (Cl, Cln, CYC)
complexe CDK phosphorylat°
déterminé en fonct° cyclines
quantité séquentielle propre à chq phase
cycline B1 hum
cyclin-box = ce qui fait que cycline est cycline
liaison à kinase (enz capable d'activer, catalyser 1 autre enz) CDK
modif permet régulat° par dégradat° par protéolyse ubiquitine-dépendante
= D-box (destruction box) ou KEN-box (3 AA : K, E, N)
CDK
très conservé parmi différents règnes
caractérisé par motif site de liaison
Régulat° activité complexes Cdk-cyclines
mécanismes d'activat° complexes Cdk-cyclines
accès bloqué par T-loop = CDK inactive
associat° de Cdk à cycline
. ouverture de T-Loop = Cdk-Cys partiellemt inactif
.Cdk-activating kinase (CAK)
phosphorylat° Cdk par CAK au niveau résidu conservé
déplacemt accentué par phosphorylat° : Cdk-Cys pas enc actif
phosphorylat° de la cible du complexe actif Cdk-Cyc
régulat° CDK-cycline par phosphorylation/déphosphorylat°
complexes CDK-cyclines aussi substrats de kinases et phosphatases jouant rôle soit activateur soit répresseur
complexe inactif cytoplasmique
accumulat° complexe inactifs
déphosphorylat° phosphate inhibiteurs
phosphate inhibiteurs : 2 résidus Thr14 et Tyr 15
Cdk
phosphate activateur : 1 résidu Thr160 (Cdk-activating kinase (CAK) )/161
activateur à inhibiteur : Wee1 kinase = kinase inhibitrice
inhibiteur à activateur : Cdc25 phosphatase
complexe actif (nucléaire)
phosphorylation spé de la cible du complexe actif Cdk-Cyc
régulat° CDK, cyclines et leurs régulateurs par compartimentat° subCr
répartit° spatiale des complexes Cdk-cycline (cas des vertébrés)
ex : trafic sub-Cr des cyclines B1
cycline distribuée principalemt ds cyto puis translocat° cycline B1 ds noy
régulat° négatives complexes CDK-cycline : CKI, inhibiteurs de Cdk
CKI : 2 fam chez Vertébrés
Cip/Kip : inihibe omplexe G1/S et S-Cdk-Cycline
vient chapeauter complexe pr inhiber
Ink4 : inhibe complexe G1
bloquer cdk et empêche format° complexe
chez Arabidopsis
KRP analogue Cip/Kip
SMR
sous condit° stress
nécessité arrêt cycle
CKI
régulent pincipalemt transit° G1-S et progress° en S
cible comlexe en dbt cycle (G1,S)
régulat° négatives complexes CDK-cyclines et de leurs régulateurs : la protéolyse ubiquitine-dépendante
dégradat° sélective avc 3 enz
basé sur modif post trad de prot qui doit ê dégradée à lq on attache
1 chaîne ubiquitine
E3 ligase = spécificité reconnaissance substrat pr ligand
E1 : enz activat°
E2 : enz conjugaison
2 cas
mono-ubiquitylat° : proliférat°
régulat° protéique : intéract°, localisat°, activité, traffic
poly (+4)
devient motif de reconnaissance = proréasome
degradé par UBS : dégradat° assure côté nno-réversible cycle
2 classes E3 Ub-ligase
complexe APC/C : imp pr sortie mitose
sous unité CDC20 : reconnaitre substrat doit ê ubiquiner
dégradat° cyclines mitotiques ciblés par APC
complexe SCF :imp pr entrée en phase S
cible CKI pr qu'il soit ubiquiner dc vont ê dégradé
implicat° à transit° G1/S
illustrat° détaillée de 2 niveaux de régulat°
contrôle de l'activité du complexe Cdk1-Cycline B (MPF) à transit° G2-M
Ck1 capable phosphoryler en inhibant CD25C
entraine blocage/arrêt cycle = voie activat° rap
contrôle dommages ADN
relayé par ATR, ATM phosphorylé p53
qd C se porte bien : p53 dégradée
FT active p21
inhibe CKI
active CDK2 et CDK
quantité Cdk reste cst durant cycle ms cyclines varient
cyclin A : majoritairemt transcrit lors phase S
cyclin B : transcrit lors phase M