Homéostasie cellulaire PDF

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L3 : biologie cellulaire et pathologies...

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Biologie cellulaire et pathologie :

Homéostasie De grandes fluctuations dans l’environnement sont traduites par de petites fluctuations du milieu intérieur. L’homéostasie est le maintien d’un environnement stable (valeur de référence et valeur limites = dynamique). Elle est essentielle à la survie et la fonction des cellules. Chaque cellule contribue au maintien d’un environnement interne relativement stable.

Les premiers messagers sont des hormones, cytokines (facteur de croissance et d’inflammation), des neurotransmetteur et potentiel d’action qui induisent des réponses cellulaires telles que sécrétion (hormones, cytokines, enzyme, anticorps, neurotransmetteurs), contraction (muscle), potentiel d’action, migration, division, apoptose. Les mécanismes de rétroaction sont utilisés afin de maintenir l’homéostasie. 2 type de rétroaction : négative (s’oppose aux variations) et positive (amplifie les variations). Le système de contrôle détecte les variations par rapport à la normale (détecteur/récepteur sensoriel), intègre l’information et compare à la valeur de référence (intégrateur) puis fait les ajustements appropriés pour restaurer l’équilibre (effecteur). Exemple : régulation de la température corporelle.

→ Le rétrocontrôle des voies de signalisation cellulaires : Il est essentiel pour que la cellule reste sensible aux signaux de son environnement. – Hydrolyse du GTP en GDP (par les GAP) – Transformation AMPc en AMP (par la phosphodiestérase) – Modification de récepteur par phosphorylation (protéine kinase) : Exemple du RCPG PTH1R PTH (hormone parathyroïdienne) active un RCPG localisé dans l’os et le rein qui régule l’homéostasie du Ca2+ extracellulaire et le turnover de l’os. PTH induit la phosphorylation du RCPG PTH1R au niveau des cluster 1 et 2. Si le récepteur n’est pas phosphorylé (mutation des clusters) cela empêche son interaction avec l’arrestine 3 (donc inhibition partielle de l’internalisation du RCPG). Il y a inhibition de la boucle de rétrocontrôle négatif de la voie de signalisation en aval (MAK kinases). Il y a une moins bonne inhibition de la phosphorylation de ERK1/2 si le récepteur est muté, la perte de la déphosphorylation de ERK entraîne un signal continu (moins bonne sensibilité). – Récepteurs clivés ou internalisés – Déphosphorylation des complexes de signalisation (phosphatases) : Exemple WAVE 2. Phosphorylation de WAVE2, ERK1/2 et JNK de manière temps dépendante. Uo inhibe leur phosphorylation. ERK1/2 interagit de manière constitutive avec WAVE2, la phosphorylation de ERK précède celle de ERK. La phosphorylation de ERK est réinduite au cours du temps. Si WAVE2 n’est plus phosphorylé par ERK il y a une perturbation de la polarisation de la cellule. Lors d’un scratch assay (blessure sur tapis cellulaire) la mutation de WAVE 2 sur le site de phosphorylation entraine un mauvais recouvrement de la blessure car les cellules ont une perte de leur polarité. (La polarisation dépend de l’appareil de golgi, golgi toujours dans le sens de la migration). – Phosphorylation du récepteur et désensibilisation (protéine kinase) → La balance autophagie/apoptose : L’autophagie est un système qui permet à la cellule d’éliminer une partie de son cytoplasme (avec organites) via la formation d’autophagosome. L’autophagosome fusionne avec une Lysosome ce qui permet de dégrader les composant cellulaires. Une insuffisance d’autophagie ou un excès conduit à la mort de la cellule. Si on induit un stress du réticulum endoplasmique (par la Tunicamycine) à de fortes doses cela entraine l’apoptose (perturbation de la balance autophagie/apoptose en faveur de l’apoptose). Le RE contrôle le métabolisme, la protéolyse et les processus de signalisation, il a un rôle crucial dans le maintien de l’homéostasie.

→ Le rétrocontrôle génique : – Le gène code pour une protéine inhibant sa propre expression = rétroaction négative. – Le gène code pour une protéine activant sa propre expression = rétroaction positive. – Le gène code pour une protéine A qui active la synthèse d’une protéine B qui inhibe l’expression du gène A = rétroaction positive et négative....