Cycle cellulaire cours PACES

Le cycle cellulaire 2

3 - Protéines contrôlant l’activité des Cdk

la Cdk est activée en présence de cyclines.

Elle n’est opérationnelle que si les deux sites sont ouverts. La cycline fait ouvrir ces deux cycles.

On a au départ une cdk isolée, et une cycline isolée. La cdk possède deux sites de fixations, un pour l’ATP (Tyrosine 15 ou thréonine 14) et un autre pour la protéine (thréonine 161).

Quand l’ATP et la protéine se sont fixées, on va avoir association avec le cycline, ce qui va permettre la dissociation d’une part de l’ADP et d’autre part de la protéine nouvellement phosphorylée.

Les sites 14 et  15 peuvent être rendus inaccessibles pour l’ATP : c’est le rôle de Wee1, Myt1 ou Myk 1 qui, en les phosphorylant, vont inactiver l’action des CdK !

Ce sont les phosphatases qui peuvent rompre cette inhibition par déphosphorylation (ce sont les CDC25, qui sont de trois isoformes : A, B, C)

• cdc25A est impliquée en G2

• cdc25B et cdc25C sont impliquées pour G2 et S

→ Des protéines phosphorylantes : CAK (Cdk activating kinase → cycline H/Cdk7)

[pic 1]

La CAK phosphoryle la Thréonine 161, ceci a pour effet un changement de conformation qui dégage l’entrée du site substrat et permet la fixation du substrat sur la cdk.

4 - Protéines et protéines kinases chargées de la coordination du cycle cellulaire avec le métabolisme de l’ADN de la cellule

Les kinases sont là pour coordonner le cycle avec le métabolisme de l’ADN et de la cellule. On va parler de la protéine Rb trouvée la première fois dans une rétinoblastome (cancer de l’oeil) qui est active quand elle est déphosphorylée.

Cette protéine Rb, en passant à la forme déphosphorylée active, se lie à E2F et le bloque.

Quand elle est sous sa forme phosphorylée elle est inactive et incapable de se lier à E2F.

 La PRB est déphosphorylée lors de la transition mitose-G1 et ce jusqu’au point R, donc au début du cycle (logique car on doit stopper le processus de transcription durant la phase G1)

 C'est une protéine qui met deux verrous :

Le premier verrou concerne les complexes cdk/cyclines

Ce sont les complexes cdk4/6 - cycline D qui commencent à phosphoryler pRb pour la rendre inactive en fin de phase G1.

Ensuite, c’est le complexe cdk2 - cycline E qui est responsable de la seconde vague de phosphorylation de pRb, qui peut se produire sur 16 sites de la protéine.

On la garde phosphorylée comme ça jusqu’à la fin. Cette phosphorylation inactivatrice est maintenue par cdk2 - cycline A puis cdk1/cycline A et enfin cdk1/cycline B jusqu’à la sortie de la mitose.

      2)    Le deuxième verrous concerne les histones désacétylases.

Ce phénomène a lieu grâce à Prb qui recrute des histones désacétylases qui provoquent une compaction de l’ADN (hétérochromatine) et ainsi un blocage de la transcription des protéines nécessaires à la mitose.

Quand il est actif E2F est un facteur de transcription qui contrôle l’expression de gènes nécessaires pour la réplication. Donc si on bloque E2F on bloque le cycle cellulaire.

E2F actif (donc non lié à pRb déphosphorylé) lie l’ADN en se liant à DP1. Les deux formes ainsi un hétérodimère qui va permettre la transcription.

• Des protéines inhibitrices : les Cki (p15, p16, p21, p27) et la p53

Ces protéines inhibitrices ont pour rôle d’inhiber directement un complexe. ( p16, p15, p21, p27 et p53)

p16 et p15 inhibent cycline D.

p21 et p27 inhibe les autres cyclines.

Si il  n’y a pas de réparation au sein du cycle cellulaire, il n’y a pas d’apoptose.

p16 et p15 

Elles se lient à cdk6/4 en compétition avec la cycline D, donc le rôle de ce complexe est inhibé. Leur activation provoque l’arrêt du cycle cellulaire (en G1) puisque le complexe cdk4/6 - cycline D n’existe plus.

P21 et P27

Elles se lient aux cyclines E/A/B et elles bloquent le site de l’ATP et inhibent l'activité kinase (phosphorylation). A n’importe quel moment, peuvent bloquer le cycle en urgence.

Les p 21, 27 exercent une fonction de cofacteurs positifs envers les complexes Cdk4/6-cycline D.  Ils vont stabiliser la structure de la cycline D qui est instable et fragile (demi vie courte).

On va augmenter le taux de demie vie de la cycline D. c’est un cofacteur positif. 

Elles sont sous contrôle de la p53.

p53 est un facteur de transcription (dans toutes les cellules normales)  qui s’accroche à l’ADN pour produire des p21 et des p27. Elle est inactive et à un taux faible grâce à son association avec Mdm2 (ubiquitine) qui déclenche sa dégradation au niveau du protéasome.

C’est un FT dans toutes les cellules normales. Mais quand elle est mutée, ça peut être très grave. Chez les enfants de fumeurs par exemple. La p53 est la gardienne du génome. <3

Elle est présente à un taux faible quand on n’a pas besoin de protection, et est exprimée si on a un problème au niveau de l’ADN, si on a une modification grave par exemple.

Mais après un stress cellulaire (hypoxie, UV, rayons X …) on modifie la conformation de p53, on augmente sa demi vie, et on a une accumulation nucléaire de p53 (cette accumulation va entraîner son activité de facteur de transcription).

 On va avoir une tétramérisation de p53, et p53 va aller vers le noyau pour agir comme facteur de transcription. Ca peut permettre de stimuler la réparation de l’ADN.

p53 est un facteur de transcription pour 64 gènes, c’est énorme.

Dans les cancer, elle est mutée à 70%, donc elle a perdu son rôle de protection.

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