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Biologie moléculaire de la cellule | ctiv es. Ces cytokines sont ensuite lib r es de la cellule par une voie de s cr tion non conventionnelle mal comprise. Les inflammasomes ressemblent beaucoup aux apoptosomes dans leur assemblage et leur structure, mais, chez les apoptosomes, les procaspases sont activ es pour initier une cascade de caspases prot olytiques qui conduit l'apoptose (voir Figure 18-7). L'assemblage de l'inflammasome d pendant de la NLR peut galement tre d clench en l'absence d'infection si les cellules sont endommag es ou stress es. Ces cellules produisent des signaux de danger , tels que des mol cules du soi modifi es ou mal plac es, qui peuvent activer les NLR pertinents : l'arthrite caus e par des cristaux d'acide urique form s dans les articulations des personnes atteintes de goutte, qui ont des taux d'acide urique anormalement lev s dans le sang, en est un exemple douloureux. cellules phagocytaires Rechercher, engloutir et d truire les agents pathog nesChez tous les animaux, la reconnaissance d'un envahisseur microbien est g n ralement rapidement suivie de son engloutissement par un cellule phagocytaire. Les macrophages sont des phagocytes longue dur e de vie qui r sident dans la plupart des tissus des vert br s ; ils sont parmi les premi res cellules rencontrer des microbes envahisseurs, dont les PAMP activent les macrophages pour s cr ter des mol cules de signal pro-inflammatoires. Les neutrophiles sont des phagocytes courte dur e de vie qui sont abondants dans le sang mais ne sont pas pr sents dans les tissus sains ; Ils sont rapidement recrut s sur les sites d'infection par diverses mol cules attrayantes, notamment des peptides contenant de la formylm thionine (qui sont lib r s par les microbes mais ne sont pas fabriqu s par les cellules de mammif res), des chimiokines s cr t es par des macrophages activ s et des fragments de peptides produits partir de prot ines du compl ment cliv es et activ es. Les neutrophiles recrut s apportent leurs propres cytokines pro-inflammatoires. En plus de leurs PRR, les macrophages et les neutrophiles pr sentent une vari t de r cepteurs de surface cellulaire qui reconnaissent des fragments de prot ines du compl ment ou d'anticorps li s la surface d'un agent pathog ne. La liaison d'un tel agent pathog ne ces r cepteurs conduit sa phagocytose (Figure 24-5) et une attaque de l'agent pathog ne ing r une fois l'int rieur d'un phagolysosome. Les phagocytes poss dent un arsenal impressionnant d'armes pour tuer l'envahisseur, y compris des enzymes telles que le lysozyme et les hydrolases acides qui peuvent d grader la paroi cellulaire de l'agent pathog ne. Les cellules assemblent des complexes de NADPH oxydase sur la membrane phagolysosomale, o les complexes catalysent la production de compos s d riv s de l'oxyg ne hautement toxiques, notamment le superoxyde (O2-), le peroxyde d'hydrog ne et les radicaux hydroxyles. Une augmentation transitoire de la consommation d'oxyg ne par les cellules phagocytaires, appel e explosion respiratoire, accompagne la production de ces compos s toxiques. Alors que les macrophages survivent g n ralement cette fr n sie meurtri re et vivent pour tuer nouveau, les neutrophiles ne le font pas. Les neutrophiles morts et mourants sont un composant majeur du pus qui se forme dans les plaies aigu s infect es par des bact ries ; Leur demi-vie dans la circulation sanguine humaine n'est que de quelques heures. Figure 24 5 : Phagocytose activ e par les anticorps. Micrographie lectronique d'un neutrophile phagocytant une bact rie enrob e d'anticorps, qui est en train de se diviser. Le processus par lequel l'enrobage d'anticorps (ou de compl ment) d'un agent pathog ne augmente l'efficacit avec laquelle l'agent pathog ne est phagocyt est appel opsonisation. (avec l'aimable autorisation de Dorothy F. Bainton, de r.c. Williams, Jr. et h.h. Fudenberg, phagocytaire Mechanisms in health and Disease. New York : Intercontinental Medical Book Corporation, 1971.) Si un agent pathog ne est trop gros pour tre phagocyt avec succ s (s'il s'agit d'un grand parasite tel qu'un ver, par exemple), un groupe de macrophages, de neutrophiles ou d' osinophiles (un autre type de leucocytes) se rassemblera autour de l'envahisseur. Ils s cr tent des d fensines et d'autres agents nocifs et lib rent les produits toxiques de l'explosion respiratoire. Ce barrage est souvent suffisant pour d truire l'agent pathog ne (Figure 24 6). Le sang et d'autres fluides extracellulaires contiennent de nombreuses prot ines ayant une activit antimicrobienne, dont certaines sont produites en r ponse une infection, tandis que d'autres sont produites de mani re constitutive. Les plus importants d'entre eux sont les composants du syst me du compl ment, qui se compose d'une trentaine de prot ines solubles en interaction qui sont principalement fabriqu es en continu par le foie et sont inactives jusqu' ce qu'une infection ou un autre d clencheur les active. Ils ont t identifi s |
Biologie moléculaire de la cellule | l'origine par leur capacit amplifier et compl ter l'action des anticorps fabriqu s par les lymphocytes B, mais certains sont galement des PRR s cr t s, qui reconnaissent directement les PAMP sur les microbes. Les premiers composants du compl ment sont constitu s de trois ensembles de prot ines, appartenant trois voies distinctes d'activation du compl ment : la voie classique, la voie des lectines et la voie alternative. Les premiers composants des trois voies agissent localement pour clivage et activation de C3, qui est le composant pivot du compl ment (Figure 24 7) ; les personnes pr sentant un d ficit en C3 sont sujettes des infections bact riennes r p t es. Les premiers composants sont des proenzymes, qui sont activ es s quentiellement par clivage prot olytique. Le clivage de chaque proenzyme de la s rie active le composant suivant pour g n rer une prot ase s rine, qui clive la proenzyme suivante de la s rie, et ainsi de suite. tant donn que chaque enzyme activ e clive de nombreuses mol cules de la proenzyme suivante dans la cha ne, l'activation des premiers composants consiste en une cascade prot olytique amplifiante. Beaucoup de ces clivages prot iques lib rent un petit fragment biologiquement actif qui peut attirer les neutrophiles, plus un fragment plus grand liant la membrane. La liaison du gros fragment une membrane cellulaire, g n ralement la surface d'un agent pathog ne, aide stimuler la r action suivante dans la s quence. De cette fa on, l'activation du compl ment est en grande partie confin e la surface cellulaire o elle a commenc . En particulier, le grand fragment de C3, appel C3b, se lie de mani re covalente la surface de l'agent pathog ne. Ici, il recrute des fragments de prot ines produits par le clivage d'autres composants pr coces du compl ment pour former des complexes prot olytiques qui catalysent les tapes ult rieures de la cascade du compl ment. Les premiers v nements de l'activation du compl ment ont des fonctions diverses : les r cepteurs de liaison C3b sur les cellules phagocytaires am liorent la capacit de ces cellules phagocyter l'agent pathog ne, et des r cepteurs similaires sur les cellules B am liorent la capacit de l'agent pathog ne se lier au compl ment. Figure 24 6 osinophiles attaquant un parasite. Les phagocytes ne peuvent pas ing rer de gros parasites tels que la larve de schistosome montr e ici. Cependant, lorsque la larve est enrob e d'anticorps ou de composants du compl ment, les osinophiles (et autres leucocytes) peuvent la reconna tre et la tuer collectivement en s cr tant une grande vari t de mol cules toxiques. (Avec l'aimable autorisation d'Anthony Butterworth.) Figure 24 7 Les principales tapes de l'activation du compl ment par les voies classiques, lectines et alternatives. Dans les trois voies, les r actions d'activation du compl ment se d roulent g n ralement la surface d'un microbe envahisseur, tel qu'une bact rie, et conduisent au clivage de c3 et aux diff rentes cons quences mises en vidence. Comme indiqu , les prot ines du compl ment c1 c9, la lectine liant le mannose (MBL), la s rine prot ase associ e au MBL (MASp) et les facteurs B et D sont les composants centraux du syst me du compl ment. Les premiers composants sont repr sent s par des fl ches grises, tandis que les composants tardifs sont repr sent s par une fl che brune. Les fonctions des fragments de prot ines produits lors de l'activation du compl ment sont indiqu es par les fl ches noires. Les diff rentes prot ines du compl ment qui r gulent le syst me sont omises. capacit de ces cellules fabriquer des anticorps contre diverses mol cules microbiennes sur des agents pathog nes enrob s de C3b ; le plus petit fragment de C3 (appel C3a), ainsi que de petits fragments de C4 et C5, agissent ind pendamment comme des signaux diffusibles pour favoriser une r ponse inflammatoire en recrutant des leucocytes sur le site de l'infection. Comme l'indique la figure 24 7, les anticorps li s la surface d'un agent pathog ne activent la voie classique. La lectine liant le mannose, mentionn e pr c demment, est un PRR s cr t qui initie la voie d'activation du compl ment de la lectine lorsqu'il reconna t les glycolipides bact riens ou fongiques et les glycoprot ines portant les sucres terminaux mannose et fucose dans une conformation spatiale particuli re. Ces v nements de liaison initiaux dans les voies classique et lectine provoquent le recrutement et l'activation des composants pr coces du compl ment. Enfin, les mol cules la surface des agents pathog nes activent souvent directement la voie alternative. Les cellules h tes produisent diverses mol cules de membrane plasmique qui emp chent les r actions du compl ment de se d rouler leur surface cellulaire. Le plus important d'entre eux est l'acide sialique, un constituant commun des glycoprot ines et des glycolipides la surface des cellules (voir les figures 10 16). Parce que les agents pathog |
Biologie moléculaire de la cellule | nes manquent g n ralement d'acide sialique, ils sont cibl s pour une destruction m di e par le compl ment, tandis que les cellules h tes sont pargn es. Certains agents pathog nes, y compris la bact rie Neisseria gonorrhoeae qui cause la gonorrh e, une maladie sexuellement transmissible, s'enrobent d'une couche d'acide sialique pour se cacher efficacement du syst me du compl ment. Le C3b immobilis par la membrane, produit par l'une des trois voies, d clenche une cascade suppl mentaire de r actions qui conduit l'assemblage des composants tardifs du compl ment pour former des complexes d'attaque membranaire. Ces complexes prot iques s'assemblent dans la membrane de l'agent pathog ne pr s du site d'activation de C3, formant des pores aqueux travers la membrane (Figure 24 8). Pour cette raison, et parce qu'ils perturbent la structure de la bicouche lipidique proximit , ils rendent la membrane perm able et peuvent, dans certains cas, provoquer la lyse du microbe. Les propri t s auto-amplifiantes, inflammatoires et destructrices de la cascade de compl ments rendent essentiel que les composants cl s activ s soient rapidement inactiv s apr s avoir t g n r s, ce qui garantit que la ne se propage pas aux cellules h tes proches. L'inactivation s'effectue d'au moins deux mani res. Tout d'abord, des prot ines inhibitrices sp cifiques dans le sang ou la surface des cellules h tes mettent fin la cascade, en liant ou en clivant certains composants du compl ment une fois que les composants ont t activ s par le clivage prot olytique. Deuxi mement, de nombreux composants activ s dans la cascade sont instables ; moins qu'ils ne se lient imm diatement au composant suivant de la cascade de compl ment ou une membrane voisine, ils s'inactivent rapidement. Les cellules infect es par le virus prennent des mesures drastiques pour emp cher la r plication virale tant donn que les ribosomes de la cellule h te fabriquent les prot ines d'un virus et que les lipides des cellules h tes forment les membranes des virus envelopp s, les PAMP ne sont g n ralement pas pr sents la surface des virus. Par cons quent, la seule fa on g n rale pour un PRR de cellule h te de reconna tre la pr sence d'un virus est de d tecter des l ments inhabituels du g nome viral, tels que le Figure 24 8 Assemblage des composants tardifs du compl ment pour former un complexe d'attaque membranaire. Le clivage des composants pr coces du compl ment (illustr par les fl ches grises sur la figure 24-7) entra ne la formation de complexes prot olytiques contenant c3b appel s c5 convertases (non illustr s). Ceux-ci clivent ensuite le premier des composants tardifs, c5, pour produire c5a et c5b. Comme illustr , c5b s'assemble rapidement avec c6 et c7 pour former c567, qui se lie ensuite fermement via c7 la membrane. Une mol cule de c8 se lie au complexe pour former c5678. La liaison d'une mol cule de c9 c5678 induit un changement de conformation de c9 qui expose une r gion hydrophobe et provoque l'insertion de c9 dans la bicouche lipidique de la membrane cible. Cela d clenche une r action en cha ne dans laquelle le c9 alt r se lie une deuxi me mol cule de c9, qui peut ensuite se lier une autre mol cule de c9, et ainsi de suite. De cette fa on, un anneau de mol cules c9 forme un grand canal transmembranaire dans la membrane. l'ARN double brin (ARNdb) qui est un interm diaire dans le cycle de vie de nombreux virus et qui est reconnu par plusieurs PRR, y compris le r cepteur de type Toll TLR3 ; de plus, les g nomes des virus ADN contiennent souvent des quantit s importantes des motifs CpG discut s pr c demment, qui peuvent tre reconnus par TLR9 (voir tableau 24-1, p. 1300). Les cellules de mammif res sont particuli rement aptes reconna tre la pr sence d'ARNdb, qui active les PRR intracellulaires qui incitent la cellule h te produire et s cr ter deux cytokines antivirales : l'interf ron- (IFN ) et l'interf ron- (IFN ). Ces interf rons sont appel s interf rons de type I pour les distinguer de l'IFN , qui est un interf ron de type II et a diff rentes fonctions, comme nous le verrons plus loin. Les interf rons de type I agissent la fois de mani re autocrine sur les cellules infect es qui l'ont produit et de mani re paracrine sur les voisins non infect s. Ils se lient un r cepteur commun la surface cellulaire, qui active la voie de signalisation intracellulaire JAK-STAT (voir Figure 15-56) pour stimuler la transcription de g nes sp cifiques et ainsi la production de plus de 300 prot ines, dont de nombreuses cytokines, refl tant la complexit de la r ponse aigu de la cellule une infection virale. La production d'interf rons de type I semble tre une r ponse g n rale des cellules de mammif res une infection virale, et des composants viraux autres que l'ARNdb peuvent la d clencher. Les interf rons de type I aident bloquer la r plication virale de plusieurs fa ons. Ils activent une ribonucl ase latente qui d grade de mani re |
Biologie moléculaire de la cellule | non sp cifique l'ARN simple brin. Ils activent galement indirectement une prot ine kinase qui phosphoryle et inactive le facteur d'initiation de la synth se des prot ines eIF2 (discut au chapitre 6), arr tant ainsi la plupart de la synth se des prot ines dans la cellule h te infect e. Apparemment, en d truisant la plupart de son propre ARN et en arr tant transitoirement la plupart de sa synth se prot ique, la cellule h te inhibe la r plication virale sans se tuer. Si ces mesures chouent, la cellule prend une mesure encore plus extr me pour emp cher le virus de se r pliquer : elle se tue en subissant l'apoptose, souvent avec l'aide de cellules immunitaires tueuses, comme nous le verrons ci-dessous. Les cellules tueuses naturelles incitent les cellules infect es par le virus se tuer Les interf rons de type I ont galement des moyens moins directs de bloquer la r plication virale. L'une d'entre elles consiste am liorer l'activit des cellules tueuses naturelles (cellules NK), qui sont des leucocytes apparent s aux cellules T et B, mais qui font partie du syst me immunitaire inn et sont recrut s t t sur les sites d'inflammation. l'instar des lymphocytes T cytotoxiques du syst me immunitaire adaptatif (voir plus loin), les cellules NK d truisent les cellules infect es par le virus en incitant les cellules infect es se tuer en subissant l'apoptose (voir le chapitre 18). Nous examinerons comment les cellules tueuses induisent l'apoptose plus tard, lorsque nous discuterons de la fa on dont les cellules T cytotoxiques le font (voir Figure 24-43). Bien qu'ils tuent de la m me mani re, les moyens par lesquels les lymphocytes T cytotoxiques et les cellules NK distinguent la surface des cellules infect es par le virus de celle des cellules non infect es sont diff rents (film 24.2). Les lymphocytes T cytotoxiques et les lymphocytes NK reconnaissent la m me classe sp ciale de prot ines de surface cellulaire sur une cellule h te pour aider d terminer si la cellule est infect e par le virus, mais ils utilisent des r cepteurs distincts pour ce faire. Les prot ines sp ciales de surface cellulaire reconnues sont appel es prot ines du CMH de classe I, car elles sont cod es par des g nes dans le complexe majeur d'histocompatibilit ; Presque toutes les cellules nucl es des vert br s expriment ces g nes, et nous les aborderons en d tail plus tard. Les lymphocytes T cytotoxiques utilisent la fois les r cepteurs des lymphocytes T (TCR) et les cor cepteurs pour reconna tre les fragments peptidiques de prot ines virales li es aux prot ines du CMH de classe I la surface des cellules h tes infect es par le virus, puis induisent les cellules infect es se tuer. En revanche, les cellules NK ont des r cepteurs inhibiteurs la surface des cellules qui surveillent le niveau de prot ines du CMH de classe I la surface d'autres cellules h tes : les niveaux lev s de ces prot ines du CMH normalement pr sentes sur les cellules saines engagent ces r cepteurs et inhibent ainsi l'activit destructrice des cellules NK. Les cellules NK se concentrent donc principalement sur les cellules h tes exprimant des niveaux anormalement bas de prot ines du CMH de classe I et les incitent se tuer ; il s'agit principalement de cellules infect es par un virus et de certaines cellules canc reuses (Figure 24 9). L'activit de destruction des cellules NK est stimul e lorsque divers r cepteurs activateurs la surface des cellules NK reconnaissent des prot ines sp cifiques qui sont consid rablement augment es la surface des cellules infect es par le virus et de certaines cellules canc reuses. Figure 24 9 Une cellule tueuse naturelle (NK) attaquant une cellule canc reuse. Cette micrographie lectronique balayage a t prise peu de temps apr s que la cellule NK se soit attach e la cellule canc reuse, mais avant qu'elle n'induise la mort de la cellule par apoptose. (avec l'aimable autorisation de J.c. hiserodt, dans Mechanisms of cytotoxicity by Natural Killer cells [r.B. herberman et D. callewaert, eds.]. New York : Academic press, 1995.) La raison pour laquelle les niveaux de prot ines du CMH de classe I sont souvent faibles sur les cellules infect es par le virus est que de nombreux virus ont d velopp une vari t de m canismes pour inhiber l'expression de ces prot ines la surface des cellules h tes qu'ils infectent, afin d' viter la d tection par les lymphocytes T cytotoxiques : certains virus codent pour des prot ines qui bloquent la transcription du g ne du CMH de classe I ; d'autres bloquent l'assemblage intracellulaire des complexes pep-tide-CMH ; D'autres encore bloquent le transport de ces complexes la surface de la cellule. Cependant, en chappant la reconnaissance par les lymphocytes T cytotoxiques de cette mani re, un virus s'attire les foudres des cellules NK, qui reconnaissent les cellules infect es comme tant diff rentes, la fois parce que les cellules infect es expriment peu de prot ines du CMH de classe I et |
Biologie moléculaire de la cellule | parce qu'elles expriment de grandes quantit s d'autres prot ines de surface qui sont reconnues par les r cepteurs activateurs sur les cellules NK (Figure 24-10). Les cellules dendritiques assurent le lien entre les syst mes immunitaires inn et adaptatif Les cellules dendritiques sont des composants d'une importance cruciale du syst me immunitaire inn . Il s'agit d'une classe h t rog ne de cellules largement distribu es dans les tissus et les organes des vert br s. Ils expriment une grande vari t de PRR, qui permettent aux cellules dendritiques de reconna tre et de phagocyter les agents pathog nes envahissants et leurs produits et de s'activer dans le processus. Les cellules dendritiques activ es clivent les prot ines de l'agent pathog ne en fragments peptidiques, qui se lient aux prot ines du CMH nouvellement synth tis es, qui transportent ensuite les fragments la surface de la cellule dendritique. Les cellules activ es migrent ensuite vers un organe lympho de voisin tel qu'un ganglion lymphatique ( galement appel glande lymphatique), o elles pr sentent les complexes peptide-CMH aux cellules T du syst me immunitaire adaptatif, activant les cellules T pour se joindre la bataille contre l'agent pathog ne sp cifique (Figure 24-11). En plus des complexes de prot ines du CMH et de peptides microbiens affich s la surface de leurs cellules, Les cellules dendritiques activ es pr sentent galement des prot ines de co-stimulation la surface cellulaire qui aident activer les lymphocytes T (voir Figure 24 11). Comme nous le verrons plus loin, les cellules dendritiques activ es s cr tent galement une vari t de cytokines qui influencent le type de r ponse des lymphocytes T, garantissant qu'il est appropri de combattre l'agent pathog ne particulier. De cette fa on, les cellules dendritiques servent de liens cruciaux entre le syst me immunitaire inn , qui fournit une premi re ligne de d fense rapide contre les agents pathog nes envahissants, et le syst me immunitaire adaptatif, qui d veloppe des r ponses plus lentes mais plus puissantes et tr s sp cifiques pour attaquer un envahisseur, comme nous le voyons maintenant. Tous les organismes multicellulaires poss dent des d fenses immunitaires inn es contre les agents pathog nes envahissants ; Ces d fenses comprennent des barri res physiques et chimiques et diverses r ponses cellulaires d fensives. Chez les vert br s, ces r ponses de d fense inn es peuvent galement Figure 24 10 Comment une cellule NK reconna t sa cible. Une cellule NK attaque pr f rentiellement les cellules h tes infect es et les cellules canc reuses car ces cellules ont leur surface la fois des prot ines activatrices et, dans certains cas, des niveaux anormalement bas de prot ines Mhc de classe I. (A) Les niveaux lev s de prot ines Mhc de classe I trouv s sur les cellules h tes normales activent des r cepteurs inhibiteurs sur la cellule NK qui suppriment l'activit destructrice de la cellule NK. (B) En revanche, les prot ines activatrices des cellules infect es et des cellules canc reuses se lient aux r cepteurs activateurs de la cellule NK et stimulent l'activit destructrice de la cellule. Figure 24 11 Cellules dendritiques en tant que liens fonctionnels entre les syst mes immunitaires inn et adaptatif. Les cellules dendritiques captent les microbes envahissants ou leurs produits sur le site d'une infection. Les pAMps microbiennes activent les cellules dendritiques pour exprimer des prot ines co-stimulatrices et des quantit s accrues de prot ines Mhc leur surface et pour migrer via les vaisseaux lymphatiques vers un ganglion lymphatique voisin. Dans le ganglion lymphatique, les cellules dendritiques activ es activent les lymphocytes T qui expriment les r cepteurs appropri s pour les prot ines de co-stimulation et les peptides microbiens li s aux prot ines Mhc la surface des cellules dendritiques. Les lymphocytes T activ s prolif rent et une partie de leur prog niture migre vers le site d'origine de l'infection, o ils aident liminer les microbes, soit en activant les macrophages locaux, soit en tuant les cellules h tes infect es (non illustr ). De plus, certains des lymphocytes T activ s aident stimuler des lymphocytes B sp cifiques dans le ganglion lymphatique pour s cr ter des anticorps contre le microbe (non illustr ). Une caract ristique cruciale de l'activation des cellules dendritiques est que l'agent pathog ne fournit une cellule dendritique individuelle la fois les peptides pour la pr sentation aux cellules T et les signaux pAMp qui activent la cellule dendritique pour exprimer des prot ines de co-stimulation. De cette fa on, la cellule dendritique individuelle a tout ce dont elle a besoin pour activer des cellules T sp cifiques qui reconnaissent les complexes peptide-Mhc sa surface (Vid o 24.3). Recruter des r ponses immunitaires adaptatives sp cifiques et plus puissantes pour aider combattre l'infection. Les r ponses immunitaires inn es reposent s |
Biologie moléculaire de la cellule | ur la capacit des cellules h tes reconna tre les caract ristiques des mol cules microbiennes appel es motifs mol culaires associ s aux agents pathog nes, ou PAMP, qui peuvent tre associ s aux prot ines, aux lipides, aux sucres ou aux acides nucl iques d'un agent pathog ne. Les PAMP sont principalement reconnus par les r cepteurs de reconnaissance de formes (PRR), y compris les r cepteurs de type Toll (TLR) pr sents sur ou dans les cellules v g tales et animales. Chez les vert br s, certains PRR sont s cr t s et peuvent activer le compl ment lorsqu'ils se lient aux PAMP microbiens. Le syst me du compl ment, qui peut galement tre activ par des anticorps antimicrobiens li s des agents pathog nes, se compose d'un groupe de prot ines sanguines qui sont activ es en s quence pour aider combattre les infections, en perturbant la membrane de l'agent pathog ne, en stimulant une r ponse inflammatoire ou en ciblant le microbe pour la phagocytose, principalement par les macrophages et les neutrophiles. Les phagocytes utilisent une combinaison d'enzymes de d gradation, de peptides antimicrobiens et de mol cules toxiques d riv es de l'oxyg ne pour tuer les agents pathog nes envahissants ; en outre, ils s cr tent diverses mol cules de signal qui aident d clencher une r ponse inflammatoire. Les cellules infect es par un virus produisent et s cr tent des interf rons de type I (IFN et IFN ), qui induisent un ensemble complexe de r ponses h te-cellule qui inhibent la r plication virale. Les interf rons am liorent galement l'activit de destruction des cellules tueuses naturelles (NK). Une cellule NK tue les cellules h tes infect es parce qu'elles expriment de grandes quantit s de prot ines de surface qui activent la cellule NK ; la destruction est particuli rement efficace lorsque les cellules infect es expriment des quantit s r duites de prot ines du CMH de classe I, qui, lorsqu'elles sont pr sentes en quantit s normales la surface d'une cellule h te, inhibent le activit destructrice des cellules NK. Les cellules dendritiques du syst me immunitaire inn lient fonctionnellement les r ponses immunitaires inn es aux r ponses immunitaires adaptatives. Les cellules s'activent lorsque leurs PRR captent les microbes et leurs produits sur les sites d'infection et les phagocytent. Les cellules activ es clivent les prot ines microbiennes en fragments peptidiques, qui se lient aux prot ines du CMH nouvellement fabriqu es, qui transportent les fragments la surface de la cellule. Les cellules dendritiques activ es transportent ensuite les complexes peptide-CMH vers un organe lymphatique, o elles activent les cellules T appropri es pour produire des r ponses immunitaires adaptatives sp cifiques contre les microbes. OVLD DU SYST ME D'IMMUNIT ADApTIVe Un big bang spectaculaire dans les m canismes de d fense immunitaire s'est produit lorsque les vert br s m choires ont volu et acquis un syst me immunitaire adaptatif. Ce syst me de d fense sophistiqu d pend des lymphocytes B et T (cellules B et T), qui, au cours de leur d veloppement, r arrangent des s quences d'ADN particuli res dans diverses combinaisons de sorte que, ensemble, les cellules peuvent produire une vari t presque illimit e de r cepteurs et d'anticorps des cellules B et T. Collectivement, ces prot ines peuvent se lier pratiquement n'importe quelle mol cule, y compris les petits produits chimiques, les glucides, les lipides et les prot ines ; Individuellement, ils peuvent distinguer des mol cules tr s similaires, par exemple entre deux prot ines qui ne diff rent que par un seul acide amin , ou entre deux isom res optiques de la m me petite mol cule. Gr ce cette strat gie, le syst me immunitaire adaptatif peut reconna tre et r pondre sp cifiquement tout agent pathog ne, y compris les nouvelles formes mutantes. Cependant, parce que le processus de r arrangement g n tique produit la fois des r cepteurs qui peuvent se lier aux mol cules du soi ainsi que des r cepteurs qui peuvent se lier aux mol cules trang res, les vert br s ont d d velopper des m canismes sp ciaux pour s'assurer que les lymphocytes B et T ne r agissent pas contre les mol cules et les cellules de l'h te un processus appel auto-tol rance immunologique. De plus, de nombreuses substances trang res inoffensives p n trent dans le corps, par exemple sous forme d'aliments ou de mati res inhal es, et il serait inutile et potentiellement dangereux de d velopper des r ponses immunitaires adaptatives contre elles. De telles r ponses inappropri es sont normalement vit es parce que les r ponses immunitaires inn es sont n cessaires pour appeler les r ponses immunitaires adaptatives en jeu et ne le font que lorsque les PRR des cellules inn es reconnaissent les PAMP microbiens, comme nous l'avons vu pr c demment. On peut tromper le syst me immunitaire adaptatif pour qu'il r ponde une mol cule trang re inoffensive, telle qu'une prot ine trang re, en co-injectant une mol cule (s |
Biologie moléculaire de la cellule | ouvent d'origine microbienne) appel e adjuvant, qui active les PRR. Cette astuce s'appelle l'immunisation et constitue la base de la vaccination. Toute substance capable de stimuler les lymphocytes B ou T produire une r ponse immunitaire adaptative sp cifique contre elle est appel e antig ne (g n rateur d'anticorps). Il existe deux grandes classes de r ponses immunitaires adaptatives : les r ponses immunitaires par anticorps et les r ponses immunitaires m di es par les lymphocytes T, et la plupart des agents pathog nes induisent les deux classes de r ponses. Dans les r ponses anticorps, les lymphocytes B sont activ s pour s cr ter des anticorps, qui sont des prot ines qui circulent dans la circulation sanguine et impr gnent les autres fluides corporels, o ils peuvent se lier sp cifiquement l'antig ne tranger qui a stimul leur production (voir Figure 24-2). La liaison des anticorps neutralise les virus extracellulaires et les toxines microbiennes (telles que la toxine t tanique ou la toxine chol rique) en bloquant leur capacit se lier aux r cepteurs des cellules h tes. La liaison des anticorps marque galement les agents pathog nes envahissants d truire, la fois en facilitant leur ingestion et leur destruction par les phagocytes du syst me immunitaire inn et en activant le syst me du compl ment. Dans les r ponses immunitaires m di es par les lymphocytes T, les lymphocytes T reconnaissent les antig nes trangers qui sont li s aux prot ines du CMH la surface des cellules h tes, telles que les cellules dendritiques, qui sont sp cialis es dans la pr sentation de l'antig ne aux lymphocytes T et sont donc appel es cellules pr sentatrices d'antig nes professionnelles (APC). tant donn que les prot ines du CMH transportent des fragments de prot ines pathog nes de l'int rieur d'une cellule h te la surface de la cellule, les lymphocytes T peuvent d tecter les agents pathog nes cach s l'int rieur d'une cellule h te et soit tuer la cellule infect e (voir Figure 24-2), soit stimuler les phagocytes ou les lymphocytes B pour aider liminer les agents pathog nes. Dans cette section, nous abordons les origines et les propri t s g n rales des lymphocytes B et T. Dans les sections suivantes, nous examinerons les propri t s et fonctions sp cifiques de ces cellules. Les lymphocytes B se d veloppent dans la moelle osseuse, les lymphocytes T dans le thymus Il y a environ 2 1012 lymphocytes dans le corps humain, ce qui rend le syst me immunitaire comparable en masse cellulaire au foie ou au cerveau. Ils se produisent en grand nombre dans le sang et la lymphe (le liquide incolore dans les vaisseaux lymphatiques, qui relient les ganglions lymphatiques du corps entre eux et la circulation sanguine). Ils sont galement concentr s dans les organes lympho des, tels que le thymus, les ganglions lymphatiques et la rate (Figure 24-12), et beaucoup se trouvent galement dans d'autres organes, notamment la peau, les poumons et l'intestin. Les lymphocytes T et les lymphocytes B tirent leur nom des organes dans lesquels ils se d veloppent : les lymphocytes T se d veloppent dans le thymus et les lymphocytes B, chez les mammif res adultes, se d veloppent dans la moelle osseuse. Les deux types de cellules se d veloppent partir de cellules prog nitrices lympho des produites partir de cellules souches h matopo tiques multipotentes, que l'on trouve principalement dans la moelle osseuse (Figure 24 13). Les cellules souches h matopo tiques donnent naissance plus que de simples lymphocytes : comme nous l'avons vu au chapitre 22, elles produisent toutes les cellules de la Figure 24 12 Organes lympho des humains. Les lymphocytes se d veloppent partir de cellules prog nitrices lympho des du thymus et de la moelle osseuse (en jaune), qui sont donc appel es organes lympho des centraux (ou primitifs). Les lymphocytes nouvellement form s migrent de ces organes primaires vers les organes lympho des p riph riques (ou secondaires), o ils peuvent r agir avec un antig ne tranger. Seuls certains des organes lympho des p riph riques (bleu) et des vaisseaux lymphatiques (vert) sont repr sent s ; De nombreux lymphocytes, par exemple, se trouvent dans la peau et les voies respiratoires. Comme nous le verrons plus loin, les vaisseaux lymphatiques finissent par se vider dans la circulation sanguine (non illustr ). Figure 24 13 Le d veloppement des lymphocytes B et T. Les organes lympho des centraux, o les lymphocytes se d veloppent partir des cellules prog nitrices lympho des, sont tiquet s dans des bo tes jaunes. Les cellules prog nitrices lympho des se d veloppent partir de cellules souches h matopo tiques multipotentes dans la moelle osseuse. Certaines cellules prog nitrices lympho des se d veloppent localement dans la moelle osseuse en lymphocytes B immatures, tandis que d'autres migrent vers le thymus (via la circulation sanguine) o elles se transforment en thymocytes (lymphocytes T en d veloppement). Les antig n |
Biologie moléculaire de la cellule | es trangers activent les lymphocytes B et T principalement dans les organes lympho des p riph riques, tels que les ganglions lymphatiques ou la rate. syst me h matopo tique, y compris les rythrocytes, les leucocytes et les plaquettes (voir figures 22 32). Parce qu'ils sont des sites o les lymphocytes se d veloppent partir de cellules prog nitrices lympho des, le thymus et la moelle osseuse sont appel s organes lympho des centraux (primaires) (voir Figure 24-12). Comme nous le verrons plus loin, la plupart des lymphocytes B et T meurent dans les organes lympho des centraux peu de temps apr s leur d veloppement, sans jamais fonctionner. D'autres, cependant, m rissent et migrent par le sang vers les organes lympho des p riph riques (secondaires), principalement les ganglions lymphatiques, la rate et les tissus lympho des associ s l' pith lium du tractus gastro-intestinal, des voies respiratoires et de la peau. C'est dans ces organes lympho des p riph riques que les antig nes trangers activent les lymphocytes B et T (voir Figure 24-13). Les lymphocytes B et T ne se distinguent morphologiquement les uns des autres qu'apr s que l'antig ne les a activ s : les lymphocytes B et T au repos se ressemblent beaucoup, m me au microscope lectronique (Figure 24-14A). Apr s activation par un antig ne, les deux prolif rent et deviennent des cellules effectrices. Les lymphocytes B effecteurs s cr tent des anticorps ; dans leur forme la plus mature, appel e plasmocytes, ils sont remplis d'un r ticulum endoplasmique rugueux tendu qui produit activement des anticorps (Figure 24-14B). En revanche, les lymphocytes T effecteurs (Figure 24-14C) contiennent tr s peu de r ticulum endoplasmique et s cr tent une vari t de cytokines plut t que d'anticorps. Alors que les anticorps d riv s des lymphocytes B sont largement distribu s par la circulation sanguine, les cytokines d riv es des lymphocytes T agissent principalement localement sur les cellules voisines, bien que certaines soient transport es par le sang et agissent sur des cellules h tes distantes. La caract ristique la plus remarquable du syst me immunitaire adaptatif est qu'il peut r pondre des millions d'antig nes trangers diff rents d'une mani re tr s sp cifique. Les lymphocytes B humains, par exemple, peuvent fabriquer collectivement plus de 1012 mol cules d'anticorps diff rentes qui r agissent sp cifiquement avec l'antig ne qui a induit leur production. Comment les lymphocytes B et T peuvent-ils r pondre sp cifiquement une telle diversit d'antig nes trangers ? La r ponse pour les lymphocytes B et T est la m me. Au fur et mesure que chaque lymphocyte se d veloppe dans un organe lympho de central, il s'engage r agir avec un antig ne particulier avant m me d' tre expos l'antig ne. Il exprime cet engagement sous la forme de r cepteurs de surface cellulaire qui se lient sp cifiquement l'antig ne. Lorsqu'un lymphocyte rencontre son antig ne dans un organe lympho de p riph rique, la liaison de l'antig ne aux r cepteurs (avec l'aide de signaux de co-stimulation, discut s plus loin) Figure 24 14 Micrographies lectroniques de lymphocytes au repos et effecteurs. (A) Ce lymphocyte au repos pourrait tre soit un lymphocyte B, soit un lymphocyte T, car ces cellules sont difficiles distinguer morphologiquement jusqu' ce que l'antig ne les active pour devenir des cellules effectrices. (B) Un lymphocyte B effecteur (une cellule plasmatique). Il est rempli d'un r ticulum endoplasmique (re) rugueux tendu, qui est distendu avec des mol cules d'anticorps qui sont s cr t es en grandes quantit s. (c) Une cellule T effectrice, qui a relativement peu de er rugueux mais est remplie de ribosomes libres ; Il s cr te des cytokines, mais en quantit s relativement faibles. Les trois cellules sont affich es avec le m me grossissement. (A, avec l'aimable autorisation de Dorothy Zucker-Franklin ; B, avec l'aimable autorisation de Carlo Grossi ; A et B, d'apr s D. Zucker-Franklin et al., Atlas of Blood cells : Function and pathology, 2e d. Milan, Italie : ed. Ermes, 1988 ; c, avec l'aimable autorisation de Stefanello de Petris.) active le lymphocyte ; Cela provoque la prolif ration des lymphocytes, produisant ainsi beaucoup plus de cellules avec le m me r cepteur, un processus appel expansion clonale. La rencontre avec l'antig ne provoque galement la diff renciation de certaines cellules en cellules effectrices. Un antig ne stimule donc s lectivement les cellules qui expriment des r cepteurs compl mentaires sp cifiques de l'antig ne et qui sont donc d j engag es y r pondre (Figure 24 15). Cet arrangement, appel s lection clonale, fournit une explication de la m moire immunologique, par laquelle nous d veloppons une immunit vie contre de nombreuses maladies infectieuses courantes apr s notre exposition initiale l'agent pathog ne, soit par infection naturelle, soit par vaccination. Il est facile de d montrer une telle m moire immunologique chez les animaux de |
Biologie moléculaire de la cellule | laboratoire. Si un animal est immunis une fois avec l'antig ne A, une r ponse immunitaire (anticorps, m diation par les lymphocytes T ou les deux) peut tre d tect e apr s plusieurs jours ; La r ponse augmente rapidement et de fa on exponentielle, puis, plus progressivement, diminue. Il s'agit de l' volution caract ristique d'une r ponse immunitaire primaire, qui se produit lors de la premi re exposition d'un animal un antig ne. Si, apr s quelques semaines, quelques mois, voire quelques ann es, l'animal est nouveau immunis avec l'antig ne A, il produira g n ralement une r ponse immunitaire secondaire qui diff re de la r ponse primaire : la p riode de latence est plus courte, car il y a maintenant beaucoup plus de lymphocytes B ou T pr existants (ou les deux) avec une sp cificit pour l'antig ne A, et la r ponse est plus grande et plus efficace. Ces diff rences indiquent que l'animal s'est souvenu de sa premi re exposition l'antig ne A. Si l'animal re oit un antig ne diff rent (par exemple, l'antig ne B) au lieu d'une deuxi me immunisation avec l'antig ne A, la r ponse est typique d'une r ponse immunitaire primaire, et non secondaire. La r ponse secondaire refl te donc la m moire immunologique sp cifique de l'antig ne A (Figure 24 16). La m moire immunologique d pend la fois de la prolif ration et de la diff renciation des lymphocytes. Chez un animal adulte, les organes lympho des p riph riques contiennent un m lange de lymphocytes au moins trois stades de maturation : les cellules na ves, les cellules effectrices et les cellules m moire. Lorsque des cellules na ves rencontrent pour la premi re fois leur antig ne tranger sp cifique, l'antig ne stimule certaines d'entre elles prolif rer et se diff rencier en cellules effectrices, qui effectuent alors une r ponse immunitaire (les lymphocytes B effecteurs s cr tent des anticorps, tandis que les lymphocytes T effecteurs tuent les cellules infect es ou influencent la r ponse d'autres cellules immunitaires - en s cr tant des cytokines, par exemple). Certaines des cellules na ves stimul es par l'antig ne se multiplient et se diff rencient en cellules m moire, qui sont plus facilement et plus rapidement amen es devenir des cellules effectrices par une rencontre ult rieure avec le m me antig ne : comme les cellules na ves, lorsque les cellules m moire rencontrent leur antig ne, elles donnent naissance soit des cellules effectrices, soit d'autres cellules m moires (Figure 24 17). Figure 24 15 S lection clonale. Un antig ne n'active que les lymphocytes qui sont d j engag s y r pondre. La cellule engag e exprime des r cepteurs de surface cellulaire qui reconnaissent sp cifiquement l'antig ne. Le syst me immunitaire adaptatif humain se compose de plusieurs millions de clones diff rents de lymphocytes T et B, avec des cellules l'int rieur d'un clone exprimant le m me r cepteur antig nique unique. Avant sa premi re rencontre avec l'antig ne, un clone ne contenait g n ralement qu'une seule cellule ou un petit nombre de cellules. Un antig ne particulier peut activer des centaines de clones diff rents, chacun exprimant un r cepteur antig nique diff rent qui se lie soit une partie diff rente de l'antig ne, soit la m me partie avec une affinit de liaison diff rente. Bien que seules les cellules B soient repr sent es ici, les cellules T sont s lectionn es de la m me mani re. Notez que les r cepteurs antig niques sur les cellules B marqu es dans ce sch ma ont le m me site de liaison l'antig ne que les anticorps s cr t s par les cellules B effectrices. Comme nous le verrons plus loin, les lymphocytes B ont besoin de signaux de co-stimulation des lymphocytes T pour tre activ s par l'antig ne afin de prolif rer et de se diff rencier en cellules s cr tant des anticorps (non illustr ). anticorps dans le sang (unit s arbitraires, chelle Iog) premi re vaccination deuxi me vaccination avec l'antig ne A premi re vaccination avec l'antig ne B Ainsi, au cours de la r ponse primaire, l'expansion clonale et la diff renciation des cellules na ves stimul es par l'antig ne cr ent de nombreuses cellules m moire, capables de r pondre au m me antig ne de mani re plus sensible, plus rapide et plus efficace. Et, contrairement la plupart des cellules effectrices, qui meurent en quelques jours ou semaines, les cellules m moires peuvent persister pendant toute la vie de l'animal, m me en l'absence de leur antig ne sp cifique, fournissant ainsi une m moire immunologique vie. Bien que la plupart des lymphocytes B et T effecteurs meurent apr s la fin d'une r ponse immunitaire, certains survivent en tant que cellules effectrices et aident fournir une protection long terme contre l'agent pathog ne. Une petite proportion des plasmocytes produits dans une r ponse primaire des lymphocytes B, par exemple, peut survivre pendant de nombreux mois ou ann es dans la moelle osseuse, o ils continuent s cr ter leurs anticorps sp cifiques dans la circulation sa |
Biologie moléculaire de la cellule | nguine. Les agents pathog nes p n trent g n ralement dans le corps par une surface pith liale, g n ralement par la peau, l'intestin ou les voies respiratoires. Pour induire une r ponse immunitaire adaptative, les microbes ou leurs produits doivent se d placer de ces points d'entr e vers un organe lympho de p riph rique, tel qu'un ganglion lymphatique ou la rate, qui sont les sites o les lymphocytes sont activ s (voir Figure 24-11). L'itin raire et la destination d pendent du lieu d'entr e. Les vaisseaux lymphatiques transportent des antig nes qui p n trent par la peau ou les voies respiratoires jusqu'aux ganglions lymphatiques locaux ; les antig nes qui p n trent dans l'intestin se retrouvent dans les organes lympho des p riph riques associ s l'intestin tels que les plaques de Peyer ; et la rate filtre les antig nes qui p n trent dans le sang (voir Figure 24-12). Comme nous l'avons vu pr c demment (voir la figure 24-11), dans de nombreux cas, les cellules dendritiques activ es transportent l'antig ne du site de l'infection l'organe lympho de p riph rique, o elles jouent un r le crucial dans l'activation des lymphocytes T, comme nous le verrons plus loin. Mais seule une infime fraction de lymphocytes B et T na fs peut reconna tre un antig ne microbien particulier dans un organe lympho de p riph rique, une estimation raisonnable se situant entre 1/10 000 et 1/1 000 000 de chaque classe de lymphocytes, selon l'antig ne. Comment ces cellules rares trouvent-elles une cellule pr sentatrice d'antig ne pr sentant leur antig ne sp cifique ? La r ponse est que les lymphocytes recirculent continuellement entre un organe lympho de p riph rique et un autre via la lymphe et le sang. Dans un ganglion lymphatique, par exemple, les lymphocytes quittent continuellement la circulation sanguine en se faufilant entre des cellules endoth liales sp cialis es qui tapissent de petites veines appel es postcapillaires Figure 24 17 Un mod le pour la base cellulaire de la m moire immunologique. Lorsqu'ils sont stimul s par leurs signaux antig niques et co-stimulateurs sp cifiques, les lymphocytes na fs prolif rent et se diff rencient. La plupart deviennent des cellules effectrices, qui fonctionnent puis meurent g n ralement, tandis que d'autres deviennent des cellules m moire. Lors d'une exposition ult rieure au m me antig ne, les cellules m moires r pondent plus facilement, plus rapidement et plus efficacement que les cellules na ves : elles prolif rent et donnent naissance des cellules effectrices et d'autres cellules m moires. Certains lymphocytes T m moires se d veloppent galement partir d'une minorit de lymphocytes T effecteurs (non illustr ). On ne sait pas comment la d cision de devenir une cellule effectrice par rapport une cellule m moire est prise. Figure 24 16 M moire immunologique : r ponses primaires et secondaires des anticorps. La r ponse secondaire induite par une deuxi me exposition l'antig ne A est plus rapide et plus importante que la r ponse primaire et est sp cifique A, ce qui indique que le syst me immunitaire adaptatif s'est pr cis ment souvenu de sa rencontre pr c dente avec l'antig ne A. Le m me type de m moire immunologique est observ dans les r ponses m di es par les lymphocytes T (non illustr ). Comme nous le verrons plus loin, les types d'anticorps produits dans la r ponse secondaire sont diff rents de ceux produits dans la r ponse primaire, et ces anticorps se lient plus troitement l'antig ne. Premi re exposition aux veinules de l'antig ne. Apr s avoir percol travers le ganglion, ils s'accumulent dans de petits vaisseaux lymphatiques qui quittent le ganglion et se connectent d'autres vaisseaux lymphatiques qui traversent d'autres ganglions lymphatiques en aval (voir Figure 24-12). En passant dans des vaisseaux de plus en plus gros, les lymphocytes finissent par p n trer dans le vaisseau lymphatique principal (le canal thoracique), qui les ram ne dans le sang (Figure 24 18). La recirculation continue d'un lymphocyte entre le sang et la lymphe ne prend fin que si son antig ne sp cifique l'active dans un organe lympho de p riph rique. Dans ce cas, le lymphocyte reste dans l'organe lympho de p riph rique, o il prolif re et se diff rencie en cellules effectrices ou en cellules m moire. De nombreux lymphocytes T effecteurs quittent l'organe lympho de par la lymphe et migrent par le sang jusqu'au site de l'infection (voir Figure 24-11), tandis que d'autres restent dans l'organe lympho de et aident activer (ou supprimer) d'autres cellules immunitaires qui s'y trouvent. Certains lymphocytes B effecteurs (plasmocytes) restent dans l'organe lympho de p riph rique et s cr tent des anticorps dans le sang pendant des jours jusqu' ce qu'ils meurent ; D'autres migrent vers la moelle osseuse, o ils s cr tent des anticorps dans le sang pendant des mois ou des ann es. Les lymphocytes T et B m moires produits rejoignent le pool de lymphocytes en recirculation. La recirculation de |
Biologie moléculaire de la cellule | s lymphocytes d pend d'interactions sp cifiques entre la surface des cellules lymphocytaires et la surface des cellules endoth liales qui tapissent les vaisseaux sanguins des organes lympho des p riph riques. Les lymphocytes qui p n trent dans un ganglion lymphatique par le sang, par exemple, adh rent faiblement aux cellules endoth liales sp cialis es qui tapissent les veinules postcapillaires via des r cepteurs t te chercheuse qui appartiennent la famille des lectines de s lectine la surface des cellules cellulaires qui se lient des groupes de sucre sp cifiques la surface des cellules endoth liales (voir Figure 19-28). Les lymphocytes roulent lentement la surface des cellules endoth liales jusqu' ce qu'un autre syst me d'adh sion, beaucoup plus fort, d pendant d'une prot ine d'int grine, soit mis en jeu par les chimiokines s cr t es par les cellules endoth liales. Maintenant, les lymphocytes cessent de rouler et ils rampent hors du vaisseau sanguin dans le ganglion lymphatique en utilisant une autre prot ine d'adh sion cellulaire appel e CD31 (Figure 24-19). Bien que les lymphocytes B et T p n trent initialement dans la m me r gion d'un ganglion lymphatique, diff rentes chimiokines les guident vers des r gions distinctes du ganglion : les lymphocytes B vers les follicules lympho des et les lymphocytes T vers le paracortex (Figure 24 20). cellule endoth liale sp cialis e de la veinule postcapillaireFigure 24 19 Migration d'un lymphocyte de la circulation sanguine vers un ganglion lymphatique. Un lymphocyte circulant adh re faiblement la surface des cellules endoth liales sp cialis es qui tapissent une veinule postcapillaire dans un ganglion lymphatique. Cette adh sion initiale est m di e par la L-s lectine (discut e au chapitre 19) la surface du lymphocyte. L'adh sion est suffisamment faible pour permettre au lymphocyte, pouss par le flux sanguin, de rouler la surface des cellules endoth liales. Stimul par des chimiokines s cr t es par des cellules endoth liales sp cialis es dans le ganglion (fl che rouge incurv e), le lymphocyte active rapidement un syst me d'adh sion plus fort, m di par une int grine. Cette forte adh rence permet la cellule de s'arr ter de rouler. Le lymphocyte utilise ensuite une prot ine d'adh sion cellulaire de type immunoglobuline (cD31) pour se lier aux jonctions entre les cellules endoth liales adjacentes et migrer hors de la veinule. La migration ult rieure du lymphocyte dans le ganglion lymphatique d pend des chimiokines produites l'int rieur du ganglion (fl che rouge droite). La migration d'autres types de leucocytes de la circulation sanguine vers les sites d'infection se produit de la m me mani re (voir la figure 19-28 et le film 19.2). Figure 24 18 Chemin suivi par les lymphocytes lorsqu'ils recirculent continuellement entre la lymphe et la sang. La circulation travers un ganglion lymphatique (jaune) est repr sent e ici. Les antig nes microbiens sont g n ralement transport s dans le ganglion lymphatique par des cellules dendritiques activ es (non illustr es), qui p n trent dans le ganglion via des vaisseaux lymphatiques aff rents drainant un tissu infect (vert). Les lymphocytes B et T, en revanche, entrent par le sang, migrant de la circulation sanguine dans le ganglion lymphatique par les veinules postcapillaires. moins qu'ils ne rencontrent leur antig ne, les lymphocytes B et T quittent le ganglion lymphatique par les vaisseaux lymphatiques eff rents, qui finissent par rejoindre le canal thoracique. Le canal thoracique se vide dans une grosse veine transportant le sang vers le c ur, compl tant ainsi le cycle de circulation des lymphocytes T et B. Un cycle de circulation typique pour ces lymphocytes dure environ 12 24 heures. moins qu'ils ne rencontrent leur antig ne, les lymphocytes B et T quittent rapidement le ganglion lymphatique via les vaisseaux lymphatiques eff rents. Cependant, s'ils rencontrent leur antig ne, ils sont stimul s pour afficher des r cepteurs d'adh sion qui pi gent les cellules dans le n ud ; les cellules s'accumulent la jonction entre les zones des cellules B et des lymphocytes T, o les cellules B et T sp cifiques de l'antig ne rare peuvent interagir, conduisant leur prolif ration et leur diff renciation en cellules effectrices ou en cellules m moire. De nombreuses cellules effectrices quittent le ganglion, exprimant diff rents r cepteurs de chimiokines qui les aident les guider vers leurs nouvelles destinations : les cellules B plasmatiques effectrices vers la moelle osseuse et les cellules T effectrices vers les sites d'infection. Comme nous l'avons vu pr c demment, les cellules du syst me immunitaire inn utilisent les PRR pour distinguer les mol cules microbiennes des mol cules du soi fabriqu es par l'h te. Le syst me immunitaire adaptatif a la t che de reconnaissance beaucoup plus difficile de r pondre sp cifiquement un nombre presque illimit de mol cules trang res tout en ne r pondant pas au gr |
Biologie moléculaire de la cellule | and nombre de mol cules du soi. Comment accomplit-il cet exploit ? Il est utile que les mol cules du soi n'induisent normalement pas les r actions immunitaires inn es n cessaires pour activer les r ponses immunitaires adaptatives. Mais m me lorsqu'une infection ou une l sion tissulaire d clenche des r actions inn es, la grande majorit des mol cules du soi ne parviennent normalement pas induire une r ponse immunitaire adaptative. Pourquoi? Une raison importante est que le syst me immunitaire adaptatif apprend ne pas r pondre aux mol cules du soi. Les souris normales, par exemple, ne peuvent pas d velopper une r ponse immunitaire contre l'un de leurs propres composants prot iques du syst me du compl ment appel C5 (voir Figure 24-7). Cependant, les souris mutantes qui n'ont pas le g ne codant pour C5 mais qui sont par ailleurs g n tiquement identiques aux souris normales de la m me souche peuvent produire une forte r ponse immunitaire cette prot ine sanguine lorsqu'elles sont immunis es avec elle. L'autotol rance immunologique manifest e par les souris normales ne persiste que tant que la mol cule du soi reste dans le corps : si une mol cule du soi telle que C5 est retir e exp rimentalement d'une souris adulte, l'animal acquiert la capacit d'y r pondre apr s quelques semaines ou quelques mois, mesure que de nouveaux lymphocytes B et T se d veloppent en l'absence de C5. Ainsi, le syst me immunitaire adaptatif est g n tiquement capable de r pondre aux mol cules du soi, mais il apprend ne pas le faire. La tol rance de soi d pend d'un certain nombre de m canismes distincts, dont les suivants (Figure 24-21) : 1. Dans l' dition de r cepteurs, les lymphocytes B en d veloppement qui reconnaissent les mol cules du soi modifient leurs r cepteurs antig niques de sorte que les cellules ne le font plus. 2. Dans la d l tion clonale, les lymphocytes B et T potentiellement auto-r actifs meurent par apoptose lorsqu'ils rencontrent leur mol cule de soi particuli re. Figure 24 20 Dessin simplifi d'un ganglion lymphatique humain. Les lymphocytes B sont principalement regroup s dans des structures appel es follicules lympho des, tandis que les lymphocytes T se trouvent principalement dans le paracortex. Les chimiokines attirent les deux types de lymphocytes dans le ganglion lymphatique partir du sang via les veinules postcapillaires (voir Figure 24-19). Les lymphocytes B et T migrent ensuite vers leurs zones respectives, attir s par diff rentes chimiokines. S'ils ne rencontrent pas leur antig ne sp cifique, les lymphocytes B et T p n trent alors dans les sinus m dullaires et sortent du ganglion par le vaisseau lymphatique eff rent. Ce vaisseau finit par se vider dans la circulation sanguine, ce qui permet aux lymphocytes d'entamer un autre cycle de circulation travers un organe lympho de p riph rique (voir Figure 24-18). Au cours d'une infection, la prolif ration des lymphocytes B sp cifiques de l'agent pathog ne produit un centre germinatif chez certains lympho des Follicules. 3. Dans l'inactivation clonale ( galement appel e anergie clonale), les lymphocytes B et T auto-r actifs deviennent fonctionnellement inactiv s lorsqu'ils rencontrent leur mol cule de soi. 4. Dans la suppression clonale, les lymphocytes T r gulateurs auto-r actifs (discut s plus loin) suppriment l'activit d'autres types de lymphocytes potentiellement auto-r actifs. Certains de ces m canismes, en particulier les deux premiers, l' dition des r cepteurs dans les lymphocytes B et la d l tion clonale des lymphocytes B et T, fonctionnent dans les organes lympho des centraux lorsque les lymphocytes B et T autor actifs nouvellement form s rencontrent pour la premi re fois leurs mol cules de soi, et ils sont en grande partie responsables du processus appel tol rance centrale. L'inactivation clonale et la suppression clonale, en revanche, fonctionnent principalement lorsque les cellules B et T matures rencontrent leurs mol cules propres dans les organes lympho des p riph riques, et elles sont en grande partie responsables du processus appel tol rance p riph rique. La d l tion clonale, cependant, peut galement fonctionner de mani re p riph rique, et l'inactivation clonale peut galement fonctionner de mani re centrale. Pourquoi la liaison d'une mol cule de soi conduit-elle la tol rance plut t qu' l'activation ? La r ponse n'est pas encore compl tement connue. Comme nous le verrons plus loin, l'activation d'un lymphocyte B ou T par son antig ne dans un organe lympho de p riph rique n cessite plus qu'une simple liaison l'antig ne : elle n cessite des signaux de co-stimulation, qui sont fournis par un lymphocyte T auxiliaire (discut plus loin) dans le cas d'un lymphocyte B et par une cellule dendritique activ e dans le cas d'un lymphocyte T na f. La production de tels signaux est g n ralement d clench e par l'exposition un agent pathog ne, mais un lymphocyte auto-r actif rencontre normalement son antig ne propre en l'absence |
Biologie moléculaire de la cellule | de tels signaux. Dans ces conditions, non seulement le lymphocyte ne sera pas activ , mais il sera souvent rendu tol rant, c'est- -dire qu'il est soit tu , soit inactiv , soit activement supprim par un lymphocyte T r gulateur (voir Figure 24-21). Dans les organes lympho des p riph riques, la tol rance et l'activation des lymphocytes T se produisent g n ralement la surface d'une cellule dendritique. Pour des raisons g n ralement inconnues, les m canismes d'autotol rance chouent parfois, ce qui fait que les lymphocytes T ou B (ou les deux) r agissent contre les propres mol cules de l'animal. Figure 24 21 M canismes de l'autotol rance immunologique. Lorsqu'un lymphocyte B immature auto-r actif se lie sa mol cule de soi dans l'organe lympho de central o la cellule est produite, il peut modifier son r cepteur antig nique de sorte qu'il n'est plus auto-r actif (cellule 1) ; Ce processus s'appelle l' dition des r cepteurs. Par ailleurs, lorsqu'un lymphocyte B ou T immature se lie sa mol cule propre dans un organe lympho de central, il peut mourir par apoptose, un processus appel d l tion clonale (cellule 2). tant donn que ces deux formes de tol rance (illustr es gauche) se produisent dans les organes lympho des centraux, on les appelle tol rance centrale. Lorsqu'un lymphocyte B ou T na f auto-r actif chappe la tol rance dans l'organe lympho de central et se lie sa mol cule propre dans un organe lympho de p riph rique (cellule 4), ou dans un autre tissu p riph rique, il ne sera g n ralement pas activ , car la liaison se produit g n ralement en l'absence de signaux de co-stimulation suffisants ; au lieu de cela, la cellule peut mourir par apoptose (souvent apr s une p riode de prolif ration), tre inactiv e ou tre supprim e par un lymphocyte T r gulateur. Ces formes de tol rance (illustr es droite) sont appel es tol rance p riph rique. Comme nous le verrons plus loin, les cellules fournissant les signaux de co-stimulation sont les lymphocytes T pour les lymphocytes B et g n ralement les cellules dendritiques pour les lymphocytes T (non illustr ). Pour les lymphocytes T au moins, l'activation et la tol rance dans un organe lympho de p riph rique se produisent g n ralement la surface d'une cellule dendritique, bien que les cellules dendritiques soient diff rentes dans les deux cas. La myasth nie grave est un exemple d'une telle maladie auto-immune. La plupart des personnes touch es fabriquent des anticorps contre les r cepteurs de l'ac tylcholine sur leurs propres cellules musculaires squelettiques ; Ces r cepteurs sont n cessaire la contraction normale du muscle en r ponse la stimulation nerveuse, qui lib re de l'ac tylcholine (voir Figure 11 39). Les anticorps interf rent avec le fonctionnement normal des r cepteurs, de sorte que les patients s'affaiblissent et peuvent mourir parce qu'ils ne peuvent pas respirer. De m me, dans le diab te juv nile (type 1), les r actions immunitaires adaptatives contre les cellules s cr tant de l'insuline dans le pancr as tuent ces cellules, entra nant une carence s v re en insuline. Les r ponses immunitaires inn es d clench es par des agents pathog nes sur les sites d'infection aident activer les r ponses immunitaires adaptatives dans les organes lympho des p riph riques. Le syst me immunitaire adaptatif est compos de plusieurs millions de clones de lymphocytes B et T, les cellules de chaque clone partageant un r cepteur unique la surface cellulaire qui leur permet de se lier un antig ne pathog ne particulier. La liaison de l'antig ne ces r cepteurs, l'aide de signaux de co-stimulation, stimule le lymphocyte prolif rer et se diff rencier en une cellule effectrice qui peut aider liminer l'agent pathog ne. Les lymphocytes B effecteurs s cr tent des anticorps, qui peuvent agir sur de longues distances pour aider liminer les agents pathog nes extracellulaires et leurs toxines. Les lymphocytes T effecteurs, en revanche, produisent des mol cules de co-stimulation la surface des cellules et s cr t es, qui agissent principalement localement pour aider d'autres cellules immunitaires liminer l'agent pathog ne ; en outre, certains lymphocytes T peuvent induire les cellules h tes infect es se tuer. Au cours d'une r ponse immunitaire adaptative primaire un antig ne, les lymphocytes qui reconnaissent l'antig ne prolif rent de sorte qu'ils sont plus nombreux r pondre la prochaine fois, lors d'une r ponse secondaire au m me antig ne ; de plus, au cours d'une r ponse primaire, certains lymphocytes se diff rencient en cellules m moire, qui peuvent r pondre plus rapidement et plus efficacement la prochaine fois que le m me agent pathog ne envahit. Ces deux m canismes sont en grande partie responsables de la m moire immunologique. Les lymphocytes B et T circulent continuellement entre un organe lympho de p riph rique et un autre via le sang et la lymphe ; Ce n'est que s'ils rencontrent leur antig ne tranger sp cifique dans un organe |
Biologie moléculaire de la cellule | lympho de p riph rique qu'ils cessent de migrer, prolif rent et se diff rencient en cellules effectrices ou cellules m moire. Les lymphocytes qui r agiraient contre les mol cules du soi modifient leurs r cepteurs (dans le cas des lymphocytes B) ou sont limin s ou inactiv s ; ils peuvent galement tre supprim s par les lymphocytes T r gulateurs. Ces m canismes sont collectivement responsables de l'autotol rance immunologique, qui garantit que le syst me immunitaire adaptatif vite normalement d'attaquer les mol cules et les cellules de l'h te. Les vert br s meurent in vitablement d'une infection s'ils sont incapables de fabriquer des anticorps. Les anticorps sont des prot ines s cr t es qui nous d fendent contre les agents pathog nes extracellulaires de plusieurs fa ons. Ils se lient aux virus et aux toxines microbiennes, les emp chant ainsi de se lier aux cellules h tes et de les endommager (voir Figure 24 2). Lorsqu'ils sont li s un agent pathog ne extracellulaire ou ses produits, les anticorps recrutent galement certains des composants du syst me immunitaire inn , y compris divers types de leucocytes et des composants du syst me du compl ment, qui travaillent ensemble pour inactiver ou liminer les envahisseurs. Synth tis s exclusivement par les lymphocytes B, les anticorps sont produits sous des milliards de formes, chacune avec une s quence d'acides amin s diff rente. Ils appartiennent la classe des prot ines appel es immunoglobulines (abr g es en Igs) et comptent parmi les composants prot iques les plus abondants dans le sang. Dans cette section, nous discutons de la structure et de la fonction des immunoglobulines et de la fa on dont elles sont fabriqu es sous tant de formes diff rentes. Les lymphocytes B fabriquent des immunoglobulines (Ig) en tant que r cepteurs d'antig nes la surface des cellules et anticorps s cr t s Les premi res Igs produites par un lymphocyte B nouvellement form ne sont pas s cr t es, mais sont plut t ins r es dans la membrane plasmique, o elles servent de r cepteurs pour l'antig ne. Ils sont appel s r cepteurs des lymphocytes B (BCR), et chaque lymphocyte B en a environ 105 dans sa membrane plasmique. Chaque BCR est associ e de mani re stable des prot ines transmembranaires invariantes qui activent les voies de signalisation intracellulaires lorsque l'antig ne se lie au BCR ; nous aborderons ces prot ines invariantes plus tard, lorsque nous examinerons comment les lymphocytes B sont activ s avec l'aide des lymphocytes T auxiliaires. Chaque clone de lymphocyte B produit une seule esp ce de BCR, avec un site de liaison l'antig ne unique. Lorsqu'un antig ne et un lymphocyte T auxiliaire activent un lymphocyte B na f ou un lymphocyte B m moire, le lymphocyte B prolif re et se diff rencie en un cellule effectrice, qui produit et s cr te ensuite de grandes quantit s d'Ig solubles (plut t que li es la membrane). L'Ig s cr t e est maintenant appel e anticorps, et elle a le m me site de liaison l'antig ne unique que le BCR (Figure 24 22). Une mol cule d'Ig typique est bivalente, avec deux sites de liaison l'antig ne identiques. Il se compose de quatre cha nes polypeptidiques : deux cha nes l g res identiques et deux cha nes lourdes identiques. Les parties N-terminales des cha nes l g res et lourdes coop rent g n ralement pour former la surface de liaison l'antig ne, tandis que les parties plus C-terminales des cha nes lourdes forment la queue de la prot ine en forme de Y (Figure 24 23). La queue m die de nombreuses activit s des anticorps, et les anticorps ayant les m mes sites de liaison l'antig ne peuvent avoir l'une des nombreuses r gions de la queue diff rentes, chacune d'entre elles conf rant l'anticorps diff rentes propri t s fonctionnelles, telles que la capacit d'activer le compl ment ou de se lier aux prot ines r ceptrices des cellules phagocytaires qui se lient un type sp cifique de queue d'anticorps. Les mammif res fabriquent cinq classes d'Igs Chez les mammif res, il existe cinq grandes classes d'Ig, chacune d'entre elles m diant une r ponse biologique caract ristique apr s la liaison de l'antig ne un anticorps : IgA, IgD, IgE, IgG et IgM, chacune avec sa propre classe de cha ne lourde : , , , et , respectivement. Les mol cules IgA ont des cha nes , les mol cules IgG ont des cha nes , et ainsi de suite. De plus, il existe quatre sous-classes d'IgG humaines (IgG1, IgG2, IgG3 et IgG4), avec respectivement des cha nes lourdes 1, 2, 3 et 4. Il existe galement deux sous-classes d'IgA chez l'homme. En plus des diverses classes et sous-classes de cha nes lourdes, les vert br s sup rieurs ont deux types de cha nes l g res, et , qui semblent tre fonctionnellement indiscernables. L'un ou l'autre type de cha ne l g re peut tre associ l'une des cha nes lourdes, mais une mol cule d'Ig individuelle contient toujours des cha nes l g res identiques et des cha nes lourdes identiques : une mol cule d'IgG, par exemple, peut avoir |
Biologie moléculaire de la cellule | des cha nes l g res ou , mais pas une de chaque. En cons quence, les sites de liaison l'antig ne d'une Ig sont toujours identiques (voir Figure 24-22). Les diff rentes cha nes lourdes donnent une conformation distinctive la r gion de la queue des anticorps, de sorte que chaque classe (et sous-classe) a des propri t s caract ristiques qui lui sont propres. L'IgM est toujours la premi re classe d'Ig produite par un lymphocyte B en d veloppement dans la moelle osseuse. Il forme les BCR la surface des lymphocytes B na fs immatures. Apr s ces cellules Figure 24 22 Les r cepteurs des lymphocytes B (bCR) et les anticorps s cr t s par un clone de lymphocytes B. La liaison d'un antig ne Bcrs sur une cellule B na ve ou m moire (associ e des signaux de co-stimulation fournis par des cellules T auxiliaires - non illustr es) active la cellule pour qu'elle prolif re et se diff rencie en cellules B effectrices. Les cellules effectrices produisent et s cr tent des anticorps avec un site de liaison l'antig ne unique, qui est le m me que celui des Bcrs de surface cellulaire. Parce que les anticorps ont deux sites de liaison l'antig ne identiques, ils peuvent r ticuler des antig nes, comme le montre un antig ne avec plusieurs d terminants antig niques identiques. Figure 24 23 Sch ma d'une mol cule d'anticorps bivalent. Les deux cha nes lourdes ont chacune une r gion charni re qui, en raison de sa flexibilit , am liore l'efficacit avec laquelle l'anticorps peut r ticuler les antig nes (voir Figure 24-22). Les deux cha nes lourdes forment galement la queue de l'anticorps, ce qui d termine ses propri t s fonctionnelles. Les cha nes lourdes et l g res sont maintenues ensemble par des liaisons S-S covalentes (rouges) et des liaisons non covalentes (non illustr es). quittent la moelle osseuse, ils commencent galement produire des BCR IgD, avec le m me site de liaison l'antig ne que les BCR IgM. Ces cellules sont maintenant appel es lymphocytes B na fs matures, car elles peuvent maintenant r pondre leur antig ne tranger sp cifique dans les organes lympho des p riph riques (Figure 24-24). Les IgM sont galement la principale classe d'anticorps s cr t s dans le sang aux premiers stades d'une r ponse anticorps primaire lors de la premi re exposition un antig ne. Sous sa forme s cr t e, l'IgM est un pentamer en forme de roue compos de cinq unit s quatre cha nes, ce qui lui donne un total de 10 sites de liaison l'antig ne qui lui permettent de se lier fortement aux agents pathog nes ; sous sa forme li e l'antig ne, les IgM sont tr s efficaces pour activer le compl ment, ce qui est important dans les r ponses pr coces des anticorps aux agents pathog nes. La principale classe d'anticorps dans le sang est l'IgG. Ces anticorps sont des monom res quatre cha nes (voir Figure 24-23), et ils sont produits en quantit s particuli rement importantes lors des r ponses anticorps secondaires. La r gion de la queue de certaines sous-classes d'anticorps IgG li s l'antig ne peut activer le compl ment et se lier des r cepteurs sp cifiques sur les macrophages et les neutrophiles. En grande partie au moyen de ces r cepteurs Fc (ainsi nomm s parce que les queues d'anticorps sont appel es r gions Fc), ces cellules phagocytaires se lient, ing rent et d truisent les micro-organismes infectieux qui se sont recouverts des anticorps IgG produits en r ponse l'infection ; les r cepteurs Fc activ s signalent galement au phagocyte de s cr ter des cytokines pro-inflammatoires (Vid o 24.4). La r gion de la queue des anticorps IgE se lie une autre classe de r cepteurs Fc la surface des mastocytes dans les tissus et des basophiles dans le sang. tant donn que les anticorps IgE sans antig ne se lient avec une grande affinit ces r cepteurs Fc, les anticorps agissent comme des r cepteurs antig niques sur ces cellules. La liaison de l'antig ne aux anticorps li s active les r cepteurs Fc et stimule les cellules s cr ter une vari t de cytokines et d'amines biologiquement actives, en particulier l'histamine, qui provoque la dilatation et la fuite des vaisseaux sanguins ; Cela aide les leucocytes, les anticorps et les composants du compl ment p n trer dans les sites o les mastocytes ont t activ s. La lib ration d'amines par les mastocytes et les basophiles est en grande partie responsable des sympt mes de r actions allergiques telles que le rhume des foins, l'asthme et l'urticaire. De plus, les mastocytes s cr tent des facteurs qui attirent et activent les leucocytes appel s osinophiles, qui ont galement des r cepteurs Fc qui se lient aux mol cules IgE et peuvent tuer les vers parasites extracellulaires, surtout si les vers sont enrob s d'anticorps IgE (voir Figure 24-6). L'IgA est la principale classe d'anticorps dans les s cr tions, y compris la salive, les larmes, le lait et les s cr tions respiratoires et intestinales. Une autre classe de r cepteurs Fc, situ e sur les cellules pith liales concern es, gui |
Biologie moléculaire de la cellule | de la s cr tion en se liant aux dim res d'IgA sans antig ne et en les transportant travers l' pith lium. Les propri t s des diff rentes classes d'anticorps chez l'homme sont r sum es dans le tableau 24-2. Toutes les classes d'Ig peuvent tre fabriqu es sous une forme membranaire, ainsi que sous une forme soluble et s cr t e. Les deux formes ne diff rent que par l'extr mit C-terminale de leur lourde cha ne. Les cha nes lourdes de mol cules d'Ig li es la membrane (BCR) ont un C-terminal hydrophobe transmembranaire, qui les ancre dans la bicouche lipidique de la membrane plasmique des cellules B. Les cha nes lourdes de mol cules d'anticorps s cr t es, en revanche, ont la place un C-terminus hydrophile, ce qui leur permet de s' chapper de la cellule. Le changement de caract re des mol cules d'Ig produites se produit parce que l'activation des lymphocytes B par l'antig ne et les lymphocytes T auxiliaires induit un changement dans la fa on dont les transcrits d'ARN cha ne lourde sont fabriqu s et trait s dans le noyau (voir Figure 7-59). Figure 24 24 tapes du d veloppement des lymphocytes b. Toutes les tapes montr es se produisent avant que les cellules ne se lient leur antig ne sp cifique. Les premi res cellules de la lign e des lymphocytes B qui fabriquent les Ig sont appel es pro-lymphocytes B ; Ils forment cha nes lourdes, qui restent dans le r ticulum endoplasmique jusqu' ce qu'un type sp cial de cha ne l g re soit fabriqu , appel cha ne l g re de substitution. Les cha nes l g res de substitution se substituent aux v ritables cha nes l g res et s'assemblent avec cha nes pour former une mol cule r ceptrice qui s'ins re dans la membrane plasmique. Les cellules sont maintenant appel es cellules pr -B. La signalisation de ce r cepteur pr -lymphocytes B permet aux cellules de fabriquer de v ritables cha nes l g res, qui se combinent avec les cha nes pour former des mol cules IgM quatre cha nes qui servent de Bcrs la surface cellulaire sur les lymphocytes B na fs immatures. Une fois que ces cellules ont quitt la moelle osseuse, elles commencent exprimer galement des IgD Bcrs, qui ont les m mes sites de liaison l'antig ne que les IgM Bcrs ; c'est ce lymphocyte B na f mature qui r agit avec son antig ne tranger sp cifique dans les organes lympho des p riph riques. Ig Les cha nes l g res et lourdes sont constitu es de r gions constantes et variables Les cha nes l g res et lourdes ont une s quence d'acides amin s variable leurs extr mit s N-terminales, mais une s quence constante leurs extr mit s C-terminales. Alors que la r gion constante et la r gion variable d'une cha ne l g re sont de la m me taille, la r gion constante d'une cha ne lourde est environ trois ou quatre fois plus longue, selon la classe (Figure 24-25). Les r gions variables des cha nes l g res et lourdes se rejoignent pour former les sites de liaison l'antig ne, et la variabilit de leurs s quences d'acides amin s fournit la base structurelle de la diversit de ces sites de liaison. La plus grande diversit se produit dans trois petites r gions hypervariables, dans les r gions variables des cha nes l g res et lourdes. Seuls 5 10 acides amin s environ dans chaque r gion hypervariable forment le site de liaison l'antig ne (Figure 24-26). En cons quence, la taille du d terminant antig nique qu'une mol cule d'Ig reconna t est g n ralement relativement petite : elle peut tre constitu e de moins de 10 acides amin s la surface d'une prot ine globulaire, par exemple (voir Figure 24-22). Les cha nes l g res et lourdes sont constitu es de segments r p titifs, chacun d'environ 110 acides amin s de long et contenant chacun une liaison disulfure intracha ne. Chaque segment r p titif se replie ind pendamment pour former une unit fonctionnelle compacte appel e domaine d'immunoglobuline (Ig). Comme le montre la figure 24-27A, une cha ne l g re se compose d'une variable (VL) et d'un domaine constant (CL), tandis qu'une cha ne lourde a une variable et trois ou quatre domaines constants : les domaines variables des cha nes l g re et lourde s'apparient pour former la r gion de liaison l'antig ne. Chaque domaine Ig a une structure tridimensionnelle tr s similaire, constitu e d'un sandwich de deux Figure 24 25 R gions constantes et variables des cha nes Ig. Les r gions variables des cha nes l g res et lourdes forment les sites de liaison l'antig ne, tandis que les r gions constantes des cha nes lourdes d terminent les autres propri t s biologiques d'une prot ine Ig. Les diff rentes sous-classes d'anticorps IgG ont des r gions de constantes -cha ne diff rentes. r gion variable r gions hypervariables Figure 24 26 Ig r gions hypervariables. Dessin tr s sch matis de la fa on dont les trois r gions hypervariables de chaque cha ne l g re et lourde forment ensemble chaque site de liaison l'antig ne d'une prot ine Ig. feuilles maintenues ensemble par une liaison disulfure ; les domaines variables sont uniques en ce |
Biologie moléculaire de la cellule | sens que chacun a son ensemble particulier de r gions hypervariables, qui sont dispos es en trois boucles hypervariables qui se regroupent aux extr mit s des domaines variables pour former le site de liaison l'antig ne (Figure 24 27B). M me en l'absence de stimulation antig nique, un humain peut probablement fabriquer plus de 1012 mol cules d'Ig diff rentes son r pertoire d'Ig primaires pr -immunes. Le r pertoire primaire se compose de prot ines IgM et IgD et est apparemment assez grand pour garantir qu'il y aura un site de liaison l'antig ne pour s'adapter presque tous les potentiels Figure 24 27 Domaines Ig. (A) Les cha nes l g res et lourdes d'une prot ine Ig sont chacune repli es dans des domaines r p titifs similaires. Les domaines variables (ombr s en bleu) des cha nes l g res et lourdes (VL et Vh) constituent les sites de liaison l'antig ne, tandis que les domaines constants (ombr s en gris) des cha nes lourdes (principalement ch2 et ch3) d terminent les autres propri t s biologiques de la prot ine. Les cha nes lourdes d'IgM et d'Ige n'ont pas de r gion charni re et ont un domaine constant suppl mentaire (ch4). les interactions hydrophobes entre les domaines sur des cha nes adjacentes aident maintenir les cha nes ensemble dans la mol cule Ig : VL se lie Vh, cL se lie ch1, et ainsi de suite. (B) Structures bas es sur la cristallographie aux rayons X des domaines Ig d'une cha ne l g re (Vid o 24.5). Les domaines variable et constant ont tous deux une structure globale similaire, compos e de deux feuillets unis par une liaison disulfure (rouge). Notez que toutes les r gions hypervariables (en noir) forment des boucles l'extr mit du domaine variable, o elles se rejoignent pour faire partie du site de liaison l'antig ne. Toutes les Ig sont glycosyl es sur leurs domaines ch2 (non repr sent ) ; les cha nes d'oligosaccharides attach es varient d'Ig Ig et peuvent grandement influencer les propri t s biologiques de la prot ine, en grande partie en affectant sa liaison aux r cepteurs Fc sur les cellules immunitaires. d terminant antig nique, bien qu'avec une faible affinit Ka 105 107 litres/mole. Apr s avoir t stimul s par l'antig ne et les lymphocytes T auxiliaires, les lymphocytes B peuvent passer de la production d'IgM et d'IgD la fabrication d'autres classes d'Ig, un processus appel changement de classe. De plus, l'affinit de liaison de ces Ig pour leur antig ne augmente progressivement au fil du temps, un processus appel maturation d'affinit . Ainsi, la stimulation antig nique g n re un r pertoire d'Ig secondaires, avec une affinit consid rablement accrue (Ka jusqu' 1011 litres/mole) et une diversit des classes d'Ig et des sites de liaison l'antig ne. Comment chacun d'entre nous peut-il fabriquer autant d'Igs diff rentes ? Le probl me n'est pas aussi redoutable qu'il n'y para t premi re vue. Rappelons que les r gions variables des cha nes l g res et lourdes d'Ig se combinent g n ralement pour former le site de liaison l'antig ne. Ainsi, si nous avions 1000 g nes codant pour des cha nes l g res et 1000 g nes codant pour des cha nes lourdes, nous pourrions, en principe, combiner leurs produits de 1000 1000 fa ons diff rentes pour cr er 106 sites de liaison l'antig ne diff rents. N anmoins, nous avons d velopp des m canismes g n tiques sp ciaux pour permettre nos lymphocytes B de g n rer un nombre presque illimit de cha nes l g res et lourdes diff rentes d'une mani re remarquablement conomique. Nous le faisons en deux tapes. Tout d'abord, avant la stimulation antig nique, les lymphocytes B en d veloppement assemblent des segments de g nes distincts dans l'ADN pour cr er les g nes qui codent pour le r pertoire primaire des prot ines IgM et IgD de faible affinit . Deuxi mement, apr s la stimulation de l'antig ne, les g nes Ig assembl s peuvent subir deux autres changements : des mutations qui peuvent augmenter l'affinit de leur site de liaison l'antig ne et des r arrangements de l'ADN qui changent la classe d'Ig fabriqu e. Ensemble, ces changements produisent le r pertoire secondaire de prot ines IgG, IgE et IgA de haute affinit . Nous produisons notre r pertoire primaire d'Ig en assemblant des segments de g nes Ig distincts au cours du d veloppement des lymphocytes B. Chaque type de cha ne Ig (cha nes l g res , cha nes l g res et cha nes lourdes) est cod par un locus distinct sur un chromosome distinct. Chaque locus contient un grand nombre de segments de g nes codant pour la r gion V d'une cha ne Ig, et un ou plusieurs segments de g nes codant pour la r gion C. Au cours du d veloppement d'un lymphocyte B dans la moelle osseuse, une s quence codante compl te pour chacune des deux cha nes d'Ig synth tiser est assembl e par recombinaison g n tique sp cifique au site (discut e au chapitre 5). Une fois qu'une s quence codante de la r gion V est assembl e c t d'une s quence de la r gion C, elle peut ensuite tre co-transcrite et le transcrit |
Biologie moléculaire de la cellule | d'ARN r sultant trait pour produire une mol cule d'ARNm qui code pour la cha ne polypeptidique Ig compl te. Chaque r gion V de la cha ne l g re, par exemple, est cod e par une s quence d'ADN assembl e partir de deux segments de g ne : un segment de g ne V long et un segment de g ne de jonction court ou segment de g ne J (Figure 24 28). Chaque r gion V cha ne lourde est construite de mani re similaire en combinant des segments de g nes, mais ici un segment de diversit suppl mentaire, ou segment de g ne D, est galement n cessaire (Figure 24 29). En plus de rassembler les segments de g nes s par s du g ne Ig, ces r arrangements activent galement la transcription du promoteur du g ne par des modifications des positions relatives des s quences d'ADN cis-r gulatrices agissant sur le g ne. Ainsi, une cha ne Ig compl te ne peut tre synth tis e qu'apr s que l'ADN a t r arrang . Le grand nombre de segments de g nes V, J et D h rit s disponibles pour coder des cha nes d'Ig contribue de mani re substantielle la diversit des Ig, et la jonction combinatoire de ces segments (appel e diversification combinatoire) augmente consid rablement cette contribution. N'importe lequel des quelque 35 segments V fonctionnels de notre locus de cha ne l g re , par exemple, peut tre joint l'un des 5 segments J (voir Figure 24-28), de sorte que ce locus peut coder au moins 175 (35 5) r gions V diff rentes de la cha ne . De m me, n'importe lequel des 40 segments V du locus de la cha ne lourde humaine peut tre joint l'un des 23 segments D environ et l'un des 6 segments J pour coder au moins 5520 (40 23 6) r gions V diff rentes de la cha ne lourde. Par ce seul m canisme, appel recombinaison V(D)J, un humain peut produire 295 r gions VL diff rentes (175 et 120 ) et 5520 r gions VH diff rentes. En principe, ceux-ci pourraient alors tre combin s pour former plus de 1,5 106 (295 5520) sites de liaison l'antig ne diff rents. La recombinaison V(D)J est m di e par un complexe enzymatique appel V(D)J recombinase, qui reconna t les s quences de signal de recombinaison dans l'ADN qui flanque chaque segment de g ne joindre. Bien que le processus garantisse que seuls les segments de g nes appropri s se recombinent, un nombre variable de nucl otides est souvent perdu aux extr mit s des segments de g nes en recombinaison, et une ou plusieurs r gions al atoires d'ADN joindre des nucl otides choisis sont galement ins r es. Cette perte et ce gain al atoires de nucl otides aux sites de jonction sont appel s diversification jonctionnelle, et ils augmentent norm ment la diversit des s quences codantes de la r gion V cr es par la recombinaison V(D)J (jusqu' environ 108 fois), en particulier dans la troisi me r gion hypervariable. Ceci Cependant, une diversification accrue a un prix. Dans de nombreux cas, il d cale le cadre de lecture pour produire un g ne non fonctionnel, auquel cas le lymphocyte B en d veloppement ne parvient pas fabriquer une mol cule d'Ig fonctionnelle et meurt par cons quent dans la moelle osseuse. Une fois qu'un lymphocyte B fabrique une cha ne lourde fonctionnelle et une cha ne l g re qui forment un site de liaison l'antig ne, il d sactive le processus de recombinaison V(D)J, garantissant ainsi que la cellule fabrique des Ig d'une seule sp cificit de liaison l'antig ne. Les lymphocytes B fabriquant des BCR qui se lient fortement aux antig nes du soi dans la moelle osseuse seraient dangereux. Ces lymphocytes B maintiennent l'expression d'une recombinase V(D)J active et sont activ s par cette auto-liaison pour subir un second tour de recombinaison V(D)J dans un locus de cha ne l g re, modifiant ainsi la sp cificit de son BCR - le processus d' dition du r cepteur discut pr c demment ; les lymphocytes B auto-r actifs qui ne parviennent pas modifier leur sp cificit meurent par apoptose, dans le processus de d l tion clonale (voir Figure 24-21). Comme nous l'avons mentionn pr c demment, avec le passage du temps qui suit une infection ou une vaccination, il y a g n ralement une augmentation progressive de l'affinit des anticorps produits contre l'agent pathog ne. Ce ph nom ne de maturation affinitaire est d Figure 24 28 Le processus d'assemblage V-J impliqu dans la fabrication d'une cha ne l g re humaine. Dans l'ADN de la lign e germinale (o les segments du g ne Ig ne sont pas r arrang s et ne sont donc pas exprim s), le groupe de cinq segments du g ne J est s par de la s quence codante de la r gion C par un petit intron et des quelque 35 segments fonctionnels du g ne V par des milliers de paires de nucl otides. Au cours du d veloppement d'une cellule B, un segment du g ne V choisi au hasard (V3 dans ce cas) est d plac pour se trouver pr cis ment c t de l'un des segments du g ne J (J3 dans ce cas). Les segments suppl mentaires du g ne J (J4 et J5) et la s quence de l'intron sont transcrits (avec les segments de g nes V3 et J3 joints et la s quence codante |
Biologie moléculaire de la cellule | de la r gion c), puis limin s par pissage de l'ARNr pour g n rer des mol cules de l'ARNm avec des s quences V3, J3 et C contigu s, comme illustr . Ces ARNm sont ensuite traduits en cha nes l g res . Un segment du g ne J code pour la quinzaine d'acides amin s c-terminaux de la r gion V, et une courte s quence contenant la jonction du segment V-J code pour la troisi me r gion hypervariable, qui est la partie la plus variable de la r gion V de la cha ne l g re. Figure 24 29 Le locus de la cha ne lourde humaine. Il y a 40 segments V, environ 23 segments D, 6 segments J et un cluster ordonn de s quences codantes en r gion c, chaque cluster codant une classe diff rente de cha ne lourde. Le segment D (et une partie du segment J) code pour les acides amin s dans la troisi me r gion hypervariable, qui est la partie la plus variable de la r gion V cha ne lourde. Les m canismes g n tiques impliqu s dans la production d'une cha ne lourde sont les m mes que ceux illustr s aux figures 24 28 pour les cha nes l g res, sauf que deux tapes de r arrangement de l'ADN sont n cessaires au lieu d'une : d'abord, un segment D se joint un segment J, puis un segment V se joint au segment DJ r arrang . Les r arrangements conduisent la production d'un VDJc mrNA qui code une cha ne lourde Ig compl te. La figure n'est pas dessin e l' chelle : la longueur totale du locus de la cha ne lourde est sup rieure deux m gabases. De plus, un certain nombre de d tails sont omis : par exemple, les exons codant pour chaque domaine Ig de la r gion c et la r gion charni re (voir Figure 24-27) et les diff rentes sous-classes de segments codants pour c ne sont pas repr sent s. l'accumulation de mutations ponctuelles dans les s quences codantes de la r gion V cha ne lourde et cha ne l g re. Les mutations se produisent longtemps apr s l'assemblage des r gions codantes. Une fois que les lymphocytes B ont t stimul s par l'antig ne et les lymphocytes T auxiliaires dans un organe lympho de p riph rique, certains des lymphocytes B activ s prolif rent rapidement dans les follicules lympho des et forment des centres germinaux (voir Figure 24-20). Ici, les lymphocytes B mutent au rythme d'environ une mutation par s quence codante de la r gion V par g n ration cellulaire. Parce qu'il est environ un million de fois plus lev que le taux de mutation spontan e dans d'autres g nes et qu'il se produit dans les cellules somatiques plut t que dans les cellules germinales, le processus est appel hypermutation somatique. Tr s peu d'Igs alt r es g n r es par l'hypermutation auront une affinit accrue pour l'antig ne. Mais, parce que les m mes g nes Ig produisent la fois des BCR et des anticorps s cr t s, l'antig ne stimulera pr f rentiellement les quelques lymphocytes B qui fabriquent des BCR avec une affinit accrue pour l'antig ne. Les clones de ces lymphocytes B modifi s survivront et prolif reront pr f rentiellement, d'autant plus que la quantit d'antig ne diminue Niveaux tr s faibles en fin de r ponse. La plupart des autres lymphocytes B du centre germinatif mourront par apoptose. Ainsi, la suite de cycles r p t s d'hypermutation somatique suivis d'une prolif ration induite par l'antig ne de clones s lectionn s de lymphocytes B effecteurs et m moires, les anticorps d'une affinit de plus en plus lev e deviennent abondants au cours d'une r ponse immunitaire adaptative, offrant une protection progressivement meilleure contre l'agent pathog ne (Vid o 24.6). Une perc e dans la compr hension du m canisme mol culaire de l'hypermutation somatique est venue avec l'identification d'une enzyme n cessaire au processus. On l'appelle d saminase induite par l'activation (AID) car elle est exprim e sp cifiquement dans les cellules B activ es et d samine la cytosine (C) en uracile (U) lors de la transcription de l'ADN codant pour la r gion V. La d samination produit des m sappariements U :G dans la double h lice de l'ADN, et la r paration de ces m sappariements produit divers types de mutations, en fonction de la voie de r paration utilis e. L'hypermutation somatique n'affecte que l'ADN activement transcrit, car l'AID ne fonctionne que sur l'ADN simple brin (qui est expos transitoirement lors de la transcription) et parce que les prot ines impliqu es dans la transcription des s quences codantes de la r gion V sont n cessaires pour recruter l'enzyme AID. L'AID est galement n cessaire pour que les lymphocytes B activ s passent de la production d'IgM et d'IgD la production des autres classes d'Ig, comme nous le voyons maintenant. Les lymphocytes B peuvent changer la classe d'Ig qu'ils produisent Une fois qu'un lymphocyte B en d veloppement quitte la moelle osseuse, avant d'interagir avec l'antig ne, il exprime la fois des BCR IgM et IgD sa surface, tous deux avec les m mes sites de liaison l'antig ne (voir Figure 24-24). La stimulation par l'antig ne et les lymphocytes T auxiliaires active bon nombre de ces lymphocytes B na fs matures pou |
Biologie moléculaire de la cellule | r qu'ils deviennent des cellules effectrices s cr tant des IgM, de sorte que les anticorps IgM dominent la r ponse anticorps primaire. Plus tard dans la r ponse immunitaire, cependant, lorsque les lymphocytes B activ s subissent une hypermutation somatique, la combinaison de cytokines d riv es de l'antig ne et des lymphocytes T auxiliaires (discut e plus loin) stimule de nombreux lymphocytes B passer de la production d'IgM et d'IgD li es la membrane la fabrication d'IgG, d'IgE ou d'IgA, dans le processus de changement de classe. Certaines de ces cellules deviennent des cellules m moires qui expriment la classe correspondante d'Ig sous forme de BCR leur surface, tandis que d'autres deviennent des cellules effectrices qui s cr tent les mol cules d'Ig sous forme d'anticorps. Les mol cules IgG, IgE et IgA conservent leur site de liaison l'antig ne d'origine et sont collectivement appel es classes secondaires d'Ig, car elles ne sont produites qu'apr s la stimulation de l'antig ne, dominent les r ponses secondaires des anticorps et constituent le r pertoire d'Ig secondaires. Comme nous l'avons vu pr c demment, la r gion constante d'une cha ne lourde Ig d termine la classe de l'Ig. Ainsi, la capacit des lymphocytes B changer la classe d'anticorps qu'ils produisent sans modifier le site de liaison l'antig ne implique que la m me s quence codante de la r gion VH assembl e (qui sp cifie la partie de liaison l'antig ne de la cha ne lourde) peut s'associer s quentiellement diff rentes s quences codantes CH. Cela a d'importantes implications fonctionnelles. Cela signifie que, chez un animal individuel, un site particulier de liaison l'antig ne qui a t s lectionn par les antig nes environnementaux peut tre distribu entre les diff rentes classes d'anticorps, acqu rant ainsi les diff rentes propri t s biologiques de chaque classe. C C TRANSCRIPTION, PISSAGE DE L'ARN5 Lorsqu'un lymphocyte B passe de la production d'IgM et d'IgD l'une des classes secondaires d'Ig, un changement irr versible se produit dans l'ADN, un processus appel recombinaison de changement de classe. Il implique la suppression de toutes les s quences codantes CH entre la s quence codante VDJ assembl e et la s quence codante CH particuli re que la cellule est destin e exprimer. La recombinaison de commutation de classe diff re de la recombinaison V(D)J de plusieurs fa ons. (1) Cela se produit apr s la stimulation antig nique, principalement dans les centres germinaux, et d pend des lymphocytes T auxiliaires. (2) Il utilise diff rentes s quences de signaux de recombinaison, appel es s quences de commutation, qui flanquent les diff rents segments de codage CH. (3) Il s'agit de couper et d'assembler les s quences de commutation, qui sont des s quences non codantes, et de laisser inchang e la s quence codante de la r gion VH assembl e (Figure 24 30). (4) Plus important encore, le m canisme mol culaire est diff rent. Elle d pend de l'AID, qui est galement impliqu dans l'hypermutation somatique, plut t que de la recombinase V(D)J. Les cytokines qui activent le changement de classe induisent la production de r gulateurs de transcription qui activent la transcription partir des s quences de commutation pertinentes, permettant le recrutement de l'AID vers ces sites. Une fois li , l'AID initie la recombinaison de commutation en d saminant certaines cytosines en uracile proximit de ces s quences de commutation. On pense que l'excision de ces uraciles entra ne des cassures double brin dans les r gions de commutation participantes, qui sont ensuite reli es par une forme de jonction d'extr mit non homologue (discut e au chapitre 5). Ainsi, alors que le r pertoire primaire des Ig chez l'homme (et la souris) est g n r par la jonction de V(D)J m di e par la recombinase de V(D)J, le r pertoire secondaire d'anticorps est g n r par l'hypermutation somatique et la recombinaison de changement de classe, toutes deux m di es par l'AID. La figure 24-31 num re les principaux m canismes que nous avons abord s dans ce chapitre et qui diversifient les Ig. Chaque clone de lymphocyte B fabrique des mol cules d'Ig avec un site de liaison l'antig ne unique. Initialement, les mol cules d'Ig sont ins r es dans la membrane plasmique et servent de r cepteurs de cellules B (BCR) pour l'antig ne. La liaison de l'antig ne aux BCR, associ e aux signaux de co-stimulation des lymphocytes T auxiliaires, active les lymphocytes B pour qu'ils prolif rent et se diff rencient en cellules m moires ou en cellules effectrices s cr tant des anticorps. Les cellules effectrices s cr tent de grandes quantit s d'anticorps avec le m me site de liaison l'antig ne que les BCR. Une mol cule d'Ig typique est compos e de quatre cha nes polypeptidiques : deux cha nes lourdes identiques et deux cha nes l g res identiques. Des parties des cha nes lourdes et l g res forment les deux sites de liaison l'antig ne identiques. Il existe plusieurs classes d'Ig (IgA, Ig |
Biologie moléculaire de la cellule | D, IgE, IgG et IgM), chacune avec une cha ne lourde distinctive, qui d termine la Figure 24 30 Un exemple de r arrangement de l'ADN qui se produit dans la recombinaison de commutation de classe. Un lymphocyte B fabriquant des mol cules d'IgM avec une r gion V cod e par une s quence d'ADN VDJ assembl e particuli re est stimul pour passer la fabrication de mol cules d'IgA avec la m me r gion V. Ce faisant, il supprime l'ADN entre la s quence VDJ et la s quence codante c . Des s quences d'ADN sp cifiques (s quences de commutation) situ es en amont de chaque s quence codante pour ch ( l'exception de c , car les lymphocytes B ne passent pas de c c ) peuvent se recombiner les unes avec les autres, avec la suppression de l'ADN interm diaire, comme illustr ici. Comme nous l'avons vu dans le texte, le processus de recombinaison d pend de l'AID, la m me enzyme qui est impliqu e dans l'hypermutation somatique. Lors du passage d'IgM IgG ou Ige, les s quences codantes de la r gion c en aval de c ou c , qui restent apr s la d l tion de l'ADN, sont supprim es lors de l' pissage de l'ARNr. jonction combinatoire de segments de g nes jonction combinatoire de cha nes L et H Figure 24 31 Les principaux m canismes de diversification des Ig chez la souris et l'homme. Ceux marqu s en vert se produisent pendant le d veloppement des lymphocytes B dans la moelle osseuse, tandis que les deux m canismes ombrag s en rouge se produisent lorsque les lymphocytes B sont stimul s par un antig ne tranger et des lymphocytes T auxiliaires dans les centres germinaux des organes lympho des p riph riques, soit tardivement dans une r ponse primaire, soit dans une r ponse secondaire. propri t s biologiques de la classe Ig. Chaque cha ne l g re et lourde est compos e d'un certain nombre de domaines Ig. La variation de la s quence d'acides amin s dans les domaines variables des cha nes l g res et lourdes est concentr e dans plusieurs petites r gions hypervariables, qui forment des boucles une extr mit de ces domaines pour produire le site de liaison l'antig ne. Les Igs sont cod es par des loci sur trois chromosomes diff rents, chacun d'entre eux tant responsable de la production d'une cha ne polypeptidique diff rente : une cha ne l g re , une cha ne l g re ou une cha ne lourde. Chaque locus contient des segments de g nes distincts qui codent pour diff rentes parties de la r gion variable de la cha ne Ig particuli re. Chaque locus de cha ne l g re contient une ou plusieurs s quences codantes de r gion constante (C) et des ensembles de segments de g nes variables (V) et de jonction (J). Le locus cha ne lourde contient des ensembles de s quences codantes de la r gion C et des ensembles de V, diversit (D) et J. Au cours du d veloppement des lymphocytes B dans la moelle osseuse, avant la stimulation de l'antig ne, des segments de g nes distincts sont r unis par une recombinaison sp cifique au site qui d pend d'une recombinase V(D)J. Un segment de g ne VL se recombine avec un segment de g ne JL pour produire une s quence d'ADN codant pour la r gion V d'une cha ne l g re, et un segment de g ne VH se recombine avec un segment de g ne D et un segment de g ne JH pour produire une s quence d'ADN codant pour la r gion V d'une cha ne lourde. Chacune des s quences codantes de la r gion V nouvellement assembl es est ensuite co-transcrite avec la s quence appropri e de la r gion C pour produire une mol cule d'ARN qui code pour la cha ne polypeptidique Ig compl te. En combinant au hasard des segments de g nes h r ditaires qui codent pour les r gions variables au cours du d veloppement des lymphocytes B, les humains peuvent fabriquer des centaines de cha nes l g res diff rentes et des milliers de cha nes lourdes diff rentes. Parce que le site de liaison l'antig ne est form l o les boucles hypervariables des domaines VL et VH se rejoignent dans la mol cule d'Ig finale, les cha nes lourdes et l g res peuvent potentiellement s'apparier pour former des Ig avec des millions de sites de liaison l'antig ne diff rents. Une perte ou un gain de nucl otides au site de jonction g ne-segment augmente norm ment ce nombre. Les IgIg produites par une telle recombinaison V(D)J avant la stimulation de l'antig ne sont des IgM et des IgD faible affinit pour la liaison de l'antig ne, et elles constituent le r pertoire primaire d'Ig. Les Igs sont encore diversifi es la suite de la stimulation de l'antig ne dans les organes lympho des p riph riques par les processus d pendants de l'AID et des lymphocytes T auxiliaires de l'hypermutation somatique et de la recombinaison de changement de classe, qui produisent ensemble les IgG, IgE et IgA de haute affinit qui constituent le r pertoire d'Ig secondaires. Le processus de changement de classe permet d'incorporer le m me site de liaison l'antig ne dans des anticorps qui ont des queues diff rentes et donc des propri t s biologiques diff rentes. Comme les r ponses anticorps, les r ponses immunitai |
Biologie moléculaire de la cellule | res m di es par les lymphocytes T sont extr mement sp cifiques l'antig ne, et elles sont au moins aussi importantes que les anticorps dans la d fense des vert br s contre l'infection. En effet, la plupart des r ponses immunitaires adaptatives, y compris la plupart des r ponses anticorps, n cessitent des lymphocytes T auxiliaires pour leur initiation. Plus important encore, contrairement aux lymphocytes B, les lymphocytes T peuvent aider liminer les agents pathog nes qui ont p n tr l'int rieur des cellules h tes, o ils sont invisibles pour les lymphocytes B et les anticorps. Une grande partie du reste de ce chapitre s'int resse la fa on dont les lymphocytes T accomplissent cet exploit. Les r ponses des lymphocytes T diff rent des r ponses des lymphocytes B d'au moins deux mani res cruciales. Tout d'abord, un lymphocyte T est activ par un antig ne tranger pour prolif rer et se diff rencier en cellules effectrices uniquement lorsque l'antig ne est affich la surface d'une cellule pr sentatrice d'antig ne (APC), g n ralement une cellule dendritique dans un organe lympho de p riph rique. L'une des raisons pour lesquelles les lymphocytes T ont besoin d'APC pour tre activ s est que la forme de l'antig ne qu'ils reconnaissent est diff rente de celle reconnue par les Igs produites par les lymphocytes B. Alors que les Igs peuvent reconna tre les d terminants antig niques la surface des agents pathog nes et des prot ines repli es solubles, par exemple, les lymphocytes T ne peuvent reconna tre que des fragments d'antig nes prot iques qui ont t produits par prot olyse partielle l'int rieur d'une cellule h te. Comme mentionn pr c demment, les prot ines du CMH nouvellement form es capturent ces fragments de peptide et les transportent la surface de la cellule h te, o les lymphocytes T peuvent les reconna tre. La deuxi me diff rence est que, une fois activ s, les lymphocytes T effecteurs agissent principalement courte distance, soit au sein d'un organe lympho de secondaire, soit apr s avoir migr vers un site d'infection. Les lymphocytes B effecteurs, en revanche, s cr tent des anticorps qui peuvent agir distance. Les lymphocytes T effecteurs interagissent directement avec une autre cellule h te du corps, qu'ils tuent (s'il s'agit d'une cellule h te infect e, par exemple) ou qu'ils signalent d'une mani re ou d'une autre (s'il s'agit d'un lymphocyte B ou d'un macrophage, par exemple). Nous appellerons ces cellules h tes des cellules cibles. Comme c'est le cas avec les APC, les cellules cibles doivent pr senter un antig ne li une prot ine du CMH leur surface pour qu'un lymphocyte T les reconnaisse. Il existe trois grandes classes de lymphocytes T : les lymphocytes T cytotoxiques, les lymphocytes T auxiliaires et les lymphocytes T r gulateurs. Lorsqu'elles sont activ es, elles fonctionnent comme des cellules effectrices (voir Figure 24-17), chacune ayant ses propres activit s distinctes. Effecteur Les lymphocytes T cytotoxiques tuent directement les cellules infect es par un virus ou un autre agent pathog ne intracellulaire. Les lymphocytes T auxiliaires effecteurs aident stimuler les r ponses d'autres cellules immunitaires, principalement les macrophages, les cellules dendritiques, les lymphocytes B et les lymphocytes T cytotoxiques ; comme nous le verrons, il existe une vari t de sous-types fonctionnellement distincts de lymphocytes T auxiliaires. Les lymphocytes T r gulateurs effecteurs suppriment l'activit des autres cellules immunitaires. Dans cette section, nous d crivons ces classes et sous-classes de lymphocytes T et leurs fonctions respectives. Nous discutons de la fa on dont ils reconnaissent les antig nes trangers la surface des APC ou des cellules cibles et du r le crucial jou par les prot ines du CMH dans le processus de reconnaissance. Nous commen ons par examiner les r cepteurs de surface cellulaire que les lymphocytes T utilisent pour reconna tre l'antig ne. Les r cepteurs des lymphocytes T (TCR), contrairement aux Igs fabriqu es par les lymphocytes B, n'existent que sous forme membranaire. Ils sont compos s de deux cha nes polypeptidiques transmembranaires li es au disulfure, chacune contenant deux domaines de type Ig, l'un variable et l'autre constant. Sur la plupart des lymphocytes T, les TCR ont une cha ne et une cha ne (Figure 24-32). Les locus g n tiques qui codent pour les cha nes et sont situ s sur diff rents chromosomes. l'instar d'un locus cha ne lourde Ig (voir les figures 24 29), les loci TCR contiennent des segments de g nes V, D et J distincts (ou simplement des segments de g nes V et J dans le cas du locus cha ne ), qui sont r unis par recombinaison sp cifique au site pendant le d veloppement des lymphocytes T dans le thymus. une exception pr s, les lymphocytes T utilisent les m mes m canismes pour g n rer la diversit du site de liaison l'antig ne de leurs TCR que les cellules B utilisent pour g n rer la diversit du site de |
Biologie moléculaire de la cellule | liaison l'antig ne de leurs Ig, et ils utilisent la m me recombinase V(D)J ; ainsi, les humains ou les souris d ficients en cette recombinase ne peuvent pas fabriquer de lymphocytes B ou T fonctionnels. Le m canisme qui n'op re pas dans la diversification du TCR est l'hypermutation somatique induite par l'antig ne. Ainsi, les affinit s des TCR ont tendance tre faibles (Ka 105-107 litres/mole). Cependant, divers cor cepteurs et prot ines d'adh sion cellule-cellule renforcent consid rablement la liaison d'un lymphocyte T un APC ou une cellule cible. Figure 24 32 Un h t rodim re du r cepteur des lymphocytes T (TCR). (A) Sch ma montrant que le r cepteur est compos d'une cha ne polypeptidique et d'une cha ne polypeptidique . chaque cha ne a une grande partie extracellulaire qui est pli e en deux domaines de type Ig, une variable (V) et une constante (c). Un domaine V et un domaine V (en bleu) forment le site de liaison l'antig ne. Contrairement aux Ig, qui ont deux sites de liaison pour l'antig ne, les Tcrs n'en ont qu'un. L'h t rodim re - est associ de mani re non covalente un grand ensemble de prot ines invariantes li es la membrane (non illustr es), qui aident activer les lymphocytes T lorsque les Tcrs se lient leur antig ne sp cifique (voir Figure 24-45B). Un lymphocyte T typique a environ 30 000 Tcrs sa surface. (B) La structure tridimensionnelle de la partie extracellulaire d'un Tcr. Le site de liaison l'antig ne est form par les boucles hypervariables des domaines V et V (en noir), et il est similaire dans ses dimensions globales et sa g om trie au site de liaison l'antig ne d'une mol cule Ig. (B, d'apr s K.c. Garcia et al., Science 274:209-219, 1996.) Au lieu de fabriquer des cha nes et , une minorit de lymphocytes T fabrique un type diff rent mais apparent d'h t rodim re TCR, compos de cha nes et de cha nes . Bien que ces lymphocytes T / ne repr sentent normalement que 5 10 % des lymphocytes T du sang humain, ils peuvent constituer la population dominante de lymphocytes T dans les pith liums (dans la peau et l'intestin, par exemple). Ils ont certaines propri t s en commun avec les cellules tueuses naturelles (NK) et avec une cat gorie croissante de cellules T de type T qui pr sentent des caract ristiques de cellules immunitaires inn es et adaptatives, parfois appel es collectivement cellules lympho des inn es. Les cellules de toutes ces cat gories ont tendance tre enrichies en tissus muqueux, r pondre t t l'infection, pr senter une faible m moire immunologique et, par rapport aux cellules B et T, avoir des r cepteurs de surface de diversit restreinte. Nous n'en discuterons pas davantage. Comme pour les BCR, les TCR sont troitement associ s dans la membrane plasmique un certain nombre de prot ines invariantes li es la membrane qui sont impliqu es dans la transmission du signal d'un r cepteur activ par l'antig ne l'int rieur de la cellule. Nous aborderons ces prot ines plus en d tail plus tard, lorsque nous examinerons certains des v nements mol culaires impliqu s dans l'activation des lymphocytes T et B. Tout d'abord, nous consid rons les fa ons particuli res dont les lymphocytes T reconnaissent l'antig ne tranger la surface d'un APC ou d'une cellule cible. En g n ral, les lymphocytes T na fs, y compris les lymphocytes T auxiliaires na fs et les lymphocytes T cytotoxiques, prolif rent et se diff rencient en cellules effectrices et cellules m moires uniquement lorsqu'elles voient leur antig ne sp cifique la surface d'une cellule dendritique activ e dans un organe lympho de p riph rique (Figure 24-33). La cellule dendritique activ e pr sente l'antig ne dans un complexe avec des prot ines du CMH sa surface, ainsi que des prot ines co-stimulatrices (voir Figure 24-11). Cependant, les lymphocytes T m moires qui se d veloppent peuvent tre activ s par le m me complexe antig ne-CMH la surface d'autres types d'APC (cellules cibles), y compris les macrophages et les lymphocytes B, ainsi que par les cellules dendritiques. Les cellules dendritiques immatures sont situ es dans la plupart des tissus, c'est- -dire dans les couches pith liales sous-jacentes de la peau et de l'intestin, par exemple, o elles chantillonnent et traitent constamment les prot ines de leur environnement. Ils deviennent activ s pour arriver maturit lorsque leurs r cepteurs de reconnaissance de formes (PRR) rencontrent des motifs mol culaires associ s des agents pathog nes (PAMP) sur un agent pathog ne envahissant ou ses produits. L'agent pathog ne ou les produits sont ing r s, et les prot ines microbiennes sont cliv es en fragments peptidiques, qui sont charg s sur les prot ines du CMH, comme nous le verrons plus loin. Les cellules dendritiques activ es migrent ensuite via la lymphe du site de l'infection vers les ganglions lymphatiques locaux ou les organes lympho des associ s l'intestin, o elles pr sentent les antig nes trangers, repr sent s |
Biologie moléculaire de la cellule | sous forme de complexes peptide-CMH la surface des cellules dendritiques, pour tre reconnus par les cellules T pertinentes (voir Figure 24-11). Les cellules dendritiques activ es pr sentent leur surface trois types de mol cules prot iques qui jouent un r le dans l'activation d'un lymphocyte T pour qu'il devienne une cellule effectrice ou une cellule m moire (Figure 24-34) : (1) les prot ines du CMH, qui pr sentent des peptides trangers aux TCR ; (2) les prot ines co-stimulatrices, qui se lient des r cepteurs compl mentaires la surface des lymphocytes T ; et (3) les mol cules d'adh sion cellule-cellule, qui permettent un lymphocyte T de se lier la cellule dendritique suffisamment longtemps pour tre activ , g n ralement plusieurs heures. De plus, les cellules dendritiques activ es s cr tent une vari t de cytokines qui influencent le type de cellule T auxiliaire effectrice qui se d veloppe, et diff rents types de cellules dendritiques favorisent des r sultats diff rents (voir plus loin). Les lymphocytes T reconnaissent les peptides trangers li s aux prot ines Mhc Les prot ines du CMH capturent et affichent des fragments peptidiques de prot ines trang res pour les pr senter aux lymphocytes T. Il existe deux classes principales de prot ines du CMH, qui sont structurellement et fonctionnellement distinctes. Les prot ines du CMH de classe I pr sentent principalement des peptides trangers aux lymphocytes T cytotoxiques, tandis que les prot ines du CMH de classe II pr sentent principalement des peptides trangers aux lymphocytes T auxiliaires et r gulateurs (Figure 24 35). Certaines prot ines du CMH de classe I pr sentent des antig nes microbiens lipidiques et glycolipidiques aux lymphocytes T, mais elles ne sont pas cod es dans la r gion du CMH du g nome, et nous ne les examinerons pas plus avant. Figure 24 33 Micrographie d'immunofluorescence d'une cellule dendritique en culture. Ces Apcs tirent leur nom de leurs longs processus, ou dendrites . La cellule a t marqu e avec un anticorps monoclonal qui reconna t un antig ne de surface sur ces cellules. (Avec l'aimable autorisation de David Katz.) Les prot ines du CMH de classe I et de classe II sont des h t rodim res, dans lesquels deux domaines extracellulaires forment un sillon de liaison aux peptides, qui contient toujours un petit peptide variable. Dans les prot ines du CMH de classe I, les deux domaines qui forment le sillon de liaison pep-tide sont fournis par la cha ne transmembranaire, qui est associ e de mani re non covalente une petite sous-unit appel e 2-microglobuline ; dans les prot ines du CMH de classe II, une cha ne diff rente et une grande cha ne associ e de mani re non covalente contribuent chacune un domaine extracellulaire pour former le sillon de liaison au peptide (Figure 24 36). Un TCR se lie la fois au peptide et aux cr tes du sillon de liaison. Les humains ont trois prot ines majeures de classe I, appel es HLA-A, HLA-B et HLA-C, et trois prot ines de classe II, appel es HLA-DR, HLA-DP et HLA-DQ (HLA signifie human-leucocyte-associated, car ces prot ines ont t d montr es pour la premi re fois sur des leucocytes humains). La figure 24-37 montre comment les g nes qui codent pour ces prot ines sont dispos s sur le chromosome 6 humain. Il existe des diff rences importantes entre les prot ines du CMH de classe I et de classe II en ce qui concerne les types de cellules qui les expriment et l'origine des peptides dans leurs sillons de liaison aux peptides. Presque tous nos Les cellules nucl es expriment des prot ines de classe I. Leur sillon de liaison aux peptides fait partie d'une collection vari e de peptides (g n ralement de 8 10 acides amin s de longueur). Dans une cellule saine, les peptides proviennent des prot ines cytosoliques et nucl aires de la cellule qui ont subi une d gradation partielle dans les prot asomes dans les processus de renouvellement normal des prot ines et les m canismes de contr le de la qualit . Certains des fragments peptidiques produits de cette mani re sont activement transport s dans la lumi re du r ticulum endoplasmique (RE), par l'interm diaire d'un transporteur sp cialis dans la membrane du RE, o ils sont charg s sur des cha nes de du CMH de classe I nouvellement synth tis es ; Une fois qu'un peptide se lie, la cha ne peut s'assembler avec sa cha ne partenaire. Le complexe auto-peptide-CMH qui en r sulte est ensuite transport travers l'appareil de Golgi jusqu' la surface de la cellule. De tels complexes ne sont cependant pas dangereux, car les lymphocytes T cytotoxiques qui pourraient reconna tre fragmentent le CMH de la prot ine trang re Figure 24 34 Les trois types g n raux de prot ines la surface d'une cellule dendritique activ e impliqu es dans l'activation d'une cellule T. Bien que seules les mol cules de co-stimulation li es la membrane soient pr sent es, les cellules dendritiques activ es s cr tent galement des mol cules de co-stimulation solu |
Biologie moléculaire de la cellule | bles. Les cha nes polypeptidiques invariantes qui sont toujours associ es de mani re stable au Tcr ne sont pas repr sent es ; ils sont illustr s dans les figures 24 45B et la vid o 24.7. Figure 24 35 Reconnaissance par les lymphocytes T de peptides trangers li s aux prot ines du CMH. Les lymphocytes T cytotoxiques reconnaissent les peptides trangers en association avec les prot ines Mhc de classe I, tandis que les lymphocytes T auxiliaires et les lymphocytes T r gulateurs reconnaissent les peptides trangers en association avec les prot ines Mhc de classe II. Dans les deux cas, le lymphocyte T reconna t les complexes peptide-Mhc la surface d'un Apc, soit une cellule dendritique, soit une cellule cible. Certains lymphocytes T r gulateurs reconnaissent les peptides du soi en association avec les prot ines Mhc de classe II (non illustr es). Figure 24 36 Prot ines du CMH de classe I et de classe II. (A) La cha ne de la mol cule de classe I comporte trois domaines extracellulaires, 1, 2 et 3, chacun cod par un exon distinct. La cha ne est associ e de mani re non covalente une cha ne polypeptidique plus petite, la 2-microglobuline, qui n'est pas cod e dans la r gion Mhc du g nome. Le domaine 3 et la 2-microglobuline sont de type Ig. Alors que la 2-microglobuline est invariante, la cha ne est extr mement polymorphe, principalement dans les domaines 1 et 2. (B) Dans les prot ines Mhc de classe II, la cha ne et la cha ne sont cod es l'int rieur du Mhc et sont polymorphes, principalement dans les domaines 1 et 1 ; les domaines 2 et 2 sont de type Ig. Ainsi, il existe des similitudes frappantes entre les prot ines Mhc de classe I et de classe II. Dans les deux cas, les deux domaines les plus externes (ombr s en bleu) sont polymorphes et interagissent pour former un sillon qui lie les fragments peptidiques. (c) La structure tridimensionnelle du sillon de liaison au peptide d'une prot ine humaine Mhc de classe I est vue d'en haut, le peptide li tant repr sent sch matiquement ; un peptide doit tre li dans le sillon pour que la prot ine Mhc s'assemble et soit transport e la surface de la cellule. Les c t s de la rainure sont form s par deux h lices et le sol est form par une feuille pliss e . La liaison disulfure S-S est repr sent e en rouge (Vid o 24.8 et Vid o 24.9). (c, adapt de p.J. Bjorkman et al., Nature 329:506-512, 1987. Avec l'autorisation de Macmillan publishers Ltd.) ils ont t soit limin s, soit inactiv s, soit supprim s par les lymphocytes T r gulateurs dans le processus d'autotol rance. En revanche, dans une cellule infect e par un agent pathog ne tel qu'un virus, les prot ines pathog nes seront trait es de la m me mani re, et les peptides qui en sont d riv s seront affich s la surface de la cellule infect e li s aux prot ines du CMH de classe I ; l , ils sont reconnus par les lymphocytes T cytotoxiques exprimant les TCR appropri s, ciblant ainsi la cellule infect e pour la destruction (Figure 24 38). En g n ral, seules les cellules pr sentatrices d'antig nes (CPA) expriment des prot ines du CMH de classe II. Les cellules dendritiques sont appel es APC professionnelles, car elles sont sp cialis es pour cette fonction et elles seules peuvent activer les cellules T na ves. D'autres cellules immunitaires qui sont cibles de la r gulation des lymphocytes T effecteurs, y compris les lymphocytes B et les macrophages, sont des APC non professionnels. Tous les APC chargent leurs prot ines CMH de classe II nouvellement synth tis es avec des peptides d riv s principalement de prot ines extracellulaires qui sont endocytos es et d livr es aux endosomes. Les prot ines du CMH de classe II nouvellement synth tis es contiennent initialement une cha ne invariante, qui occupe le sillon de liaison aux peptides Figure 24 37 G nes du CMH humain. Ce sch ma simplifi montre l'emplacement des g nes qui codent pour les sous-unit s transmembranaires des prot ines Mhc de classe I (vert clair) et de classe II (vert fonc ). Le les g nes repr sent s codent pour trois types de prot ines Mhc de classe I (hLA-A, hLA-B et hLA-c) et trois types de prot ines Mhc de classe II (hLA-Dp, hLA-DQ et hLA-Dr). Un individu peut donc fabriquer six types de prot ines Mhc de classe I (trois cod es par des g nes maternels et trois par des g nes paternels) et plus de six types de prot ines Mhc de classe II. En raison de l'extr me polymorphisme des g nes Mhc, les chances sont tr s faibles que les all les maternel et paternel soient les m mes. Le nombre de prot ines Mhc de classe II qui peuvent tre fabriqu es est sup rieur six parce qu'il y a deux g nes DR et parce que les cha nes polypeptidiques cod es par la m re et par le p re peuvent parfois s'apparier. La r gion enti re s' tend sur environ sept millions de paires de bases et contient d'autres g nes qui ne sont pas montr s. et l'emp che de se lier pr matur ment un peptide jusqu' ce que la prot ine du CMH de classe II atteigne des v sicules sp |
Biologie moléculaire de la cellule | cialis es, qui fusionnent avec les endosomes. Ici, la cha ne invariante est retir e et les fragments peptidiques (g n ralement de 12 20 acides amin s) produits partir de prot ines endocytos es peuvent se lier au sillon des prot ines du CMH de classe II, qui sont ensuite transport es vers la membrane plasmique pour tre affich es la surface de l'APC. Dans une cellule h te saine, les sillons prot iques du CMH de classe II sont charg s de peptides auto-d riv s de prot ines normales et seront ignor s par les lymphocytes T en raison de m canismes d'auto-tol rance. Au cours d'une infection, cependant, les prot ines pathog nes sont galement endocytos es et trait es de la m me mani re, ce qui permet aux APC de pr senter des peptides pathog nes li s aux prot ines du CMH de classe II aux lymphocytes T exprimant un TCR appropri (Figure 24 39). La distinction qui vient d' tre discut e entre les voies de traitement de l'antig ne pour charger les peptides sur les prot ines du CMH de classe I et de classe II n'est pas absolue. Les cellules dendritiques, par exemple, doivent tre capables d'activer les cellules T cytotoxiques pour tuer les cellules infect es par le virus, m me lorsque le virus n'infecte pas les cellules dendritiques elles-m mes. Pour ce faire, des sous-ensembles sp cialis s de cellules dendritiques utilisent un processus appel pr sentation crois e, qui commence lorsque ces cellules dendritiques non infect es phagocytent les cellules h tes infect es par le virus ou leurs fragments. Les prot ines virales ing r es sont ensuite lib r es par un m canisme inconnu des phagolysosomes dans le cytosol, o elles sont d grad es dans les prot asomes ; les fragments de prot ines r sultants sont ensuite transport s dans la lumi re du RE, o ils se chargent sur l'assemblage de prot ines du CMH de classe I. La pr sentation crois e dans les cellules dendritiques ne se limite pas aux agents pathog nes endocytos s et leurs produits : elle active galement les lymphocytes T cytotoxiques contre les antig nes tumoraux des cellules canc reuses et les prot ines du CMH des greffes d'organes trangers. Figure 24 38 Le traitement d'une prot ine trang re extracellulaire pour la pr sentation aux lymphocytes T cytotoxiques. Une cellule T cytotoxique effectrice tue une cellule infect e par le virus lorsqu'elle reconna t des fragments d'une prot ine virale interne li e des prot ines Mhc de classe I la surface de la cellule infect e. Tous les virus ne p n trent pas dans la cellule de la m me mani re que ce virus ARNr envelopp , mais des fragments de prot ines virales internes suivent toujours la voie indiqu e. Seule une petite proportion des prot ines virales synth tis es dans le cytosol est d grad e et transport e la surface de la cellule, mais cela est suffisant pour attirer une attaque d'un lymphocyte T cytotoxique. Plusieurs prot ines chaperonnes dans la lumi re de l' rection aident au repliement et l'assemblage des prot ines Mhc de classe I (non illustr es). L'assemblage des prot ines Mhc de classe I et leur transport la surface cellulaire n cessitent la liaison d'un peptide propre ou tranger (Vid o 24.10). Figure 24 39 Traitement d'un antig ne prot ique extracellulaire pour pr sentation un lymphocyte T auxiliaire. Cette repr sentation simplifi e montre comment les complexes peptide-classe-II-Mhc se forment dans les endosomes et sont d livr s via des v sicules la surface de la cellule. Les glycoprot ines de l'enveloppe virale peuvent galement tre trait es par cette voie pour tre pr sent es aux lymphocytes T auxiliaires (non illustr ) : ces glycoprot ines sont normalement fabriqu es dans le re et transport es via le Golgi pour tre ins r es dans la membrane plasmique ; bien que la plupart de ces glycoprot ines soient incorpor es dans l'enveloppe des particules virales bourgeonnantes, certaines seront endocytos es et entreront dans les endosomes, partir desquelles elles pourront entrer dans la voie de traitement du Mhc de classe II. RECONNAISSANCE PAR CELLULE T AUXILIAIRE ADMINISTRATION DU COMPLEXE PEPTIDE-MHC LA MEMBRANE PLASMIQUE POUR RECONNAISSANCE PAR CELLULE T AUXILIAIRE Appareil de Golgi Prot ine CMH trans Golgi classe II Endosome tardif Endosome pr coce Prot ine repli e de l'endosome Membrane plasmique PROT OLYSE LIMIT E LA CELLULE DENDRITIQUE OU CIBLE DE L'ANTIG NE ET DE LA CHA NE INVARIANTE FEUILLES FRAGMENT DE LA CHA NE INVARIANTE DANS LE SILLON DE LIAISON DE LA PROT INE MHC LIB RATION DU FRAGMENT DE CHA NE INVARIANTE ET LIAISON DU PEPTIDE D RIV DE L'ANTIG NE INVARIANT LA CHA NE DIRIGE LA PROT INE MHC DE CLASSE II VERS L'ENDOCYTOSE TARDIVE DE L'ENDOSOME ET L'ADMINISTRATION L'ENDOSOME Fragment de la cha ne invariante du peptide antig nique CYTOSOL Au cours d'une infection, seule une petite fraction des milliers de prot ines du CMH la surface d'un APC ou d'une cellule cible aura des peptides pathog nes qui leur seront li s. C'est cependant suffisant : moins de 50 copies d'un tel comp |
Biologie moléculaire de la cellule | lexe peptide-CMH sur une cellule dendritique, par exemple, peuvent activer une cellule T auxiliaire qui a un TCR qui se lie au complexe avec une affinit suffisamment lev e. Le tableau 24 3 compare les propri t s des prot ines du CMH de classe I et de classe II. Les prot ines Mhc sont les prot ines humaines les plus polymorphes connues Bien qu'un individu ne puisse fabriquer qu'un petit nombre de prot ines CMH diff rentes de classe I et de classe II, ensemble, ces prot ines doivent tre capables de pr senter des fragments peptidiques de presque n'importe quelle prot ine trang re aux cellules T. Ainsi, contrairement au site de liaison l'antig ne d'une prot ine Ig, le sillon de liaison aux peptides de chaque prot ine du CMH doit tre capable de se lier un tr s grand nombre de peptides diff rents. Les g nes codant pour les prot ines du CMH de classe I et de classe II (voir Figure 24-37) sont les plus polymorphes connus chez les vert br s sup rieurs : dans la population humaine, par exemple, il existe plus de 2000 variantes all liques de ces g nes. Les variations correspondantes dans les prot ines du CMH sont concentr es dans le sol et les parois des sillons de liaison aux peptides et permettent aux mol cules du CMH chez diff rents individus de se lier diff rents r seaux de peptides. On pense que les maladies infectieuses ont t une force motrice importante dans la g n ration de ce remarquable polymorphisme du CMH. Dans la guerre volutive entre les agents pathog nes et le syst me immunitaire adaptatif, les agents pathog nes auront tendance modifier leurs prot ines par mutation, de sorte que les peptides qui en d coulent ne s'ins rent pas dans les sillons de liaison aux peptides du CMH. Lorsqu'un agent pathog ne r ussit, il peut se propager travers une population sous forme d' pid mie. Dans de telles circonstances, les quelques individus qui produisent une nouvelle forme all lique de prot ine CMH capable de se lier des peptides d riv s de l'agent pathog ne modifi auront un grand avantage s lectif. Ce type de s lection aura tendance promouvoir et maintenir une grande diversit de prot ines du CMH dans la population. En Afrique de l'Ouest, par exemple, les individus porteurs d'un all le sp cifique du CMH (HLA-B53) ont une sensibilit r duite une forme grave de paludisme qui y est end mique ; bien que cet all le soit rare ailleurs, on le retrouve chez 25% de la population ouest-africaine. La grande diversit des prot ines du CMH humain est la principale raison pour laquelle les personnes qui re oivent une greffe d'organe tranger doivent tre trait es avec des m dicaments immunosuppresseurs puissants pour pr venir le rejet immunologique de l'organe greff . De toutes les prot ines trang res que le greffon exprime, les prot ines du CMH sont de loin les stimulateurs les plus puissants des lymphocytes T du receveur, qui d truiraient rapidement le greffon s'ils n'en taient pas emp ch s par de tels m dicaments. Les prot ines trang res du CMH sont de puissants stimulants des lymphocytes T, car les lymphocytes T y r agissent de la m me mani re qu'ils r agissent aux prot ines du CMH du soi qui ont des peptides trangers li s elles ; pour cette raison, la proportion de lymphocytes T d'une personne qui peuvent reconna tre sp cifiquement toute prot ine trang re du CMH est relativement lev e. Les cor cepteurs cD4 et cD8 des lymphocytes T se lient des parties invariantes des prot ines Mhc L'affinit des TCR pour les complexes peptide-CMH sur un APC est g n ralement trop faible en soi pour m dier une interaction fonctionnelle entre les deux cellules. Les lymphocytes T ont normalement besoin de r cepteurs accessoires pour aider stabiliser l'interaction en augmentant la force globale de l'adh sion cellule-cellule. Contrairement aux TCR ou aux prot ines du CMH, les r cepteurs accessoires sont invariants et ne se lient pas aux peptides trangers. Une fois li la surface d'une cellule dendritique, par exemple, un lymphocyte T augmente la force de la liaison en activant une prot ine d'adh sion de l'int grine (discut e au chapitre 19), qui se lie ensuite plus fortement une prot ine de type Ig la surface de la cellule dendritique. Cette adh sion accrue permet aux lymphocytes T de rester li s suffisamment longtemps pour tre activ s. Lorsqu'un r cepteur accessoire joue un r le direct dans l'activation de la cellule T en g n rant sa propre signaux, on l'appelle un co-r cepteur. Les cor cepteurs les plus importants et les mieux compris des lymphocytes T sont les prot ines CD4 et CD8, qui sont toutes deux des prot ines transmembranaires passage unique avec des domaines extracellulaires de type Ig. Comme les TCR, ils reconnaissent les prot ines du CMH, mais, contrairement aux TCR, ils se lient des parties invariantes de la prot ine du CMH, loin du sillon de liaison au peptide. CD4 est exprim la fois sur les lymphocytes T auxiliaires et les lymphocytes T r gulateurs et se lie aux prot ines |
Biologie moléculaire de la cellule | du CMH de classe II, tandis que le CD8 est exprim sur les lymphocytes T cytotoxiques et se lie aux prot ines du CMH de classe I (Figure 24 40). Les CD4 et CD8 contribuent la reconnaissance des lymphocytes T en aidant les lymphocytes T se concentrer sur des prot ines particuli res du CMH, et donc sur des types particuliers de cellules cibles. Ainsi, la reconnaissance des prot ines du CMH de classe I par CD8 permet aux lymphocytes T cytotoxiques de se concentrer sur n'importe quel type de cellule h te infect e, tandis que la reconnaissance des prot ines du CMH de classe II par CD4 permet aux lymphocytes T auxiliaires et r gulateurs de se concentrer sur les cellules immunitaires cibles qu'ils aident ou suppriment, respectivement. La queue cytoplasmique des prot ines CD4 et CD8 est associ e un membre de la famille Src des tyrosines kinases cytoplasmiques Figure 24 40 Cor cepteurs CD4 et CD8 la surface des lymphocytes T. Les lymphocytes T cytotoxiques (Tc) expriment cD8, qui reconna t les prot ines Mhc de classe I, tandis que les lymphocytes T auxiliaires (Th) et les lymphocytes T r gulateurs (non repr sent s) expriment cD4, qui reconna t les prot ines Mhc de classe II. Notez que les cor cepteurs se lient la m me prot ine Mhc que le Tcr a engag e, de sorte qu'ils sont r unis avec Tcrs pendant le processus de reconnaissance de l'antig ne. Alors que le Tcr se lie aux parties variables (polymorphes) de la prot ine Mhc qui forment le sillon de liaison au peptide, le cor cepteur se lie la partie invariante, bien loin du sillon de liaison. (discut au chapitre 15) appel Lck, qui phosphoryle diverses prot ines intracellulaires sur les tyrosines et participe ainsi l'activation du lymphocyte T (discut plus loin). Le virus du sida (VIH) utilise des mol cules CD4 (ainsi que des r cepteurs de chimiokines) pour p n trer dans les lymphocytes T auxiliaires (voir la figure 23-17). Les patients atteints du sida sont susceptibles d' tre infect s par des microbes qui ne sont normalement pas dangereux parce que le VIH puise les lymphocytes T auxiliaires. En cons quence, la plupart des patients atteints du sida meurent d'une infection dans les ann es qui suivent l'apparition des sympt mes, moins qu'ils ne soient trait s avec une combinaison de m dicaments anti-VIH. Le VIH utilise galement les r cepteurs CD4 et les chimiokines pour p n trer dans les macrophages, qui ont galement les deux types de r cepteurs leur surface. Le d veloppement des lymphocytes T commence lorsque les cellules prog nitrices lympho des d riv es de la moelle osseuse p n trent dans le thymus partir de la circulation sanguine. L , les cellules re oivent une vari t de signaux des cellules stromales du thymus, des cellules pith liales, des macrophages et des cellules dendritiques, qui favorisent leur d veloppement progressif en thymocytes matures. un moment, les cellules prog nitrices sont induites exprimer la recombinase V(D)J et commencent r organiser leurs segments de g ne TCR. Peu de temps apr s, les cellules expriment la fois les cor cepteurs CD4 et CD8, et ces thymocytes dits doublement positifs migrent vers l'int rieur et interagissent avec les cellules dendritiques du thymus ou les cellules pith liales exprimant des peptides du soi li s aux prot ines du CMH de classe I et de classe II. Si le TCR sur le thymocyte se lie avec une grande affinit ces complexes, un signal fort sera transmis, provoquant l'apoptose de la cellule. Ce processus, appel s lection n gative, est un exemple de d l tion clonale (voir Figure 24-21), et il limine les thymocytes qui pourraient potentiellement attaquer les cellules et les tissus normaux de l'h te et ainsi provoquer une maladie auto-immune si les cellules devaient continuer m rir et quitter le thymus. Si son TCR est incapable de se lier un complexe auto-peptide-CMH dans le thymus, le thymocyte ne recevra pas les signaux dont il a besoin pour survivre et mourra de n gligence ; sans la capacit de reconna tre les prot ines du CMH du soi, un lymphocyte T ne serait g n ralement d'aucune utilit , car les lymphocytes T ne peuvent voir les peptides d riv s de l'agent pathog ne que dans le contexte des prot ines du CMH du soi. Les thymocytes qui expriment un TCR qui se lie avec une affinit appropri e un peptide soi li soit une prot ine du CMH de classe I (en utilisant le CD8 comme cor cepteur), soit une prot ine du CMH de classe II (en utilisant le CD4 comme cor cepteur) recevront un signal optimal pour survivre et continuer m rir, un processus appel s lection positive (Figure 24 41). Dans le cadre de ce processus de maturation, et en fonction de la pr f rence du TCR pour les prot ines du CMH de classe I ou II, le cor cepteur CD4 ou CD8 qui n'est pas n cessaire est r duit au silence par la m thylation de l'ADN du g ne respectif ; cela entra ne le d veloppement de thymocytes CD4 ou CD8 monopositifs, qui sortent du thymus sous forme de lymphocytes T na fs et entrent dan |
Biologie moléculaire de la cellule | s le pool de recirculation des lymphocytes T, les lymphocytes CD4 en tant que lymphocytes T auxiliaires ou r gulateurs et les lymphocytes CD8 en tant que lymphocytes T cytotoxiques. Bien que les lymphocytes T auxiliaires na fs et cytotoxiques re oivent constamment des signaux de survie sous la forme de peptides li s aux prot ines du CMH que les lymphocytes T lient faiblement, un lymphocyte T n'est activ pour prolif rer et d velopper une r ponse immunitaire que si son TCR se lie avec une grande affinit un complexe peptide-CMH et re oit des signaux de co-stimulation en m me temps. En g n ral, cela ne se produit que lorsque le lymphocyte T rencontre une cellule dendritique activ e (dans un organe lympho de p riph rique) qui exprime une prot ine du CMH avec un peptide tranger d riv d'un agent pathog ne dans son sillon de liaison. Ce n'est qu'alors que le lymphocyte T na f prolif rera et se diff renciera en un effecteur ou un lymphocyte T m moire. La s lection n gative dans le thymus est un m canisme majeur pour s'assurer que les lymphocytes T p riph riques ne r agissent pas avec les cellules h tes exprimant des prot ines du CMH avec des peptides d riv s de prot ines du soi dans leurs sillons de liaison aux peptides. Ce m canisme, cependant, exige que les APC dans le thymus affichent un ensemble de peptides sur leurs mol cules de CMH qui refl teront les prot ines du soi dans les tissus p riph riques, ainsi que dans le thymus. Cependant, on ne s'attendrait pas ce que le thymus produise un grand nombre des prot ines qui sont sp cifiquement exprim es dans d'autres organes. titre d'exemple, on ne s'attendrait pas ce qu'il produise de l'insuline, et pourtant il est crucial de supprimer les thymocytes avec des TCR qui pourraient reconna tre les peptides d riv s de l'insuline li s au CMH MORT PAR D FAUT S LECTION N GATIVE (mort signal e) MORT PAR D FAUT cellule apoptotique S LECTION POSITIVE TH (survie signal e) SURVIE, MATURATION et MIGRATION TH TC TC Prot ines Treg Treg la surface des cellules s cr tant de l'insuline dans le pancr as. Tout manquement cette obligation entra nerait la destruction des cellules d pendante des lymphocytes T et, par cons quent, provoquerait un diab te de type 1 (ou juv nile). Le m canisme qui permet la d l tion de toutes ces cellules dans le thymus d pend d'une sous-population de cellules pith liales dans le thymus qui expriment un r gulateur transcriptionnel appel AIRE (r gulateur auto-immun). Par un m canisme mal compris, la prot ine AIRE favorise la production de petites quantit s d'ARNm partir de nombreux g nes codant pour ces prot ines sp cifiques un organe , y compris le g ne de l'insuline. Lorsque les peptides d riv s des prot ines cod es par ces g nes sont li s par des prot ines du CMH et affich s la surface des cellules pith liales du thymus m dullaire, cela suffit provoquer la suppression des thymocytes potentiellement auto-r actifs. Les mutations qui inactivent le g ne AIRE provoquent une maladie auto-immune multivisc rale s v re chez la souris et l'homme, ce qui indique l'importance de l'AIRE dans la tol rance de soi. Les lymphocytes T cytotoxiques incitent les cellules cibles infect es se tuer Les lymphocytes T cytotoxiques (cellules TC), comme les cellules NK voqu es pr c demment, nous prot gent contre les agents pathog nes intracellulaires, notamment les virus, les bact ries et les parasites, qui se multiplient dans le cytoplasme d'une cellule h te. Les cellules TC tuent les cellules h tes infect es avant que l'agent pathog ne ne puisse s' chapper pour infecter les cellules h tes voisines. Cependant, avant de pouvoir tuer, une cellule TC na ve doit devenir une cellule effectrice par activation sur un APC, g n ralement une cellule dendritique activ e qui a des peptides d riv s d'agents pathog nes li s aux prot ines du CMH de classe I un processus qui d pend des cellules T auxiliaires. La cellule TC effectrice peut alors reconna tre n'importe quelle cellule cible h bergeant le m me agent pathog ne et exprimant certains des m mes complexes peptide-CMH sa surface : ses TCR se regroupent, ainsi que les cor cepteurs CD8, les mol cules d'adh sion et les prot ines de signalisation intracellulaire (discut es plus loin), l'interface entre les deux cellules, formant une synapse immunologique. Dans ce processus, la cellule CT effectrice r organise son cytosquelette pour concentrer son appareil de destruction sur la cellule cible, s cr tant ses prot ines toxiques dans un espace confin (Figure 24-42) ; De cette fa on, il vite de tuer les cellules voisines. Une synapse similaire se forme lorsqu'un lymphocyte T auxiliaire effecteur interagit avec sa cellule cible, sauf que le cor cepteur est CD4 (Vid o 24.11). Figure 24 41 S lection positive et n gative dans le thymus. Les thymocytes en d veloppement avec des Tcrs qui leur permettraient potentiellement de r pondre aux peptides en association avec les prot ines Mhc du soi apr s leur sorti |
Biologie moléculaire de la cellule | e du thymus sont s lectionn s positivement : la liaison de leurs Tcrs aux peptides du soi li s aux prot ines Mhc du soi dans le thymus signale ces cellules de survivre, de m rir et de migrer vers les organes lympho des p riph riques. Tous les autres thymocytes subissent une apoptose, soit parce qu'ils n'expriment pas de Tcrs qui reconnaissent les prot ines Mhc du soi avec des peptides li s au soi ou parce qu'ils reconnaissent trop bien de tels complexes et subissent une s lection n gative. Les lymphocytes T r gulateurs (cellules Treg) qui sont s lectionn es positivement dans le thymus sont appel s cellules Treg naturelles pour les distinguer des cellules Treg induites, qui se d veloppent dans les organes lympho des p riph riques partir de cellules T auxiliaires na ves (cellules Th), comme nous le verrons bient t. Figure 24 42 Lymphocytes T cytotoxiques effecteurs tuant les cellules cibles en culture. (A) micrographie lectronique montrant une cellule T cytotoxique effectrice (cellule Tc) se liant une cellule cible. Les cellules Tc ont t obtenues partir de souris immunis es avec les cellules cibles, qui sont des cellules tumorales trang res. (B) micrographie lectronique montrant une cellule Tc et une cellule tumorale que la cellule Tc a tu e. Chez un animal, par opposition une bo te de culture, la cellule cible tu e serait phagocytis e par les cellules voisines (en particulier les macrophages) bien avant de se d sint grer de la mani re dont elle l'a fait ici. (c) Micrographie d'immunofluorescence d'une cellule Tc et d'une cellule tumorale apr s coloration par immunofluorescence avec des anticorps anti-tubuline. Notez que le centrosome dans la cellule Tc est situ au point de contact cellule-cellule avec la cellule cible, une synapse immunologique. Les granules s cr toires (non visibles) dans la cellule Tc sont d'abord transport s le long des microtubules jusqu'au centrosome, qui se d place ensuite vers la synapse, livrant les granules l o ils peuvent lib rer leur contenu. (A et B, d'apr s D. Zagury et al., Eur. J. Immunol. 5:818-822, 1975. Avec la permission de John Wiley & Sons, Inc ; c, d'apr s B. Geiger, D. rosen et G. Berke, J. Cell Biol. 95:137-143, 1982. Avec la permission des auteurs.) Une cellule TC effectrice (ou une cellule NK) peut employer l'une des deux strat gies suivantes pour tuer la cible, qui fonctionnent toutes deux en incitant la cellule cible activer les caspases et se tuer en subissant une apoptose. L'un des m canismes utilise une prot ine appel e ligand Fas la surface de la cellule tueuse, qui se lie une prot ine r ceptrice transmembranaire appel e Fas sur la cellule cible ; ce m canisme est abord au chapitre 18 (voir les figures 18 5). L'autre m canisme est le principal utilis par les cellules NK et les cellules TC pour tuer une cellule cible infect e. La cellule tueuse stocke diverses prot ines toxiques dans des v sicules s cr toires de son cytoplasme qu'elle lib re dans l'espace synaptique par exocytose. Les prot ines toxiques comprennent la perforine et les prot ases appel es granzymes. La perforine est homologue pour compl ter le composant C9 et polym rise dans la figure 24 43 La principale fa on dont une membrane plasmique de la cellule cible (voir figure 24 8), formant une cellule TC effectrice transmembranaire (ou cellule NK), tue un pore qui perturbe la membrane et permet aux granzymes de p n trer dans la cellule cible infect e. Ce dessin simplifi montre comment la cellule tueuse lib re de la cellule. Une fois dans le cytosol, les granzymes aident activer les caspases, induisant ainsi la perforine et les granzymes sur l'apoptose de surface (Figure 24 43). d'une cellule cible infect e par exocytose localis e au niveau d'une synapse immunologique. La forte concentration de ca2+ dans le liquide extracellulaire provoque l'assemblage de la perforine en canaux transmembranaires dans la membrane plasmique de la cellule cible, permettant aux granzymes de p n trer dans le cytosol de la cellule cible. Les granzymes se clivent et activent les procaspases pour initier une cascade de caspases, conduisant l'apoptose (voir Figure 18-3). Une seule cellule cytotoxique peut tuer plusieurs cellules cibles en s quence. La raison pour laquelle les perforines lib r es ne forment pas de pores dans la membrane plasmique de la cellule tueuse elle-m me cible reste un myst re (film 24.12 et film 24.13). Les lymphocytes T auxiliaires aident activer d'autres cellules des syst mes immunitaires inn et adaptatif Contrairement aux cellules TC, les lymphocytes T auxiliaires (lymphocytes TH) sont essentiels la d fense contre les agents pathog nes extracellulaires et intracellulaires, et ils expriment des cor cepteurs CD4 plut t que CD8 et reconnaissent les peptides trangers li s aux prot ines du CMH de classe II plut t qu'aux prot ines CMH de classe I. Une fois que les cellules TH na ves sont induites sur les cellules dendritiques activ es pour devenir des cellules |
Biologie moléculaire de la cellule | effectrices, elles peuvent aider activer d'autres cellules : elles aident activer les cellules B pour qu'elles deviennent des cellules s cr tant des anticorps et subissent plus tard un changement de classe Ig et une hypermutation somatique ; Ils aident activer les macrophages pour d truire tous les agents pathog nes intracellulaires qui se multiplient dans les phagosomes du macrophage ; ils aident induire les cellules TC na ves devenir des cellules effectrices capables de tuer les cellules cibles infect es ; Et ils stimulent la cellule dendritique activ e qui les a activ s pour maintenir la cellule dendritique dans un tat activ . Dans chaque cas, la cellule TH effectrice reconna t le m me complexe de peptide tranger et de prot ine CMH de classe II la surface de la cellule cible qu'elle a initialement reconnu sur la cellule dendritique activ e. Comme nous l'avons vu plus tard, la cellule TH stimule la cellule cible la fois en s cr tant une vari t de cytokines et en affichant des prot ines co-stimulatrices sa surface. Les lymphocytes T auxiliaires na fs peuvent se diff rencier en diff rents types de lymphocytes T effecteurs Lorsqu'elle est activ e par liaison un peptide tranger li une prot ine du CMH de classe II sur une cellule dendritique activ e, une cellule TH na ve peut se diff rencier en plusieurs types distincts de cellules T effectrices, en fonction de la nature de l'agent pathog ne et des cytokines qu'elles rencontrent. Ces cellules comprennent quatre sous-types de cellules auxiliaires (cellules TH1, TH2, TFH et TH17) et de cellules T r gulatrices (suppressives). La figure 24-44 r sume la fois les cytokines qui induisent ces lymphocytes T effecteurs et certaines des cytokines s cr t es par les cellules effectrices, ainsi que les r gulateurs de transcription ma tres qui contr lent le d veloppement de la cellule effectrice. Les cellules TH na ves activ es par les cellules dendritiques s cr tant la cytokine interleukine-12 (IL12) se transforment en cellules TH1. Ces cellules effectrices produisent de l'interf ron- (IFN ), Figure 24 44 Diff renciation des lymphocytes T auxiliaires na fs en diff rents types de cellules auxiliaires effectrices ou de lymphocytes T r gulateurs dans un organe lympho de p riph rique. Les cytokines produites par la cellule dendritique activatrice (et par d'autres cellules de l'environnement) d terminent principalement le type de cellule T effectrice qui se d veloppe, comme indiqu . Certaines des principales cytokines produites par chaque type de cellule effectrice sont galement pr sent es, et le r gulateur de transcription principal de chaque sous-ensemble est indiqu dans le noyau. Il y a de plus en plus de preuves que certaines des cellules effectrices sont plastiques et peuvent modifier les cytokines qu'elles produisent en r ponse des changements dans leur environnement (non illustr ). ce qui est essentiel pour l'activation des macrophages afin de d truire les agents pathog nes qui ont envahi le macrophage ou ont t ing r s par celui-ci ; l'IFN peut galement inciter les lymphocytes B changer la classe d'Ig qu'ils produisent. Les cellules TH na ves activ es en pr sence d'IL4 se transforment en cellules TH2. Ces cellules effectrices sont importantes pour le contr le des agents pathog nes extracellulaires, y compris les parasites. Ils stimulent les lymphocytes B subir une hypermutation somatique et changer la classe d'Ig qu'ils produisent : par exemple, les cellules TH2 produisent elles-m mes de l'IL4, qui peut induire les lymphocytes B passer de la production d'IgM et d'IgD la fabrication d'anticorps IgE, qui peuvent se lier aux mastocytes, comme nous l'avons vu pr c demment. Les cellules TH na ves activ es en pr sence d'IL6 et d'IL21 se transforment en cellules T auxiliaires folliculaires (TFH), qui sont situ es dans les follicules lympho des et s cr tent une vari t de cytokines, y compris IL4 et IL21 ; ces cellules sont particuli rement importantes pour stimuler les lymphocytes B subir un changement de classe Ig et une hypermutation somatique. Les cellules TH na ves activ es en pr sence d'IL6 et de TGF se transforment en cellules TH17. Ces cellules effectrices s cr tent de l'IL17, qui recrute des neutrophiles et stimule les cellules pith liales et les fibroblastes de la peau et de l'intestin pour produire des cytokines pro-inflammatoires. Les cellules TH17 sont importantes dans le contr le des infections bact riennes et fongiques extracellulaires et dans la cicatrisation des plaies, mais elles peuvent galement jouer un r le majeur dans les maladies auto-immunes et les allergies. Dans certains cas, les cellules TH na ves qui rencontrent leur antig ne dans un organe lympho de p riph rique en pr sence de TGF et en l'absence d'IL6 se transforment en cellules T r gulatrices induites (cellules Treg), qui suppriment les cellules immunitaires plut t qu'elles ne les aident ; comme mentionn pr c demment, les cellules Treg nat |
Biologie moléculaire de la cellule | urelles se d veloppent dans le thymus pendant le d veloppement des thymocytes (voir Figure 24-41). Dans les deux cas, les cellules Treg suppriment le d veloppement, l'activation ou la fonction de la plupart des autres types de cellules immunitaires, au moyen de cytokines suppressives s cr t es telles que l'IL10 et le TGF et de prot ines inhibitrices la surface des cellules Treg. Les cellules Treg induites semblent principalement supprimer les r ponses immunitaires aux antig nes trangers, emp chant les r ponses aux antig nes ing r s ou inhal s inoffensifs et limitant les r ponses contre les agents pathog nes pour viter les r ponses excessives qui provoquent une pathologie ind sirable ; les cellules Treg naturelles sont n cessaires pour pr venir les r ponses immunitaires aux mol cules du soi (voir Figure 24-21). Les cellules Treg expriment le r gulateur de transcription FoxP3, qui sert la fois de marqueur de ces cellules et de ma tre contr leur de leur d veloppement : si le g ne codant pour cette prot ine est inactiv chez la souris ou l'homme, les individus ne parviennent pas produire des cellules Treg et d veloppent une maladie auto-immune mortelle impliquant plusieurs organes des r sultats qui tablissent l'importance cruciale des cellules Treg dans l'autotol rance. La liaison d'antig nes trangers aux BCR ou TCR initie le processus par lequel les lymphocytes T et B sont stimul s pour prolif rer et se diff rencier en cellules effectrices ou m moires. Comme mentionn pr c demment, ces r cepteurs antig niques n'agissent pas par eux-m mes : ils sont associ s de mani re stable des cha nes polypeptidiques transmembranaires invariantes qui sont n cessaires pour relayer le signal dans la cellule. Dans les lymphocytes B, ceux-ci sont appel s Ig et Ig (Figure 24-45A), tandis que dans les lymphocytes T, ils existent dans un complexe appel CD3, compos de quatre types de cha nes polypeptidiques (Figure 24-45B). Dans les deux cas, les prot ines associ es aident convertir la liaison de l'antig ne extracellulaire au TCR ou au BCR en signaux intracellulaires, et elles le font de mani re similaire. La liaison de l'antig ne aux BCR ou TCR regroupe ces r cepteurs et leurs cha nes invariantes associ es (et les cor cepteurs CD4 ou CD8 dans le cas des TCR). Ce regroupement active une tyrosine kinase cytoplasmique de la famille Src pour phosphoryler les tyrosines sur les queues cytoplasmiques de certaines des cha nes invariantes. Les phosphotyrosines servent alors de sites d'amarrage pour une seconde tyrosine kinase cytoplasmique, qui devient phosphoryl e et activ e par la premi re kinase ; La deuxi me kinase relaie ensuite le signal en aval en phosphorylant d'autres prot ines de signalisation intracellulaires sur des tyrosines. Certains de ces v nements pr coces dans la voie de signalisation activ e par les BCR sont illustr s aux figures 24 46. La signalisation par les BCR ou les TCR et leurs prot ines associ es n'est pas suffisante elle seule pour activer un lymphocyte prolif rer et se diff rencier. Des signaux de costimulation extracellulaires produits par une autre cellule sont galement n cessaires, et ils sont fournis par des prot ines li es la membrane (voir Figure 24-34) et des cytokines s cr t es. En effet, la signalisation par le BCR ou le TCR avec une co-stimulation insuffisante peut soit liminer le lymphocyte (d l tion clonale), soit l'inactiver, ces deux m canismes contribuant l'autotol rance (voir Figure 24 21). Pour un lymphocyte T na f, une cellule dendritique activ e fournit les signaux de co-stimulation ; il s'agit notamment des prot ines transmembranaires B7, qui sont reconnues par la prot ine cor ceptrice CD28 la surface des lymphocytes T (Figure 24-47A). Pour une cellule B, une cellule TH effectrice fournit les signaux de co-stimulation ; il s'agit notamment du ligand transmembranaire CD40, qui se lie aux r cepteurs CD40 de la cellule B (Figure 24-47B). Le ligand CD40 sur les cellules TH effectrices agit dans deux autres situations : (1) il agit en retour sur les r cepteurs CD40 la surface de la cellule dendritique pour augmenter et maintenir l'activation de la cellule dendritique, cr ant ainsi une boucle de r troaction positive ; et (2) il agit comme un signal de co-stimulation la surface d'une cellule TH1 effectrice, permettant la cellule T d'aider activer un macrophage infect pour d truire les agents pathog nes qu'il h berge. En plus des r cepteurs des prot ines de co-stimulation, les lymphocytes B et T ont des prot ines inhibitrices leur surface qui aident r guler l'activit de la cellule, emp chant ainsi les r ponses excessives ou inappropri es. Deux de ces prot ines exprim es par les lymphocytes T ont attir beaucoup d'attention en raison de leur r le dans la suppression de la capacit des lymphocytes T inhiber la progression du cancer : les prot ines CTLA4 et PD1 inhibent l'activit des lymphocytes T de diff rentes mani res, et les anticorps monocl |
Biologie moléculaire de la cellule | onaux contre l'un ou l'autre ou surtout les deux peuvent soulager l'inhibition et permettre aux lymphocytes T de d truire consid rablement les tumeurs chez certains patients atteints d'un cancer m tastatique (voir Figure 20-45). Figure 24 45 Les cha nes invariantes associ es aux bCR et aux TCR. (A) chaque Bcr est associ deux h t rodim res invariants, chacun compos d'une cha ne polypeptidique Ig et d'une cha ne polypeptidique Ig li e par une liaison sulfure (rouge). (B) chaque Tcr est associ un complexe cD3 invariant compos de deux cha nes li es au disulfure, de deux cha nes et d'une cha ne et d'une cha ne ; Ces cha nes forment des homodim res ou des h t rodim res, comme indiqu . Figure 24 46 v nements de signalisation pr coces dans un lymphocyte B activ s par la liaison d'un antig ne tranger sp cifique ses bCR. Si l'antig ne se trouve la surface d'un agent pathog ne ou s'il s'agit d'une macromol cule soluble avec deux d terminants antig niques identiques ou plus (comme illustr ), il r ticule, ce qui entra ne le regroupement de Bcrs adjacents, ce qui les fait se regrouper ainsi que leurs cha nes invariantes associ es, comme indiqu . Une tyrosine kinase cytoplasmique de type Src (qui peut tre Fyn ou Lyn) est associ e la queue cytosolique des Ig ; il rejoint le cluster et phosphoryle les cha nes invariantes Ig et Ig (pour simplifier, seule la phosphorylation sur Ig est repr sent e). Une prot ine tyrosine phosphatase transmembranaire appel e CD45 est galement n cessaire pour liminer les phosphates inactivateurs de ces Src-like kinases (non illustr es). Les phosphotyrosines r sultantes sur les Ig et Ig servent de sites d'amarrage pour une autre tyrosine kinase de type Src appel e Syk, qui devient phosphoryl e et donc activ e pour relayer le signal en aval. La voie de Tcrs est similaire (y compris une exigence pour cD45), sauf que la premi re kinase de type Src est Lck, qui est associ e un cor cepteur cD4 ou cD8 et phosphoryle les tyrosines sur toutes les cha nes polypeptidiques cD3 illustr es aux figures 24 45B ; la deuxi me kinase de type Src est ZAP70, qui est homologue de la kinase Syk dans les cellules B (vid o 24.14). De nombreuses prot ines de surface cellulaire appartiennent la superfamille des Ig La plupart des prot ines qui interviennent dans la reconnaissance de l'antig ne et la reconnaissance intercellulaire dans le syst me immunitaire contiennent un ou plusieurs domaines Ig ou de type Ig, ce qui sugg re que les prot ines ont une histoire volutive commune. Cette tr s grande superfamille d'Ig comprend des anticorps, des TCR, des prot ines CMH, les cor cepteurs CD4, CD8 et CD28, les prot ines co-stimulatrices B7 et la plupart des cha nes polypeptidiques invariantes associ es aux TCR et aux BCR, ainsi que les divers r cepteurs Fc sur les lymphocytes et autres leucocytes. Beaucoup de ces prot ines sont des dim res ou des oligom res sup rieurs, dans lesquels les domaines Ig ou similaires aux Ig d'une cha ne interagissent avec ceux d'une autre (Figure 24-48). Figure 24 47 Comparaison des prot ines co-stimulatrices n cessaires pour activer un lymphocyte T auxiliaire et un lymphocyte B en r ponse la m me prot ine trang re. (A) Une cellule T auxiliaire na ve est activ e par un fragment peptidique d'une prot ine trang re li une prot ine Mhc de classe II la surface d'une cellule dendritique activ e. La prot ine de costimulation sur la cellule dendritique (une prot ine B7 cD80 ou cD86) se lie au cor cepteur cD28 sur la cellule T, fournissant un signal de costimulation n cessaire la cellule T ; de plus, les cytokines s cr t es par la cellule dendritique (ou d'autres cellules voisines) influencent le sous-type de cellule auxiliaire effectrice que devient la cellule T (voir Figure 24-44). (B) Une fois activ e pour devenir une cellule effectrice, la cellule T auxiliaire peut aider activer les cellules B qui ont les m mes complexes prot iques peptide-Mhc leur surface que la cellule dendritique qui a activ la cellule T. Ces lymphocytes B ont des Bcrs qui se lient un d terminant antig nique la surface d'une prot ine trang re repli e et endocytosent la prot ine (fl che rouge) ; la prot ine est ensuite cliv e en peptides, qui sont transport s la surface des cellules B par les prot ines Mhc de classe II, o certaines d'entre elles peuvent tre reconnues par les Tcrs sur la cellule T auxiliaire (voir Figure 24-39). Notez que les Bcrs et Tcrs reconnaissent diff rents d terminants antig niques de la prot ine. Comme indiqu , la prot ine de co-stimulation utilis e par la cellule T auxiliaire effectrice est le ligand cD40, qui se lie au cor cepteur cD40 sur la cellule B ; le lymphocyte T s cr te galement des cytokines telles que l'IL4 pour aider stimuler le lymphocyte B subir une hypermutation somatique et un changement de classe (non illustr ). Le cor cepteur cD4 sur les cellules Th est omis la fois dans (A) et (B) pour simplifier. Figure 24 48 C |
Biologie moléculaire de la cellule | ertaines des prot ines de surface cellulaire abord es dans ce chapitre qui appartiennent la superfamille Ig. Les domaines Ig et Ig-like sont ombr s en gris, l'exception des domaines de liaison l'antig ne (qui ne sont pas tous des domaines Ig - les prot ines Mhc de classe I et de classe II sont l'exception), qui sont ombr s en bleu. La superfamille des Ig comprend galement de nombreuses prot ines de surface cellulaire impliqu es dans les interactions cellule-cellule en dehors du syst me immunitaire, telles que la mol cule d'adh sion cellulaire neurale (N-cAM) discut e au chapitre 19 et les r cepteurs de divers facteurs de croissance prot ique discut s au chapitre 15 (non illustr s). Il y a plus de 750 membres de la superfamille Ig chez l'homme. Chez les vert br s et les invert br s, de nombreuses prot ines de la superfamille des Ig se trouvent galement en dehors du syst me immunitaire, o elles fonctionnent souvent dans les processus de reconnaissance et d'adh sion intercellulaires, la fois pendant le d veloppement et dans les tissus adultes. Il semble probable que l'ensemble de la superfamille de g nes ait volu partir d'un g ne primordial codant pour un seul domaine de type Ig, similaire celui codant pour la 2-microglobuline (voir Figure 24-36). Chez les membres de la famille actuels, un exon s par code g n ralement les acides amin s dans chaque domaine de type Ig, ce qui correspond la probabilit que de nouveaux membres de la famille soient apparus au cours de l' volution par duplication d'exon et de g nes. Il existe trois principales classes fonctionnellement distinctes de lymphocytes T. Les lymphocytes T cytotoxiques (cellules TC) tuent directement les cellules infect es en s cr tant des perforines et des granzymes qui induisent l'apoptose des cellules infect es. Les lymphocytes T auxiliaires (lymphocytes TH) aident activer les lymphocytes T cytotoxiques pour tuer leurs cellules cibles, les lymphocytes B pour produire des r ponses anticorps, les macrophages pour d truire les micro-organismes qu'ils h bergent et les cellules dendritiques pour activer les lymphocytes T. Les lymphocytes T r gulateurs (cellules Treg) produisent des prot ines suppressives (telles que les cytokines IL10 et TGF ) pour inhiber d'autres cellules immunitaires. Tous les lymphocytes T expriment des r cepteurs antig niques de surface cellulaire (TCR), qui sont cod s par des g nes assembl s partir de plusieurs segments de g nes au cours du d veloppement des lymphocytes T dans le thymus. Les TCR reconnaissent les fragments peptidiques de prot ines trang res qui sont affich s en association avec les prot ines du CMH la surface des cellules pr sentatrices d'antig nes (APC) et des cellules cibles. Les lymphocytes T na fs sont activ s dans les organes lympho des p riph riques par des cellules dendritiques activ es, qui s cr tent des cytokines et expriment des complexes peptide-CMH, des prot ines co-stimulatrices et diverses mol cules d'adh sion cellule-cellule leur surface. Les prot ines du CMH de classe I pr sentent des peptides trangers aux cellules TC, tandis que les prot ines du CMH de classe II pr sentent des peptides trangers aux cellules TH et aux cellules Treg. Alors que les prot ines du CMH de classe I sont exprim es sur presque toutes les cellules de vert br s nucl s, les prot ines du CMH de classe II sont normalement limit es aux APC, y compris les cellules dendritiques, les macrophages et les lymphocytes B. Les deux classes de prot ines du CMH ont un seul sillon de liaison aux peptides, qui se lie un grand nombre de petits fragments peptidiques produits par voie intracellulaire par des processus normaux de d gradation des prot ines : les prot ines du CMH de classe I se lient principalement aux fragments produits dans le cytosol, tandis que les prot ines du CMH de classe II se lient principalement aux fragments produits dans les compartiments endocytaires. Les complexes peptide-CMH sont transport s la surface de la cellule, o les complexes contenant un peptide d riv d'une prot ine trang re sont reconnus par des TCR, qui interagissent la fois avec le peptide et les parois du sillon de liaison du peptide. Les lymphocytes T expriment galement des cor cepteurs CD4 ou CD8, qui reconnaissent les r gions invariantes des prot ines du CMH : les cellules TH et les cellules Treg expriment CD4, qui reconna t les prot ines du CMH de classe II ; Les cellules TC expriment le CD8, qui reconna t les prot ines du CMH de classe I. Une combinaison de s lection positive et n gative op re pendant le d veloppement des lymphocytes T dans le thymus pour aider garantir que seuls les lymphocytes T avec des TCR potentiellement utiles survivent, m rissent et migrent, tandis que tous les autres meurent par apoptose. Les cellules na ves TH et TC qui quittent le thymus re oivent constamment des signaux de survie lorsque leurs TCR reconnaissent les complexes auto-peptide-CMH, mais elles ne peuvent tre activ es q |
Biologie moléculaire de la cellule | ue lorsque leurs TCR rencontrent des peptides trangers dans les sillons des prot ines du CMH sur une cellule dendritique activ e. Les cellules Treg naturelles qui quittent le thymus suppriment les lymphocytes auto-r actifs pour aider maintenir l'autotol rance. La production d'un lymphocyte T effecteur partir d'un lymphocyte T na f n cessite plusieurs signaux d'une cellule dendritique activ e. Les complexes CMH-peptides la surface des cellules dendritiques fournissent un signal, en se liant la fois aux TCR et un cor cepteur CD4 sur une cellule TH ou Treg. Les prot ines co-stimulatrices la surface des cellules dendritiques et les cytokines s cr t es sont les autres signaux. Lorsque les cellules TH na ves sont initialement activ es sur une cellule dendritique, elles se diff rencient en cellules auxiliaires effectrices TH1, TH2, TFH ou TH17 ou en cellules Treg induites, en fonction principalement des cytokines dans leur environnement. Les cellules TH1 s cr tent de l'interf ron- (IFN ) pour activer les macrophages et inciter les lymphocytes B changer la classe d'Ig qu'ils fabriquent ; Les cellules TH2 et TFH s cr tent d'autres cytokines qui incitent galement les lymphocytes B changer de classe Ig ; et les cellules TH17 s cr tent de l'IL17 pour favoriser les r ponses inflammatoires Qu'est-ce qui d clenche une maladie auto-immune comme le diab te de type 1 ou la scl rose en plaques ? Lorsqu'une cellule T ou B na ve ou m moire est activ e par des signaux antig niques et co-stimulateurs, comment d cide-t-elle de devenir une cellule effectrice ou une cellule m moire ? Y a-t-il des cellules qui sont pr -engag es devenir des cellules effectrices ou des cellules m moires, par exemple, ou la d cision est-elle d termin e uniquement par des signaux extracellulaires ? Pourquoi certains d'entre nous fabriquent-ils des anticorps Ige contre des antig nes inoffensifs et d veloppent-ils ainsi le rhume des foins et l'asthme allergique, alors que la plupart d'entre nous ne le font pas, et pourquoi la proportion de ces personnes allergiques augmente-t-elle ? comment un lymphocyte T cytotoxique (ou lymphocyte NK) vite-t-il d' tre tu par la perforine et les granzymes qu'il s cr te pour tuer une cellule cible ? et la cicatrisation des plaies. Les cellules TH auxiliaires effectrices reconnaissent le m me complexe de peptide tranger et de prot ine CMH de classe II la surface de la cellule cible qu'elles ont initialement reconnu sur la cellule dendritique qui les a activ es. Ils activent leurs cellules cibles en produisant une combinaison de prot ines de co-stimulation li es la membrane et s cr t es. Les cellules Treg suppriment les cellules immunitaires en utilisant des prot ines inhibitrices de surface cellulaire et s cr t es. Les lymphocytes T et les lymphocytes B n cessitent plusieurs signaux pour tre activ s. La liaison de l'antig ne aux TCR ou aux BCR fournit un signal, tandis que les prot ines co-stimulatrices se liant aux cor cepteurs et les cytokines se liant leurs r cepteurs compl mentaires fournissent les autres. Les cellules TH effectrices fournissent les signaux de co-stimulation pour les cellules B, tandis que les APC les fournissent pour les cellules T. Quelles d clarations sont vraies ? Expliquez pourquoi ou pourquoi pas. Les lymphocytes T 24-1 dont les r cepteurs se lient fortement un complexe auto-peptide-CMH sont tu s dans les organes lympho des p riph riques lorsqu'ils rencontrent le peptide soi sur une cellule dendritique pr sentatrice d'antig ne. 24 2 Pour garantir que les cellules pr sentatrices d'antig nes dans le thymus afficheront un r pertoire complet de peptides du soi pour permettre l' limination des cellules T autor actives, le thymus recrute des cellules dendritiques dans tout le corps. 24 3 La diversit d'anticorps cr e par la jonction combinatoire des segments V, D et J par recombinaison V(D)J est p le par rapport l' norme diversit cr e par le gain et la perte al atoires de nucl otides aux sites de jonction V, D et J. Discutez des probl mes suivants. 24-4 Pourquoi les arbres vivants ne pourrissent-ils pas ? Les s quoias, par exemple, peuvent vivre des si cles, mais une fois qu'ils meurent, ils se d composent assez rapidement. Qu'est-ce que cela pourrait sugg rer ? 24-5 Il serait d sastreux qu'une attaque du compl ment ne se limite pas la surface de l'agent pathog ne qui est la cible de l'attaque. Pourtant, la cascade prot olytique impliqu e dans l'attaque lib re des mol cules biologiquement actives plusieurs tapes : une qui se diffuse et une qui reste li e la surface cible. Comment la r action du compl ment reste-t-elle localis e lorsque les produits actifs quittent la surface ? [Indice : imaginez ce qui se passerait si le d calage G :U cr par AID tait r pliqu plusieurs fois ; comment les s quences des mutations finales seraient-elles li es la paire de bases G-C d'origine ?] Pendant de nombreuses ann es, la fa on dont les lymphocytes T cytotox |
Biologie moléculaire de la cellule | iques pouvaient voir une prot ine virale qui semblait n' tre pr sente que dans le noyau de la cellule infect e par le virus tait un myst re complet. La r ponse a t r v l e dans un article classique qui a tir parti d'un clone de lymphocytes T dont le r cepteur des lymphocytes T tait dirig contre un antig ne associ la prot ine nucl aire de la souche de 1968 du virus de la grippe. Les auteurs de l'article ont d couvert que lorsqu'ils incubaient de fortes concentrations de certains peptides d riv s de la prot ine nucl aire virale, les cellules devenaient sensibles la lyse par incubation ult rieure avec les cellules T cytotoxiques. l'aide de divers peptides de la souche de 1968 et de la souche de 1934 (avec lesquels les lymphocytes T cytotoxiques n'ont pas r agi), les auteurs ont d fini le peptide particulier responsable de la r ponse des lymphocytes T (Figure Q24 1). Un. Quelle partie de la prot ine virale donne naissance au peptide reconnu par le clone des lymphocytes T cytotoxiques ? 24 6 Sur la base de sa similitude de s quence avec Apobec1, qui d saminifie Cs en Us dans l'ARN, l'activation induite par La d saminase (AID) a t initialement propos e pour travailler sur l'ARN. Mais des exp riences d finitives sur E. coli ont d montr que l'AID d samine le Cs en Us dans l'ADN. Les auteurs de l'article ont exprim l'AID dans des bact ries et ont suivi des mutations dans un g ne s lectionnable. Ils ont constat que l'expression de l'AID augmentait les mutations environ cinq fois au-dessus du niveau de fond en l'absence d'expression de l'AID. Plus important encore, ils ont constat que 80% des mutations induites taient G A ou C T. Cela correspond-il vos attentes si les mutations induites par le SIDA sont apparues par d samination de C U dans l'ADN ? Figure Q24 1 Reconnaissance des prot ines nucl aires virales par les lymphocytes T cytotoxiques (probl me 24 7). (A) S quences d'un segment de la prot ine nucl aire des souches de 1968 et 1934 du virus de la grippe. les peptides utilis s dans les exp riences de (B) sont mis en vidence par des barres roses. Les diff rences d'acides amin s entre les prot ines virales sont surlign es en bleu. (B) lyse cytotoxique des cellules cibles m di e par les lymphocytes T. Les cellules cibles n' taient pas trait es (aucune), infect es par le virus (souche de 1968 ou 1934) ou pr incub es avec des concentrations lev es du peptide viral indiqu . Pourquoi tous les peptides viraux ne sensibilisent-ils pas les cellules cibles la lyse par les lymphocytes T cytotoxiques ? b. On pense que les mol cules du CMH arrivent la surface des cellules avec des peptides d j li s. Si c'est le cas, comment pensez-vous que ces exp riences ont fonctionn ? 24 8 Il tait compliqu d' tablir les r gles selon lesquelles les lymphocytes T interagissent avec leurs cellules cibles. Certaines des observations cl s provenaient de l' tude de la fa on dont les lymphocytes T cytotoxiques tuaient les cellules infect es par le virus de la choriom ningite (LCMV). (A) Figure Q24 3 Balayage du r pertoire des lymphocytes T par les cellules dendritiques (probl me 24 9). (A) contacts entre diff rents lymphocytes T et une cellule dendritique. Les lymphocytes T sont verts et les cellules dendritiques sont rouges. La cellule dendritique marqu e avec des images. Les horaires sont indiqu s premi re vue, il semblerait que la strat gie soit dangereuse avec la m me prot ine du CMH de type k, mais elles ne se sont pas coul es comme des heures : des minutes. (B) trac des contacts des lymphocytes T pour les cellules dendritiques individuelles au fil du temps. (A, partir de p Bousso et prot ines (Figure Q24 2). De m me, les lymphocytes T cytotoxiques d'e. robey, Nat. Immunol. 4:579 581, 2003. Avec l'autorisation de souris de type D Macmillan, lysez des cellules de type D infect es, mais pas infect es minutes publishers Ltd.) cellules de type K. Le LCMV peut tuer les souris de type k et de type d. fbroblastes cytotoxiques Lymphocytes T ajout s Figure Q24 2 : Sch ma de destruction des fibroblastes infect s par LcMV par des lymphocytes T cytotoxiques d'une souris de type k infect e par LcMV (probl me 24 8). Un. Si des souris homozygotes de type d taient accoupl es des souris homozygotes de type k pour g n rer une descendance h t rozygote de type d/k, vous attendriez-vous ce que les lymphocytes T cytotoxiques de ces h t rozygotes, lorsqu'ils sont infect s par le LCMV, soient capables de lyser les cellules de type d infect es ? Qu'en est-il des cellules de type k infect es ? Expliquez vos r ponses. b. Curieusement, l'infection par le LCMV ne tue pas les souris qui n'ont pas de thymus, comme les souris nues , appel es ainsi parce qu'elles n'ont pas de poils. Si un thymus est transplant dans une souris nue, il mourra lorsqu'il sera infect par le LCMV. Supposons qu'une souris nue h t rozygote de type d/k ait re u un thymus d'un donneur de type d. Vous attendriez-vous ce que ses lymp |
Biologie moléculaire de la cellule | hocytes T cytotoxiques soient capables de lyser les cellules de type d infect es ? Qu'en est-il des cellules infect es de type k ? Expliquez vos r ponses. Avant l'exposition un antig ne tranger, les lymphocytes T dot s de r cepteurs sp cifiques de l'antig ne ne repr sentent qu'une infime fraction des lymphocytes T, de l'ordre de 1 sur 105 ou de 1 sur 106. Apr s l'exposition l'antig ne, seul un petit nombre de cellules dendritiques pr sentent g n ralement l'antig ne leur surface. Combien de temps faut-il pour que ces cellules dendritiques pr sentatrices d'antig ne interagissent avec les cellules T sp cifiques de l'antig ne, ce qui est la premi re tape cl de l'activation des cellules T et de l'expansion clonale ? La dynamique du processus de recherche a t examin e en marquant les cellules dendritiques en rouge et les cellules T en vert, de sorte que les contacts dans le thymus favorisent activement la survie, la maturation et l' migration des cellules T en d veloppement qui se lient faiblement aux peptides du soi li s aux mol cules du CMH du soi. Ne serait-il pas plus s r de se d barrasser de ces lymphocytes T, ainsi que de ceux qui se lient fortement ces complexes auto-peptide-CMH, car cela semblerait tre un moyen plus s r d' viter les r actions auto-immunes ? Les prot ines CD4 24 11 sur les lymphocytes T auxiliaires et r gulateurs servent de cor cepteurs qui se lient des parties invariantes des prot ines du CMH de classe II. On pense que le CD4 augmente l'adh sion entre les lymphocytes T et les cellules pr sentatrices d'antig ne (APC) qui ne sont initialement connect es que faiblement par le r cepteur des lymphocytes T li son complexe peptide-CMH sp cifique. Pour tester cette possibilit , vous devez marquer les mol cules du CMH la surface des cellules avec un peptide marqu par fluorescence afin de pouvoir d tecter des complexes peptide-CMH individuels l'interface entre les APC et les lymphocytes T dans une bo te de culture. Pour d tecter les r ponses des lymphocytes T le signe d'un contact productif vous les chargez avec un colorant indicateur Ca2+, car le Ca2+ cytosolique augmente lorsque les lymphocytes sont actifs. Vous comptez maintenant les complexes peptide-CMH un grand nombre d'interfaces (synapses immunologiques) et mesurez l'absorption r sultante de Ca2+ dans les lymphocytes T adh rents (Figure Q24 4, cercles rouges). Lorsque vous r p tez l'exp rience en pr sence d'anticorps bloquants contre CD4, vous obtenez un r sultat diff rent (cercles bleus). Ces r sultats soutiennent-ils ou r futent-ils l'id e que CD4 augmente la liaison aux r cepteurs des lymphocytes T ? Expliquez votre r ponse. Figure Q24 4 : r le de cD4 dans la r ponse des lymphocytes T (probl me 24 11). L'absorption de ca2+ dans des cellules avec diff rents nombres de complexes fluorescents l'interface entre les cellules T et la microscopie fluorescence d'un ton (Figure Q24 3A). La fr quence des contacts entre les cellules dendritiques et les cellules T pr sentatrices d'antig nes. Les r sultats en l'absence de telles exp riences sont donn s dans la figure 24-3B. En supposant que sont repr sent s par la courbe rouge ; que 100 cellules dendritiques pr sentent l'antig ne sp cifique, combien de temps leur faudrait-il pour scanner 105 cellules T ? Combien de temps pour que les r sultats en pr sence de 0 20406080 anticorps cD4 montrent 106 lymphocytes T ? nombre de complexes peptide-CMH par la courbe bleue. Murphy K (2011) Janeway's Immunobiology, 8e d. New York : Garland Science. Abbas AK, Lichtman AH & Pillai S (2014) Immunologie cellulaire et mol culaire, 8e d. Philadelphie : WB Saunders. Parham P (2015) Le syst me immunitaire, 4e d. New York : Garland Science. Le syst me immunitaire inn Beutler B & Rietschel eT (2003) La d tection immunitaire inn e et ses racines : l'histoire de l'endotoxine. Nat. Rev. Immunol. 3, 169 176. Davis BK, Wen H & Ting JP (2011) Les inflammasomes nLRs dans l'immunit , l'inflammation et les maladies associ es. Annu. Rev. Immunol. 29, 707 735. Gallo RL & Hooper LV (2012) d fense antimicrobienne pith liale de la peau et de l'intestin. Nat. Rev. Immunol. 12, 503 516. Hoffmann J & Akira S (2013) Immunit inn e. Curr. Opin. Immunol. 25, 1 3. Holers VM (2014) compl ment et ses r cepteurs : nouvelles perspectives sur les maladies humaines. Annu. Rev. Immunol. 32, 433 459. Ivashkiv LB & Donlin LT (2014) R gulation des r ponses l'interf ron de type 1. Nat. Rev. Immunol. 14, 36 49. Janeway cA Jr & Medzhitov R (2002) Reconnaissance immunitaire inn e. Annu. Rev. Immunol. 20, 197 216. Kumar H, Kawai T & Akira S (2011) Reconnaissance des agents pathog nes par le syst me immunitaire inn . Int. Rev. Immunol. 30, 16 34. Lannier LL (2008) Sur la corde raide : activation et inhibition des cellules tueuses naturelles. Nat. Immunol. 9, 495 502. Murray PJ & Wynn TA (2011) Fonctions protectrices et pathog nes des macrophages. Nat. Rev. Immunol. 11, 723 737. Pluddemann A, Mukhop |
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Biologie moléculaire de la cellule | ntig nes endosomaux pour la pr sentation crois e. Curr. Opin. Immunol. 26, 63 68. Shevach eM (2011) Fonctions biologiques des lymphocytes T r gulateurs. Adv. Immunol. 112, 137 176. Steinman RM (2012) D cisions concernant les cellules dendritiques : pass , pr sent et futur. Annu. Rev. Immunol. 30, 1 22. Trombetta eS & Mellman I (2005) Biologie cellulaire du traitement de l'antig ne in vitro et in vivo. Annu. Rev. Immunol. 23, 975 1028. Zhu J, Yamane H & Paul We (2010) Diff renciation p riph rique des lymphocytes T cD4+ r gul e par des r seaux de cytokines et de facteurs de transcription. Annu. Rev. Immunol. 28, 445 489. Transporteurs ABC Une grande famille de prot ines de transport membranaire qui utilisent l' nergie de l'hydrolyse de l'ATP pour transf rer des peptides ou de petites mol cules travers les membranes. (Figure 11 16) ac tylCoA Petite mol cule porteuse activ e soluble dans l'eau. Se compose d'un groupe ac tyle li la coenzyme A (CoA) par une liaison thioester facilement hydrolysable. (Figure 2 38) R cepteur de l'ac tylcholine (AChR) Prot ine membranaire qui r pond la liaison de l'ac tylcholine (ACh). L'AChR nicotinique est un canal ionique d pendant de l' metteur qui s'ouvre en r ponse l'ACh. L'AChR muscarinique n'est pas un canal ionique, mais un r cepteur de surface cellulaire coupl la prot ine G. acide Un donneur de protons. Substance qui lib re des protons (H+) lorsqu'elle est dissoute dans l'eau, formant des ions hydronium (H3O+) et abaissant le pH. (Panel 2-2, pp. 92-93) hydrolases acides Enzymes hydrolytiques, y compris les prot ases, les nucl ases, les glycosidases, les lipases, les phospholipases, les phosphatases et les sulfatases, qui fonctionnent le mieux pH acide ; Ces enzymes se trouvent dans le lysosome. Potentiel d'action Excitation lectrique rapide, transitoire et auto-propag e dans la membrane plasmique d'une cellule telle qu'un neurone ou une cellule musculaire. Les potentiels d'action, ou influx nerveux, rendent possible la signalisation longue distance dans le syst me nerveux. (Figure 11 31) transporteur activ Petite mol cule diffusible qui stocke de l' nergie facilement changeable sous la forme d'une ou plusieurs liaisons covalentes riches en nergie. Des exemples sont l'ATP, l'ac tylCoA, le FADH2, le NADH et le NADPH. (Figure 2 31) nergie d'activation nergie suppl mentaire qui doit tre acquise par les atomes ou les mol cules en plus de leur nergie l' tat fondamental afin d'atteindre l' tat de transition requis pour qu'ils subissent une r action chimique particuli re. (Figure 2 21) d saminase induite par l'activation (AID) L'enzyme catalysant les processus d'hypermutation somatique et de changement de classe d'immunoglobulines dans les lymphocytes B activ s. r gion de la surface d'une enzyme laquelle une mol cule de substrat se lie afin de subir une r action catalys e. (Figure 1 7) transport actif Mouvement d'une mol cule travers une membrane ou un autre barri re entra n e par une nergie autre que celle stock e dans le gradient lectrochimique ou de concentration de la mol cule transport e. adaptation (1) Adaptation (d sensibilisation) : ajustement de la sensibilit suite des stimulations r p t es. Le m canisme qui permet une cellule de r agir de petits changements de stimuli m me dans un niveau de stimulation de fond lev . (2) L'adaptation volutive : un trait volu . syst me immunitaire adaptatif Syst me de lymphocytes fournissant une d fense hautement sp cifique et durable contre les agents pathog nes chez les vert br s. Il se compose de deux grandes classes de lymphocytes : les lymphocytes B (lymphocytes B), qui s cr tent des anticorps qui se lient sp cifiquement l'agent pathog ne ou ses produits, et les lymphocytes T (lymphocytes T), qui peuvent soit tuer directement les cellules infect es par l'agent pathog ne, soit produire des prot ines de signal s cr t es ou de surface cellulaire qui stimulent d'autres cellules h tes pour aider liminer l'agent pathog ne. (Figure 24 2) prot ine adaptatrice, adaptateur Terme g n ral d signant une prot ine qui fonctionne uniquement pour lier deux ou plusieurs prot ines diff rentes dans une voie de signalisation intracellulaire ou un complexe prot ique. (Figure 15 11) ad nylyl cyclase (ad nylate cyclase) Enzyme li e la membrane qui catalyse la formation d'AMP cyclique partir de l'ATP. Un composant important de certaines voies de signalisation intracellulaires. jonction adh rente Jonction cellulaire dans laquelle la face cytoplasmique de la membrane plasmique est attach e des filaments d'actine. Il s'agit par exemple de ceintures d'adh rence reliant des cellules pith liales adjacentes et de contacts focaux sur la surface inf rieure des fibroblastes en culture. Prot ines sp cifiques ou complexes prot iques de bact ries pathog nes qui reconnaissent et lient les mol cules de surface cellulaire sur les cellules h tes pour permettre une adh sion et une colonisation serr es des ti |
Biologie moléculaire de la cellule | ssus. Jonctions dans l' pith lium qui forment une ceinture continue (zonula adh re) juste sous la face apicale de l' pith lium, encerclant chacune des cellules en interaction dans la feuille. ADP (ad nosine 5'-diphosphate) Nucl otide produit par hydrolyse du phosphate terminal de l'ATP. R g n re l'ATP lorsqu'il est phosphoryl par un processus g n rateur d' nergie tel que la phosphorylation oxydative. Processus par lequel une cellule obtient de l' nergie partir de sucres ou d'autres mol cules organiques en permettant leurs atomes de carbone et d'hydrog ne de se combiner avec l'oxyg ne de l'air pour produire du CO2 et de l'H2O, respectivement. Augmentation progressive de l'affinit des anticorps pour l'antig ne immunisant au fil du temps apr s l'immunisation. Prot ine Signal Agrin lib r e par un c ne de croissance axonale lors de la formation de la synapse entre celui-ci et une cellule musculaire. AIRE (r gulateur auto-immun) Prot ine exprim e par une sous-population de cellules pith liales dans le thymus qui stimule la production de petites quantit s de prot ines du soi caract ristiques d'autres organes, exposant les thymocytes en d veloppement ces prot ines dans le but de l'autotol rance. Akt Serine/threonine protein kinase qui agit dans la voie de signalisation intracellulaire PI-3kinase/Akt, impliqu e en particulier dans la signalisation des cellules pour cro tre et survivre. Aussi appel e prot ine kinase B (PKB). all le L'une des nombreuses formes alternatives d'un g ne. Dans une cellule diplo de, chaque g ne aura g n ralement deux all les, occupant la position correspondante (locus) sur les chromosomes homologues. prot ine allost rique Prot ine qui peut adopter au moins deux conformations distinctes, et pour laquelle la liaison d'un ligand un site provoque un changement de conformation qui modifie l'activit de la prot ine un second site ; Cela permet un type de mol cule dans une cellule de modifier le destin d'une mol cule d'un autre type, une caract ristique largement exploit dans la r gulation enzymatique. allost rie (adjectif allost rique) Changement de conformation d'une prot ine provoqu par la liaison d'un ligand r gulateur ( un site autre que le site catalytique de la prot ine) ou par une modification covalente. Le changement de conformation modifie l'activit de la prot ine et peut constituer la base du mouvement dirig . (Figures 3 57 et 16 29) H lice alpha ( h lice) Mod le de repliement courant dans les prot ines, dans lequel une s quence lin aire d'acides amin s se replie en une h lice droite stabilis e par une liaison hydrog ne interne entre les atomes de squelette. (Figure 3 7) pissage alternatif de l'ARN Production de diff rents ARN partir du m me g ne en pissant le transcrit de diff rentes mani res. (Figure 7 57) Acide amin Mol cule organique contenant la fois un groupe amino et un groupe carboxyle. Ceux qui servent d' l ments constitutifs des prot ines sont des acides amin s alpha, ayant la fois les groupes amino et carboxyle li s au m me atome de carbone. (NH2CHRCOOH, panel 3 1, pp. 112 113) aminoacyl-ARNt synth tase Enzyme qui attache le bon acide amin une mol cule d'ARNt pour former un ARNt aminoacylt. (Figure 6 54) R cepteur AMPA Canal ionique d pendant du glutamate dans le syst me nerveux central des mammif res qui transporte la majeure partie du courant d polarisant responsable des potentiels postsynaptiques excitateurs. amphiphile Ayant la fois des r gions hydrophobes et hydrophiles, comme dans un phospholipide ou une mol cule d tergente. Fibrilles amylo des Agr gats de stables et auto-propagateurs construits partir de centaines de cha nes polypeptidiques identiques qui se superposent les unes sur les autres pour cr er un empilement continu de feuilles de . La structure fibreuse non ramifi e peut contribuer aux maladies humaines lorsqu'elle n'est pas contr l e. anaphase (1) tape de la mitose au cours de laquelle les chromatides s urs se s parent et s' loignent l'une de l'autre. (2) Anaphase I et II : tapes de la m iose au cours desquelles des paires d'homologues chromosomiques se s parent (I), puis des chromatides s urs se s parent (II). (Panel 17 1, pp. 980 981) anaphase Une tape de la mitose au cours de laquelle la s gr gation des chromosomes se produit lorsque les chromosomes se d placent vers les deux p les du fuseau. Anaphase B tape de la mitose au cours de laquelle la s gr gation chromosomique se produit lorsque les p les du fuseau se s parent et s' cartent. Ubiquitine ligase qui catalyse l'ubiquitylation et la destruction de la securine et des S-cyclines Mand, initiant la s paration des chromatides s urs dans la transition m taphase-anaphase pendant la mitose. d pendance l'ancrage D pendance de la croissance, de la prolif ration et de la survie cellulaires l'attachement un substrat. jonction d'ancrage Jonction cellulaire qui attache les cellules aux cellules voisines ou la matrice extracellulaire. (Tab |
Biologie moléculaire de la cellule | leau 19 1, p. 1037) angiogen se Croissance de nouveaux vaisseaux sanguins par germination partir de vaisseaux existants. Complexe d'antennes Partie d'un photosyst me qui capte l' nergie lumineuse et la canalise vers le centre de r action photochimique. Il se compose de complexes prot iques qui se lient un grand nombre de mol cules de chlorophylle et d'autres pigments. Complexe Antennapedia L'un des deux groupes de g nes de la drosophile qui contiennent des g nes Hox ; Les g nes du complexe Antennapedia contr lent les diff rences entre les segments thoraciques et cr niens du corps. prot ines anti-apoptotiques de la famille Bcl2 Prot ines (p. ex., Bcl2, BclXL) sur la surface cytosolique de la membrane mitochondriale qui se lie et inhibe les prot ines pro-apoptotiques de la famille Bcl2 et aide ainsi pr venir l'activation inappropri e de la voie intrins que de l'apoptose. Produit en r ponse divers stimuli apoptotiques et, en se liant aux PAI et en emp chant leur liaison une caspase, neutralise l'inhibition de l'apoptose fournie par les PAI. antibiotique Substance telle que la p nicilline ou la streptomycine qui est toxique pour les micro-organismes. Souvent un produit naturel d'un micro-organisme ou d'une plante particuli re. anticorps Prot ine s cr t e par les lymphocytes B activ s en r ponse un agent pathog ne ou une mol cule trang re. Se lie troitement l'agent pathog ne ou la mol cule trang re, l'inactivant ou le marquant pour sa destruction par phagocytose ou lyse induite par le compl ment. (Figure 24 23) r ponse immunitaire adaptative R ponse immunitaire adaptative dans laquelle les lymphocytes B sont activ s pour s cr ter des anticorps qui circulent dans la circulation sanguine ou p n trent dans d'autres fluides corporels, o ils peuvent se lier sp cifiquement l'antig ne tranger qui a stimul leur production. anticodon S quence de trois nucl otides dans une mol cule d'ARN de transfert (ARNt) qui est compl mentaire un codon trois nucl otides dans une mol cule d'ARN messager (ARNm). antig ne Mol cule qui peut induire une r ponse immunitaire adaptative ou qui peut se lier un anticorps ou un r cepteur de lymphocytes T. cellule pr sentatrice d'antig ne Cellule qui pr sente sa surface un antig ne tranger complex avec une prot ine du CMH pour tre pr sent aux lymphocytes T. D terminant antig nique R gion sp cifique d'un antig ne qui se lie un anticorps ou un r cepteur compl mentaire la surface d'une cellule B (BCR) ou d'une cellule T (TCR). variation antig nique Capacit modifier les antig nes affich s la surface de la cellule ; Une propri t de certains micro-organismes pathog nes qui leur permet d' chapper l'attaque du syst me immunitaire adaptatif. antiparall le D crit l'orientation relative des deux brins dans une double h lice d'ADN ou deux r gions appari es d'une cha ne polypeptidique ; La polarit d'un brin est oppos e celle de l'autre. antiporteur Prot ine porteuse qui transporte deux ions diff rents ou de petites mol cules travers une membrane dans des directions oppos es, simultan ment ou en s quence. (Figure 11 8) Apaf1 Prot ine adaptatrice de la voie apoptotique intrins que ; En se liant au cytochrome C, les oligom risations forment un apoptosome. apical Se r f rant l'extr mit d'une cellule, d'une structure ou d'un organe. La surface apicale d'une cellule pith liale est la surface libre expos e, oppos e la surface basale. La surface basale repose sur la lame basale qui s pare l' pith lium des autres tissus. apoptose Forme de mort cellulaire programm e, dans laquelle un programme de suicide est activ au sein d'une cellule animale, conduisant une mort cellulaire rapide m di e par des enzymes prot olytiques intracellulaires appel es caspases. heptam re apoptosomique des prot ines Apaf1 qui se forme lors de l'activation de la voie apoptotique intrins que ; Il recrute et active les caspases initiatrices qui activent ensuite les caspases ex cutives en aval pour induire l'apoptose. Prot ine de canal int gr e dans la membrane plasmique qui augmente consid rablement la perm abilit de la cellule l'eau, permettant le transport de l'eau, mais pas des ions, un taux lev travers la membrane. archaeon (pluriel arch[a]ea) (archaebacterium) Organisme unicellulaire sans noyau, superficiellement similaire aux bact ries. Au niveau mol culaire, ils sont plus troitement li s aux eucaryotes dans la machinerie g n tique que ne le sont les bact ries. Les arch es et les bact ries constituent ensemble les procaryotes. (Figure 1 17) Prot ines ARF : GTPase monom re de la superfamille Ras, responsable de la r gulation de l'assemblage de l'enveloppe COPI et de l'assemblage de l'enveloppe de clathrine. (Tableau 15-5, p. 854) Complexe ARP (prot ine li e l'actine) (complexe Arp 2/3) Complexe de prot ines qui nucl e la croissance des filaments d'actine partir de l'extr mit n gative. arrestine Membre d'une famille de prot ines qui co |
Biologie moléculaire de la cellule | ntribue la d sensibilisation des RCPG en emp chant le r cepteur activ d'interagir avec les prot ines G et en servant d'adaptateur pour coupler le r cepteur l'endocytose d pendante de la clathrine. (Figure 15 42) microtubule astral Dans le fuseau mitose, l'un des microtubules rayonnant de l'aster qui n'est pas attach un kin tochore d'un chromosome. division cellulaire asym trique Division cellulaire dans laquelle une ou plusieurs mol cules importantes sont r parties de mani re in gale entre les deux cellules filles, ce qui fait que ces cellules deviennent diff rentes l'une de l'autre. ATM (prot ine mut e de l'ataxie t langiectasie) Prot ine kinase activ e par des cassures de l'ADN double brin. Si les pauses ne sont pas r par es, ATM d clenche une cascade de signaux qui aboutit l'arr t du cycle cellulaire. Li ATR. ATP (ad nosine 5-triphosphate) Nucl oside triphosphate compos d'ad nine, de ribose et de trois groupes phosphate. Le principal vecteur de l' nergie chimique dans les cellules. Les groupes phosphates terminaux sont tr s r actifs dans le sens o leur hydrolyse, ou transfert une autre mol cule, a lieu avec la lib ration d'une grande quantit d' nergie libre. (Figure 2 33) ATP synthase (F1Fo ATPase) Complexe enzymatique transmembranaire dans la membrane interne des mitochondries et la membrane thylako de des chloroplastes. Catalyse la formation d'ATP partir de l'ADP et du phosphate inorganique pendant la phosphorylation oxydative et la photosynth se, respectivement. galement pr sent dans la membrane plasmique des bact ries. ATR (ataxie t langiectasie et prot ine li e Rad3) Prot ine kinase activ e par des dommages l'ADN. Si les dommages ne sont pas r par s, l'ATR aide initier une cascade de signaux qui aboutit l'arr t du cycle cellulaire. Li ATM. maladie auto-immune tat pathologique dans lequel le corps d veloppe une r ponse immunitaire adaptative invalidante contre une ou plusieurs de ses propres mol cules. L'organite autophagosome entour d'une double membrane contient une cargaison cytoplasmique engloutie dans les premiers stades de l'autophagie. autophagie Digestion du cytoplasme et des organites us s par les lysosomes de la cellule. Hormone v g tale, g n ralement l'acide indole-3-ac tique, qui joue de nombreux r les dans la croissance et le d veloppement des plantes. axone : Projection de cellules nerveuses longue qui peut conduire rapidement l'influx nerveux sur de longues distances afin de transmettre des signaux d'autres cellules. axon me Faisceau de microtubules et de prot ines associ es qui forme le noyau d'un cil ou d'un flagelle dans les cellules eucaryotes et qui est responsable de leurs mouvements. Vecteur de clonage pouvant accueillir de gros morceaux d'ADN, g n ralement jusqu' 1 million de paires de bases. bact riorhodopsine Prot ine pigment e pr sente dans la membrane plasmique d'un arch on qui aime le sel, Halobacterium salinarium (Halobacterium halobium). Pompe les protons hors de la cellule en r ponse la lumi re. Bact rie (pluriel bact rie) (Eubacterium) Membre du domaine des bact ries, l'une des trois branches principales de l'arbre de la vie (arch es, bact ries et eucaryotes). Les bact ries et les arch es n'ont pas de compartiment nucl aire distinct et constituent ensemble les procaryotes. (Figure 1 17) Bak : Une prot ine effectrice principale de la famille Bcl2 de la voie intrins que de l'apoptose dans les cellules de mammif res qui est li e la membrane externe mitochondriale m me en l'absence d'un signal apoptotique ; l'activation se fait g n ralement par des prot ines pro-apoptotiques activ es uniquement BH3. basal Situ pr s de la base. l'oppos de la face apicale. Lame basale (pluriel lames basales) Mince tapis de matrice extracellulaire qui s pare les feuillets pith liaux et de nombreux autres types de cellules telles que les cellules musculaires ou adipeuses, du tissu conjonctif. Parfois appel e membrane basale. (Figure 19 51) base (1) Substance qui peut r duire le nombre de protons en solution, soit en acceptant directement les ions H+, soit en lib rant des ions OH , qui se combinent ensuite avec H+ pour former H2O. (2) Les purines et les pyrimidines dans l'ADN et l'ARN sont des bases azot es organiques et sont souvent appel es simplement bases. (Panel 2 2, pp. 92 93) r paration par excision de bases Voie de r paration de l'ADN dans laquelle des bases d fectueuses uniques sont retir es de l'h lice de l'ADN et remplac es. Comparer la r paration par excision de nucl otides. (Figure 5 41) paire de bases Deux nucl otides dans une mol cule d'ARN ou d'ADN qui sont maintenus ensemble par des liaisons hydrog ne, par exemple, G appari C et A appari T ou U. Membrane basale Mince tapis de matrice extracellulaire qui s pare les feuillets pith liaux et de nombreux autres types de cellules telles que les cellules musculaires ou adipeuses du tissu conjonctif. Aussi appel lame basale. (Figure 19 51) Bax Une prot ine effe |
Biologie moléculaire de la cellule | ctrice principale de la famille Bcl2 de la voie intrins que de l'apoptose dans les cellules de mammif res ; localis principalement dans le cytosol et ne se d place vers les mitochondries qu'apr s activation, g n ralement par des prot ines pro-apoptotiques BH3 activ es. R cepteur des lymphocytes B (BCR) Prot ine d'immunoglobuline transmembranaire la surface d'un lymphocyte B qui lui sert de r cepteur pour l'antig ne. Prot ine anti-apoptotique de la famille Bcl2 de la membrane mitochondriale externe qui se lie et inhibe les prot ines pro-apoptotiques de la famille Bcl2 et emp che l'activation inappropri e de la voie intrins que de l'apoptose. Famille Bcl2 Famille de prot ines intracellulaires qui favorisent ou inhibent l'apoptose en r gulant la lib ration du cytochrome c et d'autres prot ines mitochondriales de l'espace intermembranaire dans le cytosol. BclXL Prot ine anti-apoptotique de la famille Bcl2 de la membrane mitochondriale externe qui se lie et inhibe les prot ines pro-apoptotiques de la famille Bcl2 et emp che l'activation inappropri e de la voie intrins que de l'apoptose. b nigne des tumeurs : auto-limitantes dans la croissance, et non invasives. Feuillet b ta (feuillet ) Motif structurel commun aux prot ines dans lesquelles diff rentes sections de la cha ne polypeptidique se c toient, reli es entre elles par une liaison hydrog ne entre les atomes du squelette polypeptidique. Aussi connu sous le nom de feuille pliss e . (Figure 3 7) b ta-cat nine ( -cat nine) Multifonctionnel Prot ine cytoplasmique impliqu e dans l'adh sion intercellulaire m di e par la cadh rine, liant les cadh rines au cytosquelette d'actine. Peut galement agir ind pendamment en tant que prot ine r gulatrice de la transcription. Joue un r le important dans le d veloppement animal dans le cadre d'une voie de signalisation Wnt. Prot ines BH3-only La plus grande sous-classe des prot ines de la famille Bcl2. Produit ou activ en r ponse un stimulus apoptotique et favorise l'apoptose principalement en inhibant les prot ines anti-apoptotiques de la famille Bcl2. Fixation de chromatides s urs aux p les oppos s du fuseau mitose, de sorte qu'elles se d placent vers les extr mit s oppos es de la cellule lorsqu'elles se s parent en anaphase. Site de liaison R gion la surface d'une mol cule (g n ralement une prot ine ou un acide nucl ique) qui peut interagir avec une autre mol cule par liaison non covalente. BiP : Prot ine chaperon r sidente du r ticulum endoplasmique (RE), membre de la famille des prot ines chaperonnes de type hsp70. Complexe bithorax L'un des deux groupes de g nes de la drosophile qui contiennent des g nes Hox ; Les g nes du complexe Bithorax contr lent les diff rences entre les segments abdominaux et thoraciques du corps. bivalent Structure quatre chromatides form e au cours de la m iose, constitu e d'un chromosome dupliqu troitement appari son chromosome dupliqu homologue. Blastom re L'une des nombreuses cellules form es par le clivage d'un uf f cond . Stade pr coce d'un embryon animal, g n ralement constitu d'une boule creuse de cellules pith liales entourant une cavit remplie de liquide, avant le d but de la gastrulation. Protrusion membranaire form e lorsque la membrane plasmique se d tache localement du cortex d'actine sous-jacent, permettant au flux cytoplasmique et la pression hydrostatique l'int rieur de la cellule de pousser la membrane vers l'ext rieur. Tissu conjonctif dense et rigide compos d'un m lange de fibres dures (fibrilles de collag ne de type I), qui r sistent aux forces de traction, et de particules solides (phosphate de calcium sous forme de cristaux d'hydroxylapatite), qui r sistent la compression. brassinost ro des Classe de mol cules de signalisation st ro dienne chez les plantes qui r gulent la croissance et la diff renciation des plantes tout au long de leur cycle de vie en se liant une kinase r ceptrice de surface cellulaire pour initier une cascade de signalisation. microscope fond clair Microscope lumi re normale dans lequel l'image est obtenue par simple transmission de la lumi re travers l'objet observ . Solution d'acide faible ou de base faible qui r siste au changement de pH qui se produirait autrement lorsque de petites quantit s d'acide ou de base sont ajout es. C3 La prot ine pivot du compl ment qui est activ e par les premiers composants des trois voies du compl ment (la voie classique, la voie de la lectine et la voie alternative). (Figure 24 7) Pompe Ca2+ (pompe calcique, Ca2+ ATPase) Transporter les prot ines dans la membrane du r ticulum sarcoplasmique des cellules musculaires (et ailleurs). Pompe le Ca2+ hors du cytoplasme dans le r ticulum sarcoplasmique en utilisant l' nergie de l'hydrolyse de l'ATP. Le canal K+ activ par le Ca2+ s'ouvre en r ponse l'augmentation de la concentration de Ca2+ dans les cellules nerveuses qui se produit en r ponse un potentiel d'action. L'augmentation de la perm abilit K+ rend la me |
Biologie moléculaire de la cellule | mbrane plus difficile d polariser, ce qui augmente le d lai entre les potentiels d'action et diminue la r ponse de la cellule une stimulation constante et prolong e (adaptation). Prot ine kinase d pendante de Ca2+/calmoduline (CaM-kinase) Prot ine kinase s rine/thr onine activ e par Ca2+/calmoduline. M die indirectement les effets d'une augmentation du Ca2+ cytosolique en phosphorylant des prot ines cibles sp cifiques. (Figure 15 33) Cadh rine Membre de la grande superfamille des cadh rines des prot ines d'adh sion transmembranaire. M die l'adh sion homophile entre cellules d pendante du Ca2+ dans les tissus animaux. (Figure 19 3 et Tableau 19 1, p. 1037) superfamille de la cadh rine Famille de prot ines de cadh rine classiques et non classiques comptant plus de 180 membres chez l'homme. calmoduline Prot ine de liaison intracellulaire Ca2+ ubiquitaire qui subit un changement de conformation important lorsqu'elle se lie au Ca2+, ce qui lui permet de r guler l'activit de nombreuses prot ines cibles. Sous sa forme activ e (li e au Ca2+-), on l'appelle Ca2+/calmoduline. (Figure 15 33) calnexine Prot ine chaperonne de liaison aux glucides dans la membrane du r ticulum endoplasmique (RE) qui se lie aux oligosaccharides sur les prot ines incompl tement repli es et les retient dans le RE. calr ticuline Prot ine chaperonne liant les glucides dans la lumi re du r ticulum endoplasmique (RE) qui se lie aux oligosaccharides sur les prot ines incompl tement repli es et les retient dans le RE. CaM-kinase II Prot ine kinase multifonctionnelle d pendante de Ca2+/calmoduline qui se phosphoryle elle-m me et diverses prot ines cibles lorsqu'elle est activ e. Pr sent dans la plupart des cellules animales, il est particuli rement abondant au niveau des synapses du cerveau et est impliqu dans certaines formes de plasticit synaptique chez les vert br s. (Figure 15 34) cellules souches canc reuses Cellules canc reuses rares capables de se diviser ind finiment. g nes critiques pour le cancer G nes dont l'alt ration contribue la causalit ou l' volution du cancer en entra nant la tumorigen se. capside Enveloppe prot ique d'un virus, form e par l'auto-assemblage d'un ou plusieurs types de sous-unit s prot iques en une structure g om triquement r guli re. (Figure 3 27) couche de glucides Zone riche en glucides la surface de la cellule eucaryote attribuable aux glycoprot ines, aux glycolipides et aux prot oglycanes de la membrane plasmique. R action de fixation du carbone Processus par lequel le carbone inorganique (sous forme de CO2 atmosph rique) est incorpor dans des mol cules organiques. La deuxi me tape de la photosynth se. (Figure 14 40) canc rogen se G n ration du cancer. carcinome Cancer des cellules pith liales. La forme la plus courante de cancer humain.cargo Les composants membranaires et les mol cules solubles transport es par les v sicules de transport. cartilage Forme de tissu conjonctif compos e de cellules (chondrocytes) int gr es dans une matrice riche en collag ne de type II et en prot oglycane de sulfate de chondro tine. prot ase intracellulaire qui intervient dans la m diation des v nements intracellulaires de l'apoptose. catalyseur Substance qui peut abaisser l' nergie d'activation d'une r action (augmentant ainsi sa vitesse), sans tre elle-m me consomm e par la r action. cav ole (pluriel caveolae) Invaginations la surface de la cellule qui bourgeonnent l'int rieur pour former des v sicules pinocytaires. On pense qu'elles se forment partir de radeaux lipidiques, des r gions de membrane riches en certains lipides. caveolines Famille de prot ines membranaires int grales inhabituelles qui sont les principales prot ines structurelles des cav oles, Prot ine cor ceptrice CD4 sur les lymphocytes T auxiliaires et les lymphocytes T r gulateurs qui se lie une partie non variable des prot ines du CMH de classe II (sur les cellules pr sentatrices d'antig nes) en dehors du sillon de liaison au peptide. (Figure 24 40) Prot ine cor ceptrice CD8 sur les lymphocytes T cytotoxiques qui se lie une partie non variable des prot ines du CMH de classe I (sur les cellules pr sentatrices d'antig nes et les cellules cibles infect es) en dehors du sillon de liaison au peptide. (Figure 24 40) Cdc20 Sous-unit activatrice du complexe favorisant l'anaphase (APC/C). Cdc25 Prot ine phosphatase qui d phosphoryle les Cdk et augmente leur activit . Cdc42 Membre de la famille Rho de GTPases monom res qui r gulent l'actine et les cytosquelettes des microtubules, la progression du cycle cellulaire, la transcription des g nes et le transport membranaire. Cdc6 Prot ine essentielle dans la pr paration de l'ADN pour la r plication. Avec Cdt1, il se lie un complexe de reconnaissance d'origine sur l'ADN chromosomique et aide charger les prot ines Mcm sur le complexe pour former le complexe pr r pliquant. Cdh1 Sous-unit activatrice du complexe favorisant l'anaphase (APC/C). Prot ine inhibitrice de Cdk (CKI) |
Biologie moléculaire de la cellule | Prot ine qui se lie aux complexes cycline-Cdk et les inhibe, principalement impliqu e dans le contr le des phases G1 et S. Prot ine kinase qui phosphoryle les Cdk dans les complexes cycline-Cdk, activant ainsi le Cdk. clone d'ADNc Clone contenant des mol cules d'ADNc double brin d riv es des mol cules d'ARNm codant pour des prot ines pr sentes dans une cellule. Biblioth que d'ADNc Collection de mol cules d'ADN clon es repr sentant des copies d'ADN compl mentaires de l'ARNm produit par une cellule. Cdt1 Prot ine essentielle dans la pr paration de l'ADN pour la r plication. Avec Cdc6, il se lie aux complexes de reconnaissance d'origine sur les chromosomes et aide charger les prot ines Mcm sur le complexe, formant le complexe pr r pliquant. cortex cellulaire Couche sp cialis e de cytoplasme sur la face interne de la membrane plasmique. Dans les cellules animales, il s'agit d'une couche riche en actine responsable des mouvements de la surface cellulaire. cycle cellulaire (cycle de division cellulaire) Cycle reproducteur d'une cellule : la s quence ordonn e d' v nements par laquelle une cellule duplique ses chromosomes et, g n ralement, les autres contenus cellulaires, et se divise en deux. (Figure 17 4) d termination cellulaire Processus par lequel une cellule perd progressivement le potentiel de former d'autres types de cellules, au fur et mesure de son d veloppement. Doctrine cellulaire La proposition selon laquelle tous les organismes vivants sont compos s d'une ou plusieurs cellules et que toutes les cellules r sultent de la division d'autres cellules vivantes. R tention par les cellules et leurs descendants de mod les d'expression g nique modifi s de mani re persistante, sans aucune modification de la s quence d'ADN. Voir aussi h r dit pig n tique. Plaque cellulaire Structure aplatie d limit e par une membrane qui se forme en fusionnant des v sicules dans le cytoplasme d'une cellule v g tale en division et qui est le pr curseur de la nouvelle paroi cellulaire. Syst me de contr le du cycle cellulaire R seau de prot ines r gulatrices qui r git la progression d'une cellule eucaryote travers le cycle cellulaire. cellulose Longues cha nes non ramifi es de glucose ; Constituant majeur des parois cellulaires v g tales. Agr gat cristallin hautement ordonn form de faisceaux d'environ 40 cha nes de cellulose, dispos s avec la m me polarit et coll s ensemble en r seaux parall les qui se chevauchent par des liaisons hydrog ne entre des mol cules de cellulose adjacentes. organe lympho de central (primaire) Organe dans lequel les lymphocytes T ou B sont produits partir de cellules pr curseurs. Chez les mammif res adultes, il s'agit respectivement du thymus et de la moelle osseuse. (Figure 24 12) centriole Court r seau cylindrique de microtubules, de structure tr s similaire un corps basal. Une paire de centrioles se trouve g n ralement au centre d'un centrosome dans les cellules animales. (Figure 16 48) centrom re R gion r tr cie d'un chromosome mitotique qui maintient les chromatides s urs ensemble. C'est galement le site de l'ADN o se forme le kin tochore afin de capturer les microtubules du fuseau mitotique. (Figure 4 43) centrosome Organite situ au centre des cellules animales qui est le centre primaire d'organisation des microtubules (MTOC) et agit comme le p le du fuseau pendant la mitose. Dans la plupart des cellules animales, il contient une paire de centrioles. (Figures 16-47 et 17-24) cortex c r bral Couche la plus externe des h misph res du cerveau ; La structure la plus complexe du corps humain. lot CG R gion de l'ADN dans les g nomes des vert br s avec une densit sup rieure la moyenne de s quences CG ; Ces r gions restent g n ralement non m thyl es. Complexe prot ique transmembranaire qui permet aux ions inorganiques ou d'autres petites mol cules de diffuser passivement travers la bicouche lipidique. (Figure 11 3) channelrhodopsine Prot ine photosensible formant un canal cationique travers la membrane qui s'ouvre en r ponse la lumi re. Dans la photosynth se, transfert induit par la lumi re d'un lectron de haute nergie de la chlorophylle une mol cule accepteuse, entra nant la formation d'une charge positive sur la chlorophylle et d'une charge n gative sur un porteur d' lectrons mobile. Biologie chimique Nom donn une strat gie qui utilise le criblage grande chelle de centaines de milliers de petites mol cules dans des essais biologiques pour identifier les produits chimiques qui affectent un processus biologique particulier et qui peuvent ensuite tre utilis s pour l' tudier. Produits chimiques canc rig nes Disparates qui sont canc rig nes - en raison de leur capacit provoquer des mutations - lorsqu'ils sont donn s des animaux de laboratoire ou peints plusieurs reprises sur leur peau. groupe chimique Certaines combinaisons d'atomes, tels que les groupes m thyle ( CH3), hydroxyle ( OH), carboxyle ( COOH), carbonyle ( C=O), phosphate ( PO32 ), su |
Biologie moléculaire de la cellule | lfhydryle ( SH) et amino ( NH2), qui ont des propri t s chimiques et physiques distinctes et influencent le comportement de la mol cule dans laquelle le groupe se trouve. Couplage chimiosmotique (chimiosmose) M canisme dans lequel un gradient de protons lectrochimiques travers une membrane (compos d'un gradient de pH et d'un potentiel membranaire) est utilis pour piloter un processus n cessitant de l' nergie, tel que la production d'ATP ou la rotation de flagelles bact riens. chimiotaxie Mouvement d'une cellule vers ou loin d'un produit chimique diffusible. chiasma (pluriel : chiasmata) : connexion en forme de X visible entre des chromosomes homologues appari s pendant la m iose. Repr sente un site de croisement chromosomique, une forme de recombinaison g n tique. chlorophylle Pigment vert absorbant la lumi re qui joue un r le central dans la photosynth se chez les bact ries, les plantes et les algues. chloroplaste Organite dans les algues vertes et les plantes qui contient de la chlorophylle et effectue la photosynth se. Toxine du chol ra Prot ine toxique s cr t e par Vibrio cholerae responsable de la diarrh e aqueuse associ e au chol ra. Comprend une sous-unit A activit enzymatique et une sous-unit B qui se lie aux r cepteurs de la cellule h te pour diriger la sous-unit A vers le cytosol de la cellule h te. cholest rol Une mol cule lipidique abondante avec une structure st ro de caract ristique quatre anneaux. Un composant important des membranes plasmiques des cellules animales. (Figure 10 4) chromatine Complexe d'ADN, d'histones et de prot ines non-histones pr sent dans le noyau d'une cellule eucaryote. Mat riau dont sont constitu s les chromosomes. Immunopr cipitation de la chromatine Technique par laquelle l'ADN chromosomique li une prot ine particuli re peut tre isol et identifi en le pr cipitant au moyen d'un anticorps contre la prot ine. (Figures 8 66 et 8 67) Structure chromosomique compos e d'une tr s longue mol cule d'ADN et de prot ines associ es qui porte une partie (ou la totalit ) de l'information h r ditaire d'un organisme. Particuli rement vident dans les cellules v g tales et animales subissant une mitose ou une m iose, au cours de laquelle chaque chromosome se condense en une structure compacte en forme de b tonnet visible au microscope optique. cil (pluriel cilia) Extension cheveutique d'une cellule eucaryote contenant un faisceau central de microtubules. De nombreuses cellules contiennent un seul cil non mobile, tandis que d'autres contiennent de grands nombres qui effectuent des mouvements de battement r p t s. Comparer flagelle. Horloge circadienne Processus cyclique interne qui produit un changement particulier dans une cellule ou un organisme sur une p riode d'environ 24 heures, par exemple le cycle veille-sommeil chez l'homme. visage cis Face du m me c t ou du c t proche. R seau de Golgi cis (CGN) R seau d'amas tubulaires v siculaires fusionn s qui est troitement associ la face cis de l'appareil de Golgi et qui est le compartiment par lequel les prot ines et les lipides p n trent dans le Golgi. s quences cis-r gulatrices S quences d'ADN auxquelles les r gulateurs de transcription se lient pour contr ler le taux de transcription des g nes. Dans presque tous les cas, ces s quences doivent se trouver sur le m me chromosome (c'est- -dire en cis) que les g nes qu'elles contr lent. (Figure 7 18) Mod le de maturation cisternale Une hypoth se sur la fa on dont l'appareil de Golgi atteint et maintient sa structure polaris e et comment les mol cules se d placent d'une citerne une autre. Ce mod le consid re les citernes comme des structures dynamiques qui m rissent du d but la fin en acqu rant puis en perdant des prot ines sp cifiques r sidentes de Golgi lorsqu'elles se d placent dans la pile de Golgi avec cargaison. cycle de l'acide citrique [cycle de l'acide tricarboxylique (TCA), cycle de Krebs] Voie m tabolique centrale trouv e dans les organismes a robies. Oxyde les groupes ac tyle d riv s des mol cules alimentaires, g n rant les vecteurs activ s NADH et FADH2, une partie du GTP et des d chets de CO2. Dans les cellules eucaryotes, il se produit dans les mitochondries. (Panel 2 9, pp. 106 107) Load Load Complexe prot ique qui utilise l'hydrolyse de l'ATP pour charger la pince coulissante sur une jonction amorce-matrice dans le processus de r plication de l'ADN. Prot ine CMH de classe I L'une des deux classes de prot ines du complexe majeur d'histocompatibilit (CMH). Pr sent la surface de presque tous les types de cellules de vert br s, o il peut pr senter des peptides trangers d riv s d'un agent pathog ne tel qu'un virus aux cellules T cytotoxiques. (Figures 24 35 et 24 36A) Prot ine du CMH de classe II L'une des deux classes de prot ine du complexe majeur d'histocompatibilit (CMH). Pr sent la surface de diverses cellules pr sentatrices d'antig nes, o il pr sente des peptides aux cellules T auxiliaires et r gulatrices. (Figures 24 35 |
Biologie moléculaire de la cellule | et 24 36B) Changement de classe Passage de la production d'une classe d'immunoglobulines (par exemple, IgM) la fabrication d'une autre classe (par exemple, IgG) que de nombreux lymphocytes B subissent au cours d'une r ponse immunitaire adaptative. Implique des r arrangements de l'ADN appel s recombinaison de classe. (Figure 24 30) recombinaison de classe : changement irr versible au niveau de l'ADN lorsqu'un lymphocyte B passe de la production d'IgM et d'IgD la fabrication de l'une des classes secondaires d'immunoglobulines. Famille de prot ines de cadh rine, y compris la E-cadh rine, la N-cadh rine et la P-cadh rine, qui sont troitement li es en s quence dans leurs domaines extracellulaire et intracellulaire. clathrine Prot ine qui s'assemble en une cage poly drique du c t cytosolique d'une membrane de mani re former une fosse enrob e de clathrine, qui se d tache par endocytose pour former une v sicule intracellulaire recouverte de clathrine. (Figure 13 6) Fosses recouvertes de clathrine R gions sp cialis es occupant g n ralement environ 2 % de la surface totale de la membrane plasmique o commence souvent la voie endocytaire. v sicules recouvertes de clathrine V sicules rev tues qui transportent la mati re de la membrane plasmique et entre les compartiments endosomal et de Golgi. clivage (1) Division physique d'une cellule en deux. (2) Type sp cialis de division cellulaire observ chez de nombreux embryons pr coces dans lequel une grande cellule se subdivise en plusieurs cellules plus petites sans croissance. partir d'une population de lymphocytes T et B disposant d'un vaste r pertoire de r cepteurs sp cifiques de l'antig ne g n r s al atoirement, un antig ne tranger donn n'active (s lectionne) que les clones lymphocytaires qui pr sentent un r cepteur adapt l'antig ne. Explique comment le syst me immunitaire adaptatif peut r pondre des millions d'antig nes diff rents d'une mani re tr s sp cifique. (Figure 24 15) cor cepteur En immunologie : r cepteur accessoire sur les lymphocytes B ou T qui ne se lie pas l'antig ne mais se lie un signal de co-stimulation et aide activer le lymphocyte, en aidant activer une voie de signalisation intracellulaire. En immunologie : prot ine signal s cr t e ou li e une membrane qui aide activer une cellule B ou une cellule T r pondant l'antig ne. co-traductionnel Se produisant au fur et mesure que la traduction se poursuit. Des exemples incluent l'importation d'une prot ine dans le r ticulum endoplasmique avant que la cha ne polypeptidique ne soit compl tement synth tis e (translocation co-traductionnelle, Figure 12-32), et le repliement d'une prot ine naissante dans sa structure secondaire et tertiaire lorsqu'elle merge d'un ribosome. (Figure 6 79) GTPases de recrutement de l'enveloppe Membres d'une famille de GTPases monom res qui jouent un r le important dans le transport des v sicules, tant responsables de l'assemblage de l'enveloppe au niveau de la membrane. V sicule enrob e Petit organite entour d'une membrane avec une cage de prot ines (l'enveloppe) sur sa surface cytosolique. Form par le pincement d'une r gion enduite de membrane (noyau enduit). Certains manteaux sont faits de clathrine, d'autres sont fabriqu s partir d'autres prot ines. codon S quence de trois nucl otides dans une mol cule d'ADN ou d'ARNm qui repr sente l'instruction pour l'incorporation d'un acide amin sp cifique dans une cha ne polypeptidique en croissance. coenzyme Petite mol cule troitement associ e une enzyme qui participe la r action que l'enzyme catalyse, souvent en formant une liaison covalente avec le substrat. Les exemples incluent la biotine, le NAD+ et la coenzyme A. coh sine, complexe de coh sine Complexe de prot ines qui maintient les chromatides s urs ensemble sur toute leur longueur avant leur s paration. (Figure 17 19) bobine Enroul e Structure prot ique particuli rement stable en forme de b tonnet form e de deux ou plusieurs h lices enroul es l'une autour de l'autre. (Figure 3 9) collag ne Prot ine fibreuse riche en glycine et en proline qui est un composant majeur de la matrice extracellulaire chez les animaux, conf rant une r sistance la traction. Existe sous de nombreuses formes : le type I, le plus courant, se trouve dans la peau, les tendons et les os ; le type II se trouve dans le cartilage ; le type IV est pr sent dans les lames basales. (Figures 3 23 et 19 40) fibrille de collag ne Polym re de collag ne d'ordre sup rieur compos de collag nes fibrillaires qui s'assemblent en structures minces (10 300 nm de diam tre) de plusieurs centaines de microm tres de long dans les tissus matures. Facteur de stimulation des colonies (LCR) Nom g n ral de nombreuses mol cules de signal qui contr lent la diff renciation des cellules sanguines. Cancer colorectal Cancer provenant de l' pith lium qui tapisse le c lon (le gros intestin) et le rectum (le segment terminal de l'intestin). Chromatographie sur colonne Technique |
Biologie moléculaire de la cellule | de s paration d'un m lange de substances en solution par passage travers une colonne contenant une matrice solide poreuse. Les substances sont retard es des degr s divers par leur interaction avec la matrice et peuvent tre collect es s par ment de la colonne. Selon la matrice, la s paration peut se faire en fonction de la charge, de l'hydrophobie, de la taille ou de la capacit se lier d'autres mol cules. Relation cologique entre les microbes et leur h te, dans laquelle le microbe b n ficie mais n'offre aucun avantage et ne cause aucun dommage. pr curseur engag Cellule d riv e d'une cellule souche qui se divise un nombre limit de fois avant de se diff rencier finalement ; galement connu sous le nom de cellule amplificatrice de transit. syst me de compl ment Syst me de prot ines sanguines qui peuvent tre activ es par des complexes anticorps-antig ne ou des agents pathog nes pour aider liminer les agents pathog nes, en provoquant directement leur lyse, en favorisant leur phagocytose ou en activant une r ponse inflammatoire. (Figure 24 7) compl mentaire (1) Des s quences d'acides nucl iques : capables de former un duplex parfaitement appari en bases les unes avec les autres. (Figure 4-4) (2) D'autres mol cules en interaction, telles qu'une enzyme et son substrat : ayant des caract ristiques biochimiques ou structurelles qui se marient, de sorte que la liaison non covalente est facilit e. (Figure 2 3) Test de compl mentation Pour d terminer si deux mutations qui produisent des ph notypes similaires se trouvent dans le m me g ne ou dans des g nes diff rents. (Panel 8 2, pp. 487) oligosaccharides complexes Large classe d'oligosaccharides li s l'azote, attach s des glycoprot ines de mammif res dans le r ticulum endoplasmique et modifi s dans l'appareil de Golgi, contenant des r sidus de N-ac tylglucosamine, de galactose, d'acide sialique et de fucose. condensine, complexe de condensine Complexe de prot ines impliqu es dans la condensation des chromosomes avant la mitose. Mutation conditionnelle (Figure 17 22) Cible de M-Cdk. Mutation qui modifie une prot ine ou une mol cule d'ARN de sorte que sa fonction n'est alt r e que dans certaines conditions, par exemple une temp rature inhabituellement lev e ou inhabituellement basse. photor cepteur conique (c ne) Cellule photor ceptrice de la r tine des vert br s qui est responsable de la vision des couleurs en pleine lumi re. microscope confocal Type de microscope optique qui produit une image claire d'un plan donn l'int rieur d'un objet solide. Il utilise un faisceau laser comme source d' clairage pr cise et balaye le plan pour produire une section optique bidimensionnelle. (Figure 9 19) conformation Structure tridimensionnelle pli e d'une cha ne polypeptidique. tissu conjonctif Tout tissu de soutien qui se trouve entre d'autres tissus et qui est constitu de cellules int gr es dans une quantit relativement importante de matrice extracellulaire. Comprend les os, le cartilage et le tissu conjonctif l che. connexin Composant prot ique des jonctions lacunaires, une prot ine transmembranaire quatre passes. Six connexines s'assemblent dans la membrane plasmique pour former un connexon, ou h micanal . (Figure 19 25) connexon : Pose rempli d'eau dans la membrane plasmique, form par un anneau de six sous-unit s de la prot ine connexine. Demi-jonction lacunaire : les connexons de deux cellules adjacentes se rejoignent pour former un canal continu travers lequel les ions et les petites mol cules peuvent passer. (Figure 19 25) s quence nucl otidique consensuelle R sum ou moyenne d'un grand nombre de s quences nucl otidiques individuelles d riv es en comparant de nombreuses s quences ayant la m me fonction de base et en comptant les nucl otides les plus courants trouv s chaque position. (Figure 6 12) s quence consensus Forme moyenne ou la plus typique d'une s quence qui est reproduite avec des variations mineures dans un groupe de s quences d'ADN, d'ARN ou de prot ines apparent es. Indique le nucl otide ou l'acide amin le plus souvent pr sent chaque position. La pr servation d'une s quence implique qu'elle est fonctionnellement importante. recombinaison conservatrice sp cifique au site Type de recombinaison d'ADN qui a lieu entre des s quences courtes et sp cifiques d'ADN et qui se produit sans gain ou perte de nucl otides. Il ne n cessite pas d'homologie tendue entre les mol cules d'ADN recombinantes. r gion constante En immunologie : r gion d'une cha ne de r cepteurs d'immunoglobulines ou de lymphocytes T qui a une s quence d'acides amin s constante. voie s cr toire constitutive Voie pr sente dans toutes les cellules par laquelle des mol cules telles que les prot ines de la membrane plasmique sont continuellement achemin es vers la membrane plasmique partir de l'appareil de Golgi dans des v sicules qui fusionnent avec la membrane plasmique. La route par d faut vers la membrane plasmique si aucun autre signal de tri |
Biologie moléculaire de la cellule | n'est pr sent. (Figure 13 63) Signalisation d pendante du contact Forme de signalisation intercellulaire dans laquelle les mol cules de signal restent li es la surface de la cellule de signalisation et n'influencent que les cellules qui entrent en contact avec elle. anneau contractile Anneau contenant de l'actine et de la myosine qui se forme sous la surface des cellules animales en division cellulaire. Contrats pour pincer les deux cellules filles. (Figure 17 42) Extension convergente R arrangement des cellules au sein d'un tissu qui le fait s' tendre dans une dimension et r tr cir dans une autre. (Figure 21 50) V sicules recouvertes de COPI V sicules rev tues qui transportent la mati re au d but de la voie s cr toire, bourgeonnant partir des compartiments de Golgi. V sicules enrob es COPII V sicules enrob es qui transportent le mat riel au d but de la voie s cr toire, bourgeonnant partir du r ticulum endoplasmique. variations du nombre de copies (CNV) Diff rence entre deux individus d'une m me population dans le nombre de copies d'un bloc particulier de s quence d'ADN. Cette variation r sulte de duplications et de suppressions occasionnelles de ces s quences. cortex R seau cytosquelettique dans la r gion corticale du cytosol juste sous la membrane plasmique. Paire de r actions chimiques li es dans lesquelles l' nergie libre lib r e par l'une sert entra ner l'autre. (Figure 2 29) liaison covalente Lien chimique stable entre deux atomes produit par le partage d'une ou plusieurs paires d' lectrons. (Panneau 2-1, p. 90-91) Prot ine de liaison CREB R gulateur de transcription qui reconna t l' l ment de r ponse cyclique l'AMP (CRE) dans la r gion r gulatrice des g nes activ s par l'AMPc. Lors de l'activation par PKA, CREB phosphoryl recrute un coactivateur transcriptionnel (prot ine de liaison CREB ; CBP) pour stimuler la transcription des g nes cibles. CRISPR : M canisme de d fense chez les bact ries utilisant de petites mol cules d'ARN non codantes (ARNcr) pour rechercher et d truire les g nomes viraux envahisseurs par appariement de bases compl mentaires et digestion cibl e des nucl ases. crista (pluriel cristae) Une invagination sp cialis e de la membrane mitochondriale interne. glycane de r ticulation L'un des polysaccharides ramifi s d'un groupe h t rog ne qui aide r ticuler les microfibrilles de cellulose en un r seau complexe. Poss de un long squelette lin aire d'un type de sucre (glucose, xylose ou mannose) avec de courtes cha nes lat rales d'autres sucres. pr sentation crois e Processus dans lequel les prot ines extracellulaires absorb es par des cellules dendritiques sp cialis es peuvent donner naissance des peptides qui peuvent tre pr sent s par les prot ines du CMH de classe I aux lymphocytes T cytotoxiques. ARNcr : Petits ARN non codants ( 30 nucl otides) qui sont les effecteurs de l'immunit m di e par CRISPR chez les bact ries. cryomicroscopie lectronique Technique permettant d'examiner une couche mince d'une suspension aqueuse de mati re biologique qui a t congel e assez rapidement pour cr er de la glace vitr e. L' chantillon est ensuite conserv congel et transf r au microscope lectronique. Le contraste de l'image est faible, mais il est g n r uniquement par les structures macromol culaires pr sentes. cryptochrome Flavoprot ine v g tale sensible la lumi re bleue. Structurellement apparent des enzymes sensibles la lumi re bleue appel es photolyases (impliqu es dans la r paration des dommages l'ADN induits par les ultraviolets), mais n'ont pas de r le dans la r paration de l'ADN. On le trouve galement chez les animaux, o ils jouent un r le important dans les horloges circadiennes. Cubitus interruptus (Ci) R gulateur de transcription latent qui m die les effets de Hedgehog. AMP cyclique (AMPc) Nucl otide g n r partir de l'ATP par l'ad nylyl cyclase en r ponse divers signaux extracellulaires. Il agit comme une petite mol cule de signalisation intracellulaire, principalement en activant la prot ine kinase d pendante de l'AMPc (PKA). Il est hydrolys en AMP par une phosphodiest rase. (Figure 15 25) AMP cyclique phosphodiest rase Enzyme sp cifique qui d truit rapidement et continuellement l'AMP cyclique, formant 5 - AMP. (Figure 15 25). prot ine kinase d pendante de l'AMP cyclique (prot ine kinase A, PKA) Enzyme qui phosphoryle les prot ines cibles en r ponse une augmentation de l'AMP cyclique intracellulaire. (Figure 15 26) GMP cyclique (cGMP) Nucl otide g n r partir du GTP par la guanylyl cyclase en r ponse divers signaux extracellulaires. phosphodiest rase GMP cyclique Enzyme sp cifique qui hydrolyse et d grade rapidement la GMP cyclique. cycline Prot ine dont la concentration augmente et diminue p riodiquement au rythme du cycle cellulaire eucaryote. Les cyclines activent des prot ines kinases cruciales (appel es prot ines kinases d pendantes des cyclines, ou Cdk) et aident ainsi contr ler la progression d'une tape l'autre du |
Biologie moléculaire de la cellule | cycle cellulaire. Prot ine kinase d pendante des cyclines (Cdk) Prot ine kinase qui doit tre complex e avec une prot ine cycline pour agir. Diff rents complexes cycline-Cdk d clenchent diff rentes tapes du cycle de division cellulaire en phosphorylant des prot ines cibles sp cifiques. (Figure 17 10) Complexe cycline-Cdk Complexe prot ique form p riodiquement au cours du cycle cellulaire eucaryote mesure que le niveau d'une cycline particuli re augmente. Une kinase d pendante des cyclines (Cdk) devient alors partiellement activ e. (Figures 17-10 et 17-11, et Tableau 17-1, p. 969) cytochrome Prot ine color e contenant de l'h me qui transf re des lectrons pendant la respiration et la photosynth se. cytochrome c Composant soluble de la cha ne de transport d' lectrons mitochondrial. Sa lib ration dans le cytosol partir de l'espace intermembranaire mitochondrial initie galement l'apoptose. (Figure 14 26) Complexe de la cytochrome c oxydase Troisi me des trois pompes protons entra n es par des lectrons dans la cha ne respiratoire. Il accepte lectrons du cytochrome C et g n re de l'eau en utilisant de l'oxyg ne mol culaire comme accepteur d' lectrons. (Figure 14 18) cytochrome c r ductase Deuxi me des trois pompes protons entra n es par des lectrons dans la cha ne respiratoire. Accepte les lectrons de l'ubiquinone et les transmet au cytochrome c. (Figure 14 18) Cytokine Prot ine ou peptide de signal extracellulaire qui agit comme m diateur local dans la communication intercellulaire. r cepteur de cytokines R cepteur de surface cellulaire qui se lie une cytokine ou une hormone sp cifique et agit par le biais de la voie de signalisation JAK-STAT. (Figure 15 56) cytokin se Division du cytoplasme d'une cellule v g tale ou animale en deux, par opposition la division associ e de son noyau (qui est la mitose). Partie de la phase M. (Panel 17-1, pp. 980-981) cytoplasme Contenu d'une cellule qui est contenu dans sa membrane plasmique mais, dans le cas des cellules eucaryotes, l'ext rieur du noyau. Enzyme activ e par certains r cepteurs de surface cellulaire (r cepteurs associ s la tyrosine-kinase) qui transmet le signal du r cepteur en phosphorylant les prot ines cytoplasmiques cibles sur les cha nes lat rales de tyrosine. Syst me de filaments prot iques dans le cytoplasme d'une cellule eucaryote qui donne la cellule sa forme et sa capacit de mouvement dirig . Ses composants les plus abondants sont les filaments d'actine, les microtubules et les filaments interm diaires. cytosol Contenu du compartiment principal du cytoplasme, l'exclusion des organites d limit s par une membrane tels que le r ticulum endoplasmique et les mitochondries. Lymphocyte T cytotoxique (lymphocyte TC) Type de lymphocyte T responsable de la destruction des cellules h tes infect es par un virus ou un autre type d'agent pathog ne intracellulaire. (Figure 24 42) Microscopie fond noir Type de microscopie optique dans laquelle les rayons de lumi re obliques focalis s sur l' chantillon ne p n trent pas dans la lentille de l'objectif, mais la lumi re diffus e par les composants de la cellule vivante peut tre collect e pour produire une image lumineuse sur un fond sombre. (Figure 9 7) r cepteur de la mort Prot ine r ceptrice transmembranaire qui peut signaler la cellule de subir l'apoptose lorsqu'elle se lie son ligand extracellulaire. (Figure 18 5) Complexe de signalisation induisant la mort (DISC) Complexe d'activation dans lequel les caspases initiatrices interagissent et sont activ es la suite de la liaison de ligands extracellulaires aux r cepteurs de mort la surface cellulaire dans la voie extrins que de l'apoptose. voie de transport des prot ines directement la surface de la cellule via la voie s cr toire constitutive non s lective, dont l'entr e ne n cessite pas de signal particulier. peptide antimicrobien, amphipathique charg positivement, s cr t par les cellules pith liales, qui se lie de nombreux agents pathog nes et les perturbe. canal K+ retard Canal K+ voltage-d pendant neuronal qui s'ouvre apr s la d polarisation membranaire mais pendant la phase descendante d'un potentiel d'action en raison d'une cin tique d'activation plus lente que les canaux Na+ ; l'ouverture permet l'efflux de K+, ramenant le potentiel de membrane vers sa valeur n gative d'origine, pr t transmettre une seconde impulsion. Delta Prot ine signal transmembranaire passage unique affich e la surface des cellules qui se lie la prot ine r ceptrice Notch sur une cellule voisine, activant un m canisme de signalisation d pendant du contact. dendrite Extension d'une cellule nerveuse, souvent ramifi e de mani re labor e, qui re oit des stimuli d'autres cellules nerveuses. Cellule dendritique Type le plus puissant de cellule pr sentatrice d'antig ne, qui absorbe l'antig ne et le traite pour le pr senter aux lymphocytes T. Il est n cessaire pour activer les lymphocytes T na fs. (Figure 24 11) polynucl otide d'ac |
Biologie moléculaire de la cellule | ide d soxyribonucl ique (ADN) form partir d'unit s d soxyribonucl otidiques li es de mani re covalente. Stockage d'informations h r ditaires dans une cellule et support de ces informations de g n ration en g n ration. (Figure 4 3 et panneau 2 6, p. 100 101) d polarisation D viation du potentiel lectrique travers la membrane plasmique vers une valeur positive. Une cellule d polaris e a un potentiel positif l'ext rieur et n gatif l'int rieur. Jonction cellule-cellule d'ancrage, g n ralement form e entre deux cellules pith liales. Caract ris par des plaques denses de prot ines dans lesquelles s'ins rent des filaments interm diaires dans les deux cellules adjacentes. (Figure 19 2) d tergent Petite mol cule amphiphile, plus soluble dans l'eau que les lipides, qui perturbe les associations hydrophobes et d truit la bicouche lipidique, solubilisant ainsi les prot ines membranaires. Segment du g ne D Courte s quence d'ADN qui code pour une partie de la r gion variable d'une cha ne lourde d'immunoglobulines ou de la cha ne d'un r cepteur des lymphocytes T (TCR). diacylglyc rol (DAG) Lipide produit par le clivage des phospholipides d'inositol en r ponse des signaux extracellulaires. Compos de deux cha nes d'acides gras li es au glyc rol, il sert de petite mol cule de signalisation pour aider activer la prot ine kinase C (PKC). (Figure 15 28) Did soxy S quen age La m thode enzymatique standard de s quen age de l'ADN. (Panel 8 1, p. 478) microscope diff rentiel-interf rence-contraste Type de microscope optique qui exploite les effets d'interf rence qui se produisent lorsque la lumi re traverse des parties d'une cellule ayant des indices de r fraction diff rents. Utilis pour visualiser des cellules vivantes non color es. Diff renciation Processus par lequel une cellule subit un changement vers un type de cellule ouvertement sp cialis . d rive nette des mol cules dans l'espace due des mouvements thermiques al atoires. La prot ine Scaffold chevel e est recrut e dans la famille des r cepteurs de surface cellulaire Frizzled lors de leur activation par liaison Wnt qui aide relayer le signal d'autres mol cules de signalisation. Clonage d'ADN (1) L'action de faire de nombreuses copies identiques (g n ralement des milliards) d'une mol cule d'ADN l'amplification d'une s quence d'ADN particuli re. (2) Aussi, l'isolement d'un segment particulier d'ADN (souvent un g ne particulier) du reste du g nome de la cellule. Enzyme impliqu e dans l'ouverture de l'h lice d'ADN en ses brins uniques pour la r plication de l'ADN. Collection de mol cules d'ADN clon es, repr sentant soit un g nome entier (biblioth que g nomique), soit des copies d'ADN compl mentaires de l'ARNm produit par une cellule (banque d'ADNc). ADN ligase Enzyme qui relie les extr mit s de deux brins d'ADN avec une liaison covalente pour former un brin d'ADN continu. M thylation de l'ADN Addition de groupes m thyles l'ADN. La m thylation extensive de la base cytosine dans les s quences CG est utilis e chez les plantes et les animaux pour aider maintenir les g nes dans un tat inactif. Micror seau d'ADN Un grand nombre de courtes mol cules d'ADN (chacune ayant une s quence connue) li es une lame de microscope en verre ou un autre support appropri . Utilis pour surveiller l'expression de milliers de g nes simultan ment : l'ARNm isol des cellules de test est converti en ADNc, qui son tour est hybrid dans la puce ADN. (Figure 8 64) ADN polym rase Enzyme qui synth tise l'ADN en assemblant des nucl otides l'aide d'une matrice d'ADN comme guide. ADN primase Enzyme qui synth tise un court brin d'ARN sur une matrice d'ADN, produisant une amorce pour la synth se de l'ADN. (Figure 5 10) R paration de l'ADN Ensemble de processus permettant de r parer les nombreuses l sions accidentelles qui se produisent continuellement dans l'ADN. R plication de l'ADN Processus par lequel une copie d'une mol cule d'ADN est faite. Superenroulement de l'ADN Une conformation avec des boucles ou des bobines que l'ADN adopte en r ponse une tension superh lico dale ; l'inverse, la cr ation de diverses boucles ou bobines dans l'h lice peut cr er une telle tension. ADN topoisom rase (topoisom rase) Enzyme qui se lie l'ADN et rompt de mani re r versible une liaison phosphodiester dans un ou les deux brins. La topoisom rase I cr e des cassures transitoires un seul brin, permettant la double h lice de pivoter et soulageant la tension superh lico dale. La topoisom rase II cr e des cassures transitoires double brin, permettant une double h lice de passer travers une autre et r solvant ainsi les enchev trements. (Figures 5 21 et 5 22) Virus tumoral ADN Terme g n ral d signant une vari t de virus ADN diff rents qui peuvent provoquer des tumeurs. Transposon d'ADN uniquement l ment transposable qui existe sous forme d'ADN tout au long de son cycle de vie. Beaucoup se d placent par transposition par copier-coller. Voir aussi |
Biologie moléculaire de la cellule | transposon. dolichol Mol cule lipidique isopr no de qui ancre l'oligosaccharide pr curseur dans la membrane du r ticulum endoplasmique lors de la glycosylation des prot ines. domaine (domaine prot ique) Partie d'une prot ine qui a sa propre structure tertiaire. Les prot ines plus grandes sont g n ralement compos es de plusieurs domaines, chacun reli le suivant par de courtes r gions flexibles de cha ne polypeptidique. Les domaines homologues sont reconnus dans de nombreuses prot ines diff rentes. Prot ine dorsale R gulateur de la transcription de la famille NF B r gulant l'expression des g nes et impliqu dans l' tablissement de l'axe dorso-ventral chez l'embryon. structure tridimensionnelle de l'ADN, dans laquelle deux cha nes d'ADN antiparall les, maintenues ensemble par une liaison hydrog ne entre les bases, sont enroul es en une h lice. (Figure 4-5) Facteurs Mutations qui sont des facteurs causaux dans le d veloppement du cancer. Conversion soudaine de la croissance au r tr cissement, et vice versa, dans un filament prot ique tel qu'un microtubule ou un filament d'actine. (Panneau 16-2, pp. 902-903) dynamine Cytosolique GTPase qui se lie au col d'une v sicule recouverte de clathrine en train de bourgeonner partir de la membrane, et qui est impliqu e dans la formation compl te de la v sicule. dyn ine Grande prot ine motrice qui subit un mouvement d pendant de l'ATP le long des microtubules. Prot ine E2F Prot ine r gulatrice de transcription qui active de nombreux g nes codant pour les prot ines n cessaires l'entr e dans la phase S du cycle cellulaire. Compartiment r cepteur commun avec lequel la plupart des v sicules endocytaires fusionnent et o la cargaison internalis e est tri e soit pour tre renvoy e la membrane plasmique, soit pour tre d grad e par inclusion dans un endosome tardif. ectoderme Tissu pith lial embryonnaire qui est le pr curseur de l' piderme et du syst me nerveux. facteur d' d me L'une des deux sous-unit s A de la toxine de l'anthrax ; une ad nylyl cyclase qui catalyse la production d'AMPc, entra nant un d s quilibre ionique et un d me cons cutif dans la peau ou les poumons. prot ines effectrices de la famille Bcl2 Prot ines pro-apoptotiques de la voie intrins que de l'apoptose qui, en r ponse un stimulus apoptotique, s'activent et s'agr gent pour former des oligom res dans la partie externe mitochondriale membrane, induisant la lib ration du cytochrome C et d'autres prot ines intermembranaires. Bax et Bak sont les principales prot ines effectrices de la famille Bcl2 dans les cellules de mammif res. cellule effectrice Cellule qui ex cute la r ponse ou la fonction finale dans un processus particulier. Les principales cellules effectrices du syst me immunitaire, par exemple, sont des lymphocytes et des phagocytes activ s qui aident liminer les agents pathog nes. G nes de polarit de l' uf G nes de l' uf de drosophile qui d finissent les axes ant ropost rieur et dorso-ventral du futur embryon par la cr ation de rep res (ARNm ou prot ines) dans l' uf qui fournissent des signaux organisant le processus de d veloppement. fibre lastique Fibre extensible form e par la prot ine lastine dans de nombreux tissus conjonctifs animaux, tels que la peau, les vaisseaux sanguins et les poumons, ce qui leur conf re leur extensibilit et leur r silience. lastine Prot ine extracellulaire qui forme des fibres extensibles (fibres lastiques) dans les tissus conjonctifs. gradient lectrochimique Influence combin e d'une diff rence de concentration d'un ion sur les deux c t s d'une membrane et de la diff rence de charge lectrique travers la membrane (potentiel membranaire). Les ions ou les mol cules charg es ne peuvent se d placer passivement que le long de leur gradient lectrochimique. microscope lectronique Microscope qui utilise un faisceau d' lectrons pour cr er l'image. tomographie au microscope lectronique (EM) Technique de visualisation d' chantillons tridimensionnels au microscope lectronique dans laquelle plusieurs vues sont prises de diff rentes directions en inclinant le porte- chantillon. Les vues sont combin es par calcul pour donner une image tridimensionnelle. S rie de r actions dans lesquelles des mol cules porteuses d' lectrons font passer des lectrons le long de la cha ne de niveaux d' nergie sup rieurs des niveaux d' nergie successivement inf rieurs. L' nergie lib r e lors d'un tel mouvement d' lectrons peut tre utilis e pour alimenter divers processus. Les cha nes de transport d' lectrons pr sentes dans la membrane mitochondriale interne (appel e cha ne respiratoire) et dans la membrane thylako de des chloroplastes g n rent un gradient de protons travers la membrane qui est utilis pour piloter la synth se de l'ATP. Voir en particulier les figures 14-18 et 14-52. Liaison ionique non covalente entre deux mol cules portant des groupes de charge oppos e. (Panel 2-3, pp. 94-95) cellules souches embryonnaires (cellules ES) Cellules d riv |
Biologie moléculaire de la cellule | es de la masse cellulaire interne de l'embryon pr coce de mammif re. Capable de donner naissance toutes les cellules du corps. Peut tre cultiv en culture, g n tiquement modifi et ins r dans un blastocyste pour d velopper un animal transg nique. cellule endocrinienne Cellule animale sp cialis e qui s cr te une hormone dans le sang. G n ralement une partie d'une glande, comme la thyro de ou l'hypophyse. V sicule endocytaire La v sicule form e par le mat riau ing r par la cellule lors de l'endocytose est progressivement entour e d'une petite partie de la membrane plasmique, qui invagine d'abord puis pince pour former la v sicule. Absorption de mati re dans une cellule par une invagination de la membrane plasmique et son internalisation dans une v sicule entour e d'une membrane. Voir aussi pinocytose et phagocytose. endoderme Tissu embryonnaire qui est le pr curseur de l'intestin et des organes associ s. r ticulum endoplasmique (RE) Compartiment labyrinthique d limit par une membrane dans le cytoplasme des cellules eucaryotes, o les lipides sont synth tis s et o les prot ines li es la membrane et les prot ines s cr toires sont fait. (Figure 12 33) maturation de l'endosome Processus par lequel les endosomes pr coces atteignent la maturit des endosomes et des endolysosomes tardifs ; Dans le processus de conversion, la composition prot ique de la membrane de l'endosome change, l'endosome se d place de la p riph rie cellulaire proximit du noyau, et l'endosome cesse de recycler le mat riau vers la membrane plasmique et engage de mani re irr versible son contenu restant dans la d gradation. Cellule endoth liale Type de cellule aplatie qui forme une feuille (l'endoth lium) tapissant tous les vaisseaux sanguins et lymphatiques. entropie (S) Quantit thermodynamique qui mesure le degr de d sordre ou d'al atoire dans un syst me ; Plus l'entropie est lev e, plus le trouble est important. (Panel 2 7, pp. 102 103) virus envelopp Virus avec une capside entour e d'une membrane bicouche lipidique (l'enveloppe), qui est souvent d riv e de la membrane plasmique de la cellule h te lorsque le virus bourgeonne de la cellule. (Figure 23 12) enzyme Prot ine qui catalyse une r action chimique sp cifique. R cepteur coupl des enzymes Principal type de r cepteur de surface cellulaire dot d'un domaine cytoplasmique qui a soit une activit enzymatique, soit associ une enzyme intracellulaire. Dans les deux cas, l'activit enzymatique est stimul e par un ligand extracellulaire se liant au r cepteur. (Figure 15 6) phrine L'un des ligands prot iques li s la membrane pour les tyrosine kinases (RTK) du r cepteur Eph qui, parmi de nombreuses autres fonctions, stimulent les r ponses de r pulsion ou d'attraction qui guident la migration des cellules et des axones des cellules nerveuses au cours du d veloppement animal. piderme Couche pith liale recouvrant la surface externe du corps. A des structures diff rentes dans diff rents groupes d'animaux. La couche externe du tissu v g tal est galement appel e piderme. H r dit des modifications ph notypiques d'une cellule ou d'un organisme qui ne r sultent pas de modifications de la s quence nucl otidique de l'ADN. Peut tre d des boucles de r troaction positives des r gulateurs de transcription ou des modifications h r ditaires de la chromatine telles que la m thylation de l'ADN ou des modifications d'histones. (Figure 7 53) Analyse de l' pistasie Analyse pour d couvrir l'ordre dans lequel les g nes agissent, en cherchant savoir si une mutation dans un g ne peut masquer l'effet d'une mutation dans un autre g ne lorsque les deux mutations sont pr sentes dans le m me organisme ou la m me cellule. Tissus pith liaux Tissus, tels que la muqueuse de l'intestin ou le rev tement pidermique de la peau, dans lesquels les cellules sont troitement li es en feuillets appel s pith liums. pith lium (pluriel epith lia) Feuille de cellules recouvrant la surface externe d'une structure ou tapissant une cavit . tat d' quilibre dans une r action chimique o il n'y a pas de changement net de l' nergie libre pour entra ner la r action dans l'une ou l'autre direction. Le rapport produit/substrat atteint une valeur constante l' quilibre chimique. (Figure 2 30) Constante d' quilibre (K) Rapport des constantes de vitesse directe et inverse d'une r action. gale la constante d'association ou d'affinit (Ka) pour une r action de liaison simple (A + B AB). Voir aussi constante d'affinit , constante de dissociation. (Voir page 62)Espace entour par la membrane du r ticulum endoplasmique (RE). Prot ine r sidente du RE Prot ine qui reste dans le r ticulum endoplasmique (RE) ou ses membranes et y remplit sa fonction, contrairement aux prot ines qui ne sont pr sentes dans le RE qu'en transit. S quence courte d'acides amin s sur une prot ine qui l'emp che de sortir du r ticulum endoplasmique (RE). On le trouve sur les prot ines qui r sident dans le RE et y fonctionnent. S |
Biologie moléculaire de la cellule | quence de signal ER S quence de signal N-terminale qui dirige les prot ines p n trer dans le r ticulum endoplasmique (RE). Fendu par la peptidase signal apr s l'entr e. Prot ines membranaires ancr es dans la membrane du r ticulum endoplasmique (RE) par une seule h lice transmembranaire contenue leur extr mit C-terminale. Petite cellule sanguine contenant de l'h moglobine de vert br s qui transporte l'oxyg ne vers les tissus et le dioxyde de carbone partir de ceux-ci. Aussi appel globule rouge. rythropo tine Hormone produite par le rein qui stimule la production de globules rouges dans la moelle osseuse. Complexes prot iques ESCRT Quatre complexes prot iques (ESCRT-0, ESCRT-1, ESCRT-2 et ESCRT-3) qui agissent s quentiellement pour guider les prot ines membranaires mono-ubiquityl es sur les membranes endosomiques vers les v sicules intralum nales. Le complexe ESCRT-3 catalyse la r action de pincement. thyl ne Petite mol cule de gaz qui est un r gulateur de croissance des plantes influen ant le d veloppement des plantes de diverses mani res, notamment en favorisant la maturation des fruits, l'abscission des feuilles et la s nescence des plantes et fonctionnant comme un signal de stress en r ponse aux blessures, aux infections et aux inondations. euchromatine R gion d'un chromosome d'interphase qui se colore de mani re diffuse ; la chromatine normale , par opposition l'h t rochromatine plus condens e. eucaryote Organisme compos d'une ou plusieurs cellules ayant un noyau distinct. Membre de l'une des trois principales divisions du monde vivant, les deux autres tant les bact ries et les arch es. (Figure 1 17) Facteur d'initiation eucaryote (eIF) Prot ine qui aide charger l'ARNt initiateur sur le ribosome, initiant ainsi la traduction. neurotransmetteur excitateur Neurotransmetteur qui ouvre les canaux cationiques dans la membrane postsynaptique, provoquant un afflux de Na+, et dans de nombreux cas de Ca2+, qui d polarise la membrane postsynaptique vers le potentiel seuil de d clenchement d'un potentiel d'action. Caspases apoptotiques qui catalysent les v nements de clivage g n ralis s pendant l'apoptose qui tuent la cellule. exocytose Excr tion de mati re de la cellule par fusion v siculaire avec la membrane plasmique ; peut se produire de mani re constitutive ou tre r glement e. exon Segment d'un g ne eucaryote constitu d'une s quence de nucl otides qui seront repr sent s dans l'ARNm ou dans un transfert final, le ribosomal ou une autre mol cule d'ARN mature. Dans les g nes codant pour les prot ines, les exons codent les acides amin s de la prot ine. Un exon est g n ralement adjacent un segment d'ADN non codant appel intron. (Figure 4 15) exosome : Complexe prot ique important avec un int rieur riche en exonucl ases de 3 5 ARN ; d grade les mol cules d'ARN pour produire des ribonucl otides. agents pathog nes extracellulaires Agents pathog nes qui perturbent les cellules h tes et peuvent provoquer des maladies graves sans se r pliquer dans les cellules h tes. mol cule de signal extracellulaire Tout signal chimique s cr t ou la surface d'une cellule qui se lie aux r cepteurs et r gule l'activit de la cellule exprimant le r cepteur. voie extrins que Voie de l'apoptose d clench e par des prot ines de signal extracellulaire se liant aux r cepteurs de mort la surface cellulaire. Bact ries qui se r pliquent dans un r servoir environnemental, comme l'eau ou le sol, et qui ne causent des maladies que si elles rencontrent un h te sensible. FAD/FADH2 (flavine ad nine dinucl otide/flavine ad nine dinucl otide r duite) Syst me de transport d' lectrons qui fonctionne dans le cycle de l'acide citrique et l'oxydation des acides gras. Une mol cule de FAD gagne deux lectrons plus deux protons en devenant le porteur activ FADH2. (Figure 2 39) Fas (prot ine Fas, r cepteur de mort Fas) R cepteur de mort transmembranaire qui initie l'apoptose lorsqu'il se lie son ligand extracellulaire (ligand Fas). (Figure 18 5) Ligand Fas Ligand qui active le r cepteur de la mort la surface cellulaire, Fas, d clenchant la voie extrins que de l'apoptose. graisse Lipide de stockage d' nergie dans les cellules. Compos de triglyc rides - acides gras est rifi s avec du glyc rol. carte du destin Repr sentation montrant quels types de cellules d rivent plus tard de quelles r gions d'un tissu ; par exemple de la blastula. (Figure 21 28) R cepteur Fc Membre d'une famille de r cepteurs de surface cellulaire qui se lient la r gion de la queue (r gion Fc) d'une mol cule d'anticorps. Diff rents r cepteurs Fc sont sp cifiques de diff rentes classes d'anticorps, tels que les IgG, les IgA ou les IgE. Inhibition par r troaction Processus par lequel un produit d'une r action se retourne pour inhiber une r action pr c dente dans la m me voie. (Figures 3 55 et 3 56) Fermentation Voie m tabolique g n ratrice d' nergie ana robie impliquant l'oxydation de mol cules organiques. La glycolyse ana robie fait r |
Biologie moléculaire de la cellule | f rence au processus par lequel le pyruvate est converti en lactate ou en thanol, avec la conversion du NADH en NAD+. (Figure 2 47) Le collag ne associ aux fibrilles m die les interactions des fibrilles de collag ne entre elles et avec d'autres macromol cules de la matrice pour aider d terminer l'organisation des fibrilles dans la matrice. Ce collag ne (y compris les types IX et XII) a une structure h lico dale flexible triple brin et se lie la surface des fibrilles plut t que de former des agr gats. collag ne fibrillaire Classe de collag nes fibrillaires (y compris le collag ne de type I, le type le plus courant et le principal collag ne de la peau et des os) qui ont de longues structures en forme de corde avec peu ou pas d'interruptions et qui s'assemblent en fibrilles de collag ne. fibroblaste Type de cellule commun pr sent dans le tissu conjonctif. S cr te une matrice extracellulaire riche en collag ne et autres macromol cules de la matrice extracellulaire. Migre et prolif re facilement dans les tissus bless s et en culture tissulaire. fibronectine Prot ine de la matrice extracellulaire impliqu e dans l'adh sion des cellules la matrice et le guidage des cellules migratrices au cours de l'embryogen se. Les int grines la surface des cellules sont des r cepteurs de la fibronectine. filopodium (pluriel filopodia) (microspike) Fine protub rance en forme de pointe avec un noyau de filament d'actine, g n r e sur le bord d'attaque d'une cellule animale rampante. (Figure 16 21) R gle de d clenchement Principe important r gissant le renforcement et l' limination des synapses au cours du d veloppement du syst me nerveux : lorsque deux neurones (ou plus) synapsant sur la m me cellule cible se d clenchent en m me temps, ils renforcent leurs connexions avec cette cellule ; Lorsqu'ils tirent des moments diff rents, ils sont en concurrence, de sorte que tous sauf un ont tendance tre limin s. flagelle (pluriel flagelle) Longue protub rance en forme de fouet dont les ondulations entra nent une cellule travers un milieu fluide. Les flagelles eucaryotes sont des versions plus longues des cils. Les flagelles bact riens sont plus petits et compl tement diff rents dans leur construction et leur m canisme d'action. Comparez cilium. microscope fluorescence Microscope con u pour visualiser des mat riaux color s avec des colorants fluorescents ou des prot ines. Semblable un microscope optique, mais la lumi re clairante passe travers un ensemble de filtres avant l' chantillon, pour s lectionner les longueurs d'onde qui excitent le colorant, et travers un autre ensemble de filtres avant qu'il n'atteigne l' il, pour s lectionner uniquement les longueurs d'onde mises lorsque le colorant devient fluorescent. (Figure 9 12) R cup ration de fluorescence apr s photoblanchiment (FRAP) Technique de surveillance des param tres cin tiques d'une prot ine en analysant comment les mol cules de prot ines fluorescentes se d placent dans une zone de la cellule blanchie par un faisceau de lumi re laser. (Figure 9 29) Transfert d' nergie par r sonance de fluorescence (FRET) Technique de surveillance de la proximit de deux mol cules marqu es par fluorescence (et donc de leur interaction) dans les cellules. galement connu sous le nom de transfert d' nergie de r sonance de F rster. (Figure 9 26) kinase d'adh sion focale (FAK) Tyrosine kinase cytoplasmique pr sente aux jonctions cellule-matrice (adh sions focales) en association avec les queues cytoplasmiques des int grines. kinase d'adh sion focale (FAK) Tyrosine kinase cytoplasmique pr sente aux jonctions cellule-matrice (adh sions focales) en association avec les queues cytoplasmiques des int grines. Lymphocyte T auxiliaire folliculaire (TFH) Type de lymphocyte T situ dans les follicules lympho des qui s cr te diverses cytokines pour stimuler les lymphocytes B subir un changement de classe d'anticorps et une hypermutation somatique. formine Prot ine dim rique qui nucl e la croissance de filaments d'actine droits et non ramifi s qui peuvent tre r ticul s par d'autres prot ines pour former des faisceaux parall les. nergie libre (G) ( nergie libre de Gibbs) nergie qui peut tre extraite d'un syst me pour entra ner des r actions. Prend en compte les changements d' nergie et d'entropie. (Panel 2 7, pp. 102 103) ribosome libre Ribosome libre dans le cytosol, non attach une membrane. changement d' nergie libre ( G) voir G. Frizzled Famille de r cepteurs de surface cellulaire qui sont des prot ines transmembranaires sept passages qui ressemblent aux RCPG dans leur structure, mais qui ne fonctionnent g n ralement pas par l'activation des prot ines G. Activ par la liaison Wnt pour recruter la prot ine d' chafaudage Dishevelled, qui aide relayer le signal d'autres mol cules de signalisation. champignon (pluriel champignon) Royaume des organismes eucaryotes qui comprend les levures, les moisissures et les champignons. De nombreuses maladies des plant |
Biologie moléculaire de la cellule | es et un nombre relativement faible de maladies animales sont caus es par des champignons. prot ine de fusion Prot ine modifi e qui combine deux ou plusieurs polypeptides normalement s par s. Produit partir d'un g ne recombinant. G Changement de l' nergie libre au cours d'une r action : l' nergie libre des mol cules du produit moins l' nergie libre des mol cules de d part. Une valeur n gative lev e de G indique que la r action a une forte tendance se produire. (Panneau 2-7, pp. 102-103) G0 tat de retrait du cycle de division cellulaire eucroyo tique par entr e dans une digression quiescente de la phase G1. Un tat courant, parfois permanent, pour les cellules diff renci es. Phase G1 Gap 1 phase du cycle de division cellulaire eucaryote, entre la fin de la mitose et le d but de la synth se de l'ADN. (Figure 17 4) Complexe G1-Cdk Cycline-Cdk form dans les cellules des vert br s par une G1-cycline et la kinase d pendante de la cycline (Cdk) correspondante. (Tableau 17 1, p. 969) G1-cycline Cycline pr sente dans la phase G1 du cycle cellulaire eucaryote. Forme des complexes avec des Cdks qui aident r gir l'activit des cyclines G1/S, qui contr lent la progression vers la phase S. Complexe G1/S-Cdk Cycline-Cdk form dans les cellules des vert br s par une G1/S-cycline et la kinase d pendante de la cycline (Cdk) correspondante. (Figure 17-11 et tableau 17-1, p. 969) Cycline qui active Cdks la fin de G1 du cycle cellulaire eucaryote et aide ainsi d clencher la progression travers Start, entra nant un engagement envers l'entr e dans le cycle cellulaire. Son niveau tombe au d but de la phase S. (Figure 17 11) Phase G2 Gap 2 phase du cycle de division cellulaire eucaryote, entre la fin de la synth se de l'ADN et le d but de la mitose. (Figure 17 4) Transition G2/M Point du cycle cellulaire eucaryote o la cellule v rifie l'ach vement de la r plication de l'ADN avant de d clencher les v nements mitotiques pr coces qui conduisent l'alignement des chromosomes sur le fuseau. (Figure 17 9) ganglioside Tout glycolipide ayant un ou plusieurs r sidus d'acide sialique dans sa structure. Pr sent dans la membrane plasmique des cellules eucaryotes et particuli rement abondant dans les cellules nerveuses. (Figure 10 16) g ne gap Dans le d veloppement de la drosophile, g ne qui s'exprime dans de larges r gions sp cifiques le long de l'axe ant ropost rieur de l'embryon pr coce, et qui aide d signer les principales divisions du corps de l'insecte. (Figure 21 20) Jonction intercellulaire communicante formant des canaux pr sente dans la plupart des tissus animaux qui permet aux ions et aux petites mol cules de passer du cytoplasme d'une cellule au cytoplasme de la suivante. tape importante de l'embryogen se animale au cours de laquelle l'embryon est transform d'une boule de cellules en une structure dot e d'un intestin (une gastrula). Transport portes Mouvement des prot ines entre le cytosol et le noyau travers des complexes de pores nucl aires dans l'enveloppe nucl aire qui fonctionnent comme des portes s lectives. g minine Prot ine qui emp che la formation de nouveaux complexes pr r plicatifs pendant la phase S et la mitose, garantissant ainsi que les chromosomes ne sont r pliqu s qu'une seule fois dans chaque cycle cellulaire. g ne R gion de l'ADN qui est transcrite en une seule unit et qui porte l'information n cessaire une caract ristique h r ditaire discr te, correspondant g n ralement (1) une seule prot ine (ou un ensemble de prot ines apparent es g n r es par un traitement post-transcriptionnel variant), ou (2) un seul ARN (ou un ensemble d'ARN troitement apparent s). r gion de contr le des g nes Ensemble de s quences d'ADN li es r gulant l'expression d'un g ne particulier. Comprend les s quences promotrices et cis-r gulatrices n cessaires pour initier la transcription du g ne et contr ler le taux de transcription. (Figure 7 17) Conversion g nique Processus par lequel l'information de la s quence d'ADN peut tre transf r e d'une h lice d'ADN (qui reste inchang e) une autre h lice d'ADN dont la s quence est modifi e. Il accompagne souvent des v nements g n raux de recombinaison. (Figure 5 59) famille de g nes Ensemble de g nes d'un organisme li s par la s quence d'ADN en raison de leur d rivation du m me anc tre. segments de g nes En immunologie : courtes s quences d'ADN qui sont assembl es au cours du d veloppement des lymphocytes B et T pour produire les s quences codantes des immunoglobulines et des r cepteurs des lymphocytes T, respectivement. (Figure 24 28) facteur de transcription g n ral L'une des prot ines dont l'assemblage chez tous les promoteurs d'un type donn est n cessaire la liaison et l'activation de l'ARN polym rase et l'initiation de la transcription. (Tableau 6 3, p. 311) code g n tique Ensemble de r gles sp cifiant la correspondance entre les triplets nucl otidiques (codons) de l'ADN ou de l'ARN et les acides amin s des prot ines. (Figure 6 48) insta |
Biologie moléculaire de la cellule | bilit g n tique Taux de mutation spontan e anormalement lev , comme cela se produit dans les cellules canc reuses. Proc dure de d couverte de g nes affectant un ph notype sp cifique par l'enqu te sur un grand nombre d'individus mutag nis s. g n tique tude des g nes d'un organisme sur la base de l'h r dit et de la variation. g nome L'ensemble de l'information g n tique appartenant une cellule ou un organisme ; en particulier, l'ADN qui porte ces informations. Annotation du g nome Processus visant marquer tous les g nes (codant et non codant pour des prot ines) d'un g nome et attribuant des fonctions chacun d'eux. empreinte g nomique Ph nom ne dans lequel un g ne est exprim ou non dans la prog niture en fonction du parent dont il est h rit . (Figure 7 49) banque g nomique Collection de mol cules d'ADN clon es repr sentant un g nome entier. g notype Constitution g n tique d'une cellule ou d'un organisme individuel. La combinaison particuli re d'all les trouv s chez un individu sp cifique. (Panneau 8-2, p. 486) cellule germinale Cellule de la lign e germinale d'un organisme, qui comprend les gam tes haplo des et leurs cellules pr curseurs diplo des sp cifi es. Les cellules germinales contribuent la formation d'une nouvelle g n ration d'organismes et sont distinctes des cellules somatiques, qui forment le corps et ne laissent pas de descendance. couche germinale L'une des trois couches tissulaires primaires (endoderme, m soderme et ectoderme) d'un embryon animal. (Figure 21 3) Cellule gliale de soutien Cellule non neurale de soutien du syst me nerveux. Comprend les oligodendrocytes et les astrocytes du syst me nerveux central des vert br s et les cellules de Schwann dans le syst me nerveux p riph rique. polysaccharide de glycog ne compos exclusivement d'unit s de glucose. Utilis pour stocker l' nergie dans les cellules animales. Les gros granules de glycog ne sont particuli rement abondants dans les cellules h patiques et musculaires. (Figure 2-51 et panneau 2-4, p. 96-97) glycolipide Mol cule lipidique laquelle est attach un r sidu de sucre ou un oligosaccharide. (Panel 2 5, pp. 98 99) glycolyse Voie m tabolique ubiquitaire dans le cytosol dans laquelle les sucres sont incompl tement d grad s avec la production d'ATP. Litt ralement, fractionnement du sucre . (Figure 2 46 et panneau 2 8, p. 104 105) glycoprot ine Toute prot ine avec une ou plusieurs cha nes de saccharides ou d'oligosaccharides li es de mani re covalente des cha nes lat rales d'acides amin s. La plupart des prot ines s cr t es et la plupart des prot ines expos es la surface externe de la membrane plasmique sont des glycoprot ines. glycosaminoglycane (GAG) Polysaccharide long, lin aire et hautement charg compos d'une paire r p titive de sucres, dont l'un est toujours un sucre amin . On le trouve principalement li de mani re covalente un noyau prot ique dans la matrice extracellulaire, les prot oglycanes. Les exemples incluent le sulfate de chondro tine, l'hyaluronane et l'h parine. (Figure 19 32) Ancre glycosylphosphatidylinositol (ancre GPI) Liaison lipidique par laquelle certaines prot ines membranaires sont li es la membrane. La prot ine est li e, via un agent de liaison oligosaccharide, une ancre de phosphatidylinositol lors de son voyage travers le r ticulum endoplasmique. (Figure 12 52) Organite complexe dans les cellules eucaryotes, centr sur un empilement d'espaces aplatis et entour s de membranes, dans lequel les prot ines et les lipides transf r s du r ticulum endoplasmique sont modifi s et tri s. C'est le site de synth se de nombreux polysaccharides de la paroi cellulaire chez les plantes et de glycosaminoglycanes de la matrice extracellulaire dans les cellules animales. (Figure 13 26) GPCR kinase (GRK) Membre d'une famille d'enzymes qui phosphoryle plusieurs s rines et thr onines sur un GPCR pour produire une d sensibilisation des r cepteurs. (Figure 15 42) Prot ine G (prot ine trim rique de liaison au GTP) Prot ine trim rique de liaison au GTP avec une activit GTPase intrins que qui couple les RCPG des enzymes ou des canaux ioniques dans la membrane plasmique. (Tableau 15-3, p. 846) R cepteur coupl aux prot ines G (RCPG) R cepteur de surface cellulaire sept passages qui, lorsqu'il est activ par son ligand extracellulaire, active une prot ine G, qui son tour active une enzyme ou un canal ionique dans la membrane plasmique. (Figures 15 6 et 15 21) Classe Gq de prot ine G qui couple les RCPG la phospholipase C- pour activer la voie de signalisation des phospholipides de l'inositol. Description des bact ries qui ne se colorent pas avec la coloration de Gram en raison de la pr sence d'une paroi cellulaire peptidoglycane plus mince l'ext rieur de leur membrane interne (plasma) et sur une membrane externe suppl mentaire. Description des bact ries dont la coloration est positive avec la coloration de Gram en raison d'une paisse couche de paroi cellulaire de peptidoglycane |
Biologie moléculaire de la cellule | l'ext rieur de leur membrane interne (plasma). Coloration de Gram Technique de classification des bact ries bas e sur les diff rences dans la structure de la paroi cellulaire bact rienne et de la surface externe. granulocyte Cat gorie de globule blanc caract ris e par des granules cytoplasmiques visibles. Comprend les neutrophiles, les basophiles et les osinophiles. Provient d'une cellule prog nitrice de granulocytes/macrophages (GM). (Figure 22 27) Cellule prog nitrice des granulocytes/macrophages (GM) Cellule prog nitrice engag e dans la moelle osseuse qui donne naissance aux neutrophiles et aux macrophages. (Figure 22 31) prot ine fluorescente verte (GFP) Prot ine fluorescente isol e d'une m duse. Largement utilis comme marqueur en biologie cellulaire. (Figure 9 24) c ne de croissance Extr mit mobile migratrice d'un axone ou d'une dendrite de cellule nerveuse en croissance. (Figure 21 72) facteur de croissance Prot ine signal extracellulaire qui peut stimuler la croissance d'une cellule. Ils ont souvent d'autres fonctions, notamment celle de stimuler la survie ou la prolif ration des cellules. Les exemples incluent le facteur de croissance pidermique (EGF) et le facteur de croissance d riv des plaquettes (PDGF). hormone de croissance (GH) Hormone de mammif re s cr t e par l'hypophyse dans la circulation sanguine qui stimule la croissance dans tout le corps. GTP (guanosine 5'-triphosphate) Nucl oside triphosphate produit par la phosphorylation du GDP (guanosine diphosphate). Comme l'ATP, il lib re une grande quantit d' nergie libre lors de l'hydrolyse de son groupe phosphate terminal. Joue un r le particulier dans l'assemblage des microtubules, la synth se des prot ines et la signalisation cellulaire. (Figure 2 58) Prot ine de liaison au GTP galement appel e GTPase ; une enzyme qui convertit le GTP en GDP. GTPase Enzyme qui convertit le GTP en GDP. Les GTPases se divisent en deux grandes familles. Les grandes prot ines G trim riques sont compos es de trois sous-unit s diff rentes et couplent principalement les RCPG des enzymes ou des canaux ioniques dans la membrane plasmique. Les petites prot ines monom res de liaison au GTP ( galement appel es GTPases monom res) sont constitu es d'une seule sous-unit et aident relayer les signaux de nombreux types de r cepteurs de surface cellulaire et jouent un r le dans les voies de signalisation intracellulaires, la r gulation du trafic des v sicules intracellulaires et la signalisation au cytosquelette. Les prot ines G trim riques et les GTPases monom res alternent entre une forme active li e au GTP et une forme inactive li e au GDP, et agissent fr quemment comme des commutateurs mol culaires dans les voies de signalisation intracellulaires. Voir page 820. Prot ine activatrice de la GTPase (GAP) Prot ine qui se lie une GTPase et l'inhibe en stimulant son activit GTPase, provoquant l'hydrolyse de l'enzyme de son GTP li au GDP. (Figure 15 8) facteur d' change de nucl otides (GEF) de guanine Prot ine qui se lie une GTPase et l'active en la stimulant lib rer son GDP troitement li , lui permettant ainsi de se lier la GTP sa place. (Figure 15 8) Bloc d'haplotype Combinaison d'all les et de marqueurs d'ADN qui a t h rit e dans un grand bloc li sur un chromosome d'une paire homologue, non perturb e par la recombinaison g n tique, sur de nombreuses g n rations. Prot ine Hedgehog Mol cule de signal extracellulaire s cr t e qui a de nombreux r les diff rents dans le contr le de la diff renciation cellulaire et de l'expression g nique dans les embryons animaux et les tissus adultes. Une signalisation excessive du h risson peut entra ner un cancer. lymphocyte T auxiliaire (lymphocyte TH) Type de lymphocyte T qui aide activer les lymphocytes B pour fabriquer des anticorps, les lymphocytes T cytotoxiques pour devenir des cellules effectrices et les macrophages pour tuer les agents pathog nes ing r s. Ils peuvent galement aider activer les cellules dendritiques. h t rochromatine Chromatine fortement condens e m me en interphase ; g n ralement inactif sur le plan transcriptionnel. (Comparer avec l'euchromatine.) h t rochronique D crit les g nes impliqu s dans le calendrier du d veloppement ; La mutation fait en sorte que des cellules d'un destin sp cifique se comportent comme des cellules un stade de d veloppement diff rent. Oligosaccharides haute teneur en mannose Large classe d'oligosaccharides li s l'azote, attach s des glycoprot ines de mammif res dans le r ticulum endoplasmique, contenant deux r sidus de N-ac tylglucosamine et de nombreux r sidus de mannose. chromatographie liquide haute performance (HPLC) Type de chromatographie qui utilise des colonnes remplies de minuscules billes de matrice ; La solution s parer est pouss e travers sous haute pression. histone L'une des petites prot ines abondantes, riches en arginine et en lysine, qui se combinent pour former les noyaux de nucl osomes autour desquels l'ADN es |
Biologie moléculaire de la cellule | t enroul dans les chromosomes eucaryotes. (Figure 4 24) chaperon d'histones (facteur d'assemblage de la chromatine) Prot ine qui se lie aux histones libres, les lib rant une fois qu'elles ont t incorpor es dans la chromatine nouvellement r pliqu e. (Figure 4 27) histone H1 : prot ine d'histones linker (par opposition core ) qui se lie l'ADN l o il sort d'un nucl osome et aide emballer les nucl osomes dans la fibre de chromatine de 30 nm. (Figure 4 30) Jonction de Holliday ( change de brins crois s) Structure en forme de X observ e dans l'ADN en cours de recombinaison, dans laquelle les deux mol cules d'ADN sont maintenues ensemble au site de croisement, galement appel change de brins crois s. (Figure 5 55) G ne de s lection hom otique Dans le d veloppement de la drosophile, un g ne qui d finit et pr serve les diff rences entre les segments du corps. homologue L'un des deux g nes ou plus dont la s quence est similaire la suite d'une d rivation du m me g ne ancestral. Le terme couvre la fois les orthologues et les paralogues. (Figure 1 21) Voir chromosomes homologues. homologues G nes, prot ines ou structures corporelles qui sont similaires en raison d'une origine volutive commune. chromosomes homologues (homologues) Copies maternelles et paternelles d'un chromosome particulier dans une cellule diplo de. recombinaison homologue (recombinaison g n rale) change g n tique entre une paire de s quences d'ADN identiques ou tr s similaires, g n ralement celles situ es sur deux copies du m me chromosome. galement un m canisme de r paration de l'ADN pour les cassures double brin. (Figures 5-48, 5-50 et 5-54) homophile Liaison entre mol cules du m me type, en particulier celles impliqu es dans l'adh sion cellule-cellule. (Figure 19 5) transfert horizontal de g nes Transfert de g nes entre bact ries par transformation naturelle par lib ration d'ADN nu, transduction par bact riophages ou change sexuel par conjugaison. hormone Mol cule de signal s cr t e par une cellule endocrine dans la circulation sanguine, qui peut ensuite transmettre le signal des cellules cibles loign es. Complexe Hox Complexe g nique constitu d'une s rie de g nes Hox G nes Hox G nes codant pour des r gulateurs de transcription, chaque g ne contenant un hom odomaine, et sp cifiant les diff rences entre le corps et la r gion. Les mutations Hox provoquent g n ralement des transformations hom tiques. Prot ines Hox Prot ines r gulatrices de la transcription cod es par les g nes Hox ; poss dent un hom odomaine de liaison l'ADN hautement conserv , long de 60 acides amin s. VPH, virus du papillome humain ; infecte l' pith lium cervical et est une cause importante de carcinome du col de l'ut rus. hyaluronane (acide hyaluronique) Type de glycosaminoglycane non sulfat avec une s quence r p titive r guli re de jusqu' 25 000 unit s disaccharides identiques, non li e une prot ine centrale. Trouv dans le fluide lubrifiant les articulations et dans de nombreux autres tissus. (Figures 19 33 et 19 34) Hybridation En biologie mol culaire, processus par lequel deux brins d'acide nucl ique compl mentaires forment une mol cule ADN-ADN, ADN-ARN ou ARN-ARN duplex appari e de bases. Constitue la base d'une technique puissante pour d tecter des s quences nucl otidiques sp cifiques. (Figures 5 47 et 8 33) hybridome Lign e cellulaire hybride g n r e par la fusion d'une cellule tumorale et d'un autre type de cellule. Les anticorps monoclonaux sont produits par des lign es d'hybridomes obtenues en fusionnant des lymphocytes B s cr tant des anticorps avec des cellules d'une tumeur lymphocytaire B. (Figure 8 4) liaison hydrog ne Liaison non covalente dans laquelle un atome d'hydrog ne lectropositif est partiellement partag par deux atomes lectron gatifs. (Panel 2 3, pp. 94 95) Ion hydronium (H3O+) Mol cule d'eau associ e un proton suppl mentaire. Forme g n ralement prise par les protons en solution aqueuse. hydrophile Se dissout facilement dans l'eau. Litt ralement, aimant l'eau . hydrophobe (lipophile) Ne se dissout pas facilement dans l'eau. Force hydrophobe exerc e par le r seau de mol cules d'eau li es l'hydrog ne qui rapproche deux surfaces non polaires en excluant l'eau entre elles. (Panel 2-3, pp. 94-95) r gion hypervariable En immunologie : l'une des trois petites parties de la r gion variable d'une cha ne de r cepteurs d'immunoglobulines ou de lymphocytes T qui pr sentent la plus grande variabilit d'une mol cule l'autre et contribuent au site de liaison l'antig ne. (Figure 24 26) facteur 1 induit par l'hypoxie (HIF1 ). R gulateur de transcription, dont les niveaux intracellulaires augmentent en r ponse un manque d'oxyg ne, qui stimule la transcription du g ne VEGF pour favoriser l'angiogen se. I B Prot ines inhibitrices qui se lient troitement aux dim res NF B et les maintiennent dans un tat inactif dans le cytoplasme des cellules non stimul es. Superfamille Ig Famille large et diversifi e de prot i |
Biologie moléculaire de la cellule | nes contenant des domaines d'immunoglobuline ou de type immunoglobuline. La plupart sont impliqu s dans les interactions cellule-cellule ou la reconnaissance d'antig nes. (Figure 24 48) Immunoglobuline A IgA ; La principale classe d'anticorps dans les s cr tions, y compris la salive, les larmes, le lait et les s cr tions respiratoires et intestinales. Immunoglobuline D IgD ; produits par des lymphocytes B na fs immatures apr s avoir quitt la moelle osseuse. Les prot ines IgD et IgM transmembranaires, avec le m me site de liaison l'antig ne, forment les r cepteurs des lymphocytes B (BCR) sur ces cellules. immunoglobuline E IgE ; se lie avec une grande affinit via sa r gion de la queue une classe de r cepteurs Fc la surface des mastocytes (tissus) ou des basophiles (sang), o il agit comme un r cepteur antig nique ; La liaison l'antig ne stimule la s cr tion de cytokines et d'amines biologiquement actives, qui aident attirer les globules blancs, les anticorps et les prot ines compl mentaires au site d'activation. Immunoglobuline G IgG ; La principale classe d'anticorps dans le sang, produite en quantit s particuli rement importantes lors des r ponses secondaires des anticorps. La r gion de la queue de certaines sous-classes d'IgG peut se lier des r cepteurs Fc sp cifiques sur les macrophages et les neutrophiles. Les complexes antig ne-IgG peuvent activer le compl ment. immunoglobuline M IgM ; la premi re classe d'immunoglobulines qu'un lymphocyte B en d veloppement dans la moelle osseuse fabrique, formant des r cepteurs de lymphocytes B sa surface. Les anticorps IgM sont la principale classe d'anticorps s cr t s dans le sang aux premiers stades d'une r ponse anticorps primaire lors de la premi re exposition un antig ne, o leur La structure pentam re (avec 10 sites de liaison l'antig ne) permet une forte liaison aux agents pathog nes. Lorsqu'il est li l'antig ne, il s'agit d'une activation tr s efficace du compl ment. Prot ine iHog avec quatre ou cinq domaines de type immunoglobuline et deux ou trois domaines de type fibronectine de type III ; situ es la surface de la cellule et dont on pense qu'elles servent de cor cepteurs pour les prot ines Hedgehog. Traitement d'images Techniques informatiques en microscopie qui traitent les images num riques afin d'extraire des informations latentes. Permet de compenser certains d fauts optiques dans les microscopes, d'am liorer le contraste pour am liorer la d tection de petites diff rences d'intensit lumineuse et de soustraire les irr gularit s de fond dans le syst me optique. Disque imaginal Groupe de cellules qui sont mises de c t , apparemment indiff renci es, dans l'embryon de drosophile et qui se d velopperont en une structure adulte, par exemple, il, patte, aile. La diff renciation manifeste se produit au moment de la m tamorphose. (Figure 21 60) immunisation M thode d'induction de r ponses immunitaires adaptatives des agents pathog nes ou des mol cules trang res, impliquant g n ralement la co-injection d'un adjuvant, une mol cule (souvent d'origine microbienne) qui aide activer les r ponses immunitaires inn es n cessaires aux r ponses adaptatives. superfamille d'immunoglobulines (Ig) Famille large et diversifi e de prot ines qui contiennent des domaines d'immunoglobulines ou des domaines similaires aux immunoglobulines. La plupart sont impliqu s dans les interactions cellule-cellule ou la reconnaissance d'antig nes. (Figure 24 48) Domaine d'immunoglobuline (domaine Ig) Domaine prot ique caract ristique d'environ 100 acides amin s que l'on trouve dans les cha nes l g res et lourdes des immunoglobulines. Des domaines similaires, connus sous le nom de domaines de type immunoglobuline (Ig-like), sont pr sents dans de nombreuses autres prot ines, qui, avec les Ig, constituent la superfamille des Ig. (Figure 24 27) microscopie lectronique immunogold M thode permettant de localiser des macromol cules sp cifiques l'aide d'un anticorps primaire qui se lie la mol cule d'int r t et qui est ensuite d tect avec un anticorps secondaire auquel une particule d'or collo dal a t attach e. La particule d'or est dense en lectrons et peut tre vue comme un point noir au microscope lectronique. (Figure 9 45) m moire immunologique Propri t longue dur e de vie du syst me immunitaire adaptatif qui suit une r ponse immunitaire primaire de nombreux antig nes, de sorte qu'une rencontre ult rieure avec le m me antig ne provoquera une r ponse immunitaire secondaire plus rapide et plus forte. (Figure 24 16) Autotol rance immunologique L'absence de r ponse du syst me immunitaire adaptatif un antig ne. La tol rance aux mol cules du soi est cruciale pour viter les maladies auto-immunes. (Figure 24 21) synapse immunologique Interface hautement organis e qui se d veloppe entre un lymphocyte T et une cellule pr sentatrice d'antig ne (CPA) ou une cellule cible avec laquelle il est en contact, form e par les r cepteurs des lymphocytes T |
Biologie moléculaire de la cellule | se liant aux complexes antig ne-CMH sur l'APC et les prot ines d'adh sion cellulaire se liant leurs homologues sur les APC. ajustement induit Principe permettant d'augmenter la sp cificit de la reconnaissance du substrat par les prot ines et les ARN. Dans la synth se des prot ines, un ribosome ou une enzyme se replie autour d'une interaction codon-anticodon et ce n'est que lorsque la correspondance est correcte que la r action ult rieure peut se produire. cellules souches pluripotentes induites (cellules iPS) Cellules qui sont induites par l'expression artificielle de r gulateurs de transcription sp cifiques ressembler et se comporter comme les cellules souches embryonnaires pluripotentes d riv es d'embryons. Lymphocyte T r gulateur induit Lymphocyte T r gulateur (cellule Treg) qui se d veloppe partir de lymphocytes T auxiliaires na fs lorsqu'ils sont activ s en pr sence de TGF en l'absence d'IL6. inflammasome Complexe prot ique intracellulaire form apr s l'activation de r cepteurs cytoplasmiques de type NOD avec des prot ines adaptatrices. Il contient une enzyme caspase qui clive les cytokines pro-inflammatoires de leurs prot ines pr curseurs. R ponse inflammatoire R ponse locale d'un tissu une blessure ou une infection, caract ris e cliniquement par une rougeur, un gonflement, une chaleur et une douleur. Caus e par l'invasion de globules blancs, qui sont attir s par et s cr tent diverses cytokines.inhibiteurs de l'apoptose (IAP) Inhibiteurs de prot ines intracellulaires de l'apoptose. prot ine G inhibitrice (Gi) Prot ine G trim rique qui peut r guler les canaux ioniques et inhiber l'enzyme ad nylyl cyclase dans la membrane plasmique. Voir aussi prot ine G. (Tableau 15 3, p. 846) neurotransmetteur inhibiteur Neurotransmetteur qui ouvre les canaux Cl ou K+ d pendant de l' metteur dans la membrane postsynaptique d'une cellule nerveuse ou musculaire et tend ainsi inhiber la g n ration d'un potentiel d'action. Segment initial R gion membranaire sp cialis e la base d'un axone nerveux (adjacent au corps cellulaire) riche en canaux Na+ voltage-d pendants ainsi qu'en autres classes de canaux ioniques qui contribuent tous l'encodage de la d polarisation membranaire en fr quence de potentiel d'action. Caspases initiatrices Caspases apoptotiques qui commencent le processus apoptotique, activant les caspases du bourreau. ARNt initiateur ARNt sp cial qui initie la traduction. Il porte toujours l'acide amin m thionine, formant le complexe MettRNAi. (Figure 6 70) R ponse immunitaire inn e R ponse immunitaire pr coce de tous les organismes un agent pathog ne, qui comprend la production de mol cules antimicrobiennes et l'activation de cellules phagocytaires. Une telle r ponse n'est pas sp cifique l'agent pathog ne, contrairement une r ponse immunitaire adaptative. membrane interne Membrane mitochondriale qui entoure l'espace matriciel et forme des invaginations tendues appel es cr tes. Membrane mitochondriale interne Membrane mitochondriale qui entoure l'espace matriciel et forme des invaginations tendues appel es cr tes. membrane nucl aire interne L'une des deux membranes concentriques constituant l'enveloppe nucl aire ; en contus avec la membrane nucl aire externe ; Contient des prot ines sp cifiques comme sites d'ancrage pour la chromatine et la lame nucl aire. inositol 1,4,5-trisphosphate (IP3) Petite mol cule de signalisation intracellulaire produite lors de l'activation de la voie de signalisation des phospholipides d'inositol. Agit pour lib rer Ca2+ du r ticulum endoplasmique. (Figures 15-28 et 15-29) Voie de signalisation des phospholipides d'inositol Voie de signalisation intracellulaire qui commence par l'activation de la phospholipase C et la g n ration d'IP3 et de diacylglyc rol (DAG) partir des phospholipides d'inositol dans la membrane plasmique. Le DAG aide activer la prot ine kinase C. (Figures 15-28 et 15-29) int grine Prot ine d'adh sion transmembranaire qui est impliqu e dans la fixation des cellules la matrice extracellulaire et les unes aux autres. (Figure 19 3 et Tableau 19 1, p. 1037) domaine d'interaction Module prot ique compact, pr sent dans de nombreuses prot ines de signalisation intracellulaires, qui se lie un motif structurel particulier (par exemple, une courte s quence peptidique, une modification covalente ou un autre domaine prot ique) dans une autre prot ine ou un autre lipide. Cytokines d'interf ron (IFN ) et d'interf ron (IFN ) (interf rons de type I) produites par les cellules de mammif res en r ponse g n rale une infection virale. espace intermembranaire Compartiment de la mitochondrie entre les membranes mitochondriales externe et interne. site d'entr e du ribosome interne (IRES) Site sp cifique d'un ARNm eucaryote, autre qu' l'extr mit 5, o la traduction peut tre initi e. (Figure 7 68) interphase Longue p riode du cycle cellulaire entre une mitose et la suivante. Comprend la phase G1, la phase S et la phase G2. (Figur |
Biologie moléculaire de la cellule | e 17 4) microtubule interpolaire Dans le mitotique ou fuseau m iotique, un microtubule interdigit l' quateur avec les microtubules manant de l'autre p le. (Figure 17 23) Agents pathog nes intracellulaires Agents pathog nes, y compris tous les virus et de nombreuses bact ries et protozoaires, qui p n trent et se r pliquent l'int rieur des cellules h tes pour provoquer des maladies. voie intrins que (voie mitochondriale) Voie d'apoptose activ e de l'int rieur de la cellule en r ponse des signaux de stress ou de d veloppement ; d pend de la lib ration dans le cytosol de prot ines mitochondriales r sidant normalement dans l'espace intermembranaire mitochondrial. R gion non codante d'un g ne eucaryote qui est transcrit en une mol cule d'ARN mais qui est ensuite excis par pissage de l'ARN lors de la production de l'ARNm ou d'un autre ARN fonctionnel. (Figure 4 15) invadopodie Des protub rances riches en actine s' tendant en trois dimensions qui sont importantes pour que les cellules franchissent les barri res tissulaires en d gradant la matrice extracellulaire. Canal ionique Complexe prot ique transmembranaire qui forme un canal rempli d'eau travers la bicouche lipidique travers lequel des ions inorganiques sp cifiques peuvent se diffuser le long de leurs gradients lectrochimiques. (Figure 11 22) R cepteur coupl aux canaux ioniques (canal ionique d pendant du transmetteur, r cepteur ionotropique) Canal ionique pr sent au niveau des synapses chimiques dans les membranes plasmiques postsynaptiques des cellules nerveuses et musculaires. S'ouvre uniquement en r ponse la liaison d'un neurotransmetteur extracellulaire sp cifique. L'afflux d'ions qui en r sulte conduit la g n ration d'un signal lectrique local dans la cellule postsynaptique. (Figures 15 6 et 11 35) Indicateurs sensibles aux ions Mol cules dont l' mission lumineuse refl te la concentration locale d'un ion particulier ; Certains sont luminescents ( mettant de la lumi re spontan ment) tandis que d'autres sont fluorescents ( mettant de la lumi re lors de l'exposition la lumi re). Canal de lib ration de Ca2+ IP3-d pendant (r cepteur IP3) Canal Ca2+ d pendant de l'IP3 dans la membrane du RE qui s'ouvre lors de la liaison de l'IP3 cytosolique, lib rant le Ca2+ stock dans le cytosol. (Figure 15 29) Cluster fer-soufre Groupe de transport d' lectrons compos de deux ou quatre atomes de fer li s un nombre gal d'atomes de soufre, trouv dans une classe de prot ines de transport d' lectrons. (Figure 14 16) Segment du g ne J Courtes s quences d'ADN qui codent pour une partie de la r gion variable des cha nes d'immunoglobulines l g res et lourdes et des cha nes et des r cepteurs des lymphocytes T. (Figures 24 28 et 24 29) Voie de signalisation JAK-STAT Voie de signalisation activ e par les cytokines et certaines hormones, fournissant une voie rapide de la membrane plasmique au noyau pour modifier la transcription des g nes. Implique des Janus kinases cytoplasmiques (JAKs), ainsi que des transducteurs de signal et des activateurs de transcription (STATs). Janus kinases (JAKs) Tyrosine kinases cytoplasmiques associ es des r cepteurs de cytokines, qui phosphorylent et activent des r gulateurs de transcription appel s STATs. Diversification jonctionnelle Perte et gain al atoires de nucl otides aux sites de jonction lors de la recombinaison V(D)J qui se produit au cours du d veloppement des lymphocytes B et T lorsque les cellules assemblent les segments de g nes qui codent pour leurs r cepteurs antig niques. Il augmente norm ment la diversit des s quences codantes de la r gion V. Canal de fuite K+ Canal ionique de transport K+ dans la membrane plasmique des cellules animales qui reste ouvert m me dans une cellule au repos . caryotype Affichage de l'ensemble complet des chromosomes d'une cellule, dispos s par rapport la taille, la forme et au nombre. k ratine Type de filament interm diaire, couramment produit par les cellules pith liales.cascade de kinases Voie de signalisation intracellulaire dans laquelle une prot ine kinase, activ e par phosphorylation, phosphoryle la prot ine kinase suivante dans la s quence, et ainsi de suite, en relayant le signal. Kin sine Membre de l'une des deux principales classes de prot ines motrices qui utilisent l' nergie de l'hydrolyse de l'ATP pour se d placer le long des microtubules. (Figure 16 56) kinesine-1 Prot ine motrice associ e aux microtubules qui transporte la cargaison l'int rieur de la cellule ; galement appel e kin sine conventionnelle . relecture cin tique Principe permettant d'augmenter la sp cificit de la catalyse. Dans la synth se de l'ADN, de l'ARN et des prot ines, il s'agit d'un retard temporel qui commence par une tape irr versible (comme l'hydrolyse de l'ATP ou du GTP) et au cours duquel les paires de bases incorrectes sont plus susceptibles de se dissocier que les paires correctes. kin tochore Grand complexe prot ique qui relie le centrom re d'un ch |
Biologie moléculaire de la cellule | romosome aux microtubules du fuseau mitose. (Figure 17 30) microtubule kin tochore Dans le fuseau mitotique ou m iotique, un microtubule qui relie le p le du fuseau au kin tochore d'un chromosome. brin retard L'un des deux brins d'ADN nouvellement synth tis s trouv s une fourche de r plication. Le brin calargineux est form de longueurs discontinues qui sont ensuite assembl es de mani re covalente. (Figure 5 7) lamellipodium (pluriel lamellipodia) Protub rance aplatie, en forme de feuille, soutenue par un r seau de filaments d'actine, qui s' tend au bord d'attaque d'une cellule animale rampante. (Figures 16-77 et 16-79) laminine Prot ine fibreuse de la matrice extracellulaire pr sente dans les lames basales, o elle forme un r seau en forme de feuille. (Figures 19 52 et 19 53) chromosome de la brosse lampe norme chromosome appari en pr paration de la m iose, trouv dans les ufs d'amphibiens immatures ; Constitu de grandes boucles de chromatine s' tendant partir d'un axe central lin aire. (Figure 4 47) endosome tardif Compartiment form partir d'une partie bulbeuse et vacuolaire des endosomes pr coces par un processus appel maturation de l'endosome ; Les endosomes tardifs fusionnent entre eux et avec les lysosomes pour former des endolysosomes qui d gradent leur contenu. Cor cepteur de la prot ine li e au r cepteur LDL (LRP) li aux prot ines Wnt dans la r gulation de la prot olyse de la -cat nine. brin principal L'un des deux brins d'ADN nouvellement synth tis s trouv s une fourche de r plication. Le brin principal est form par synth se continue dans la direction 5 3. (Figure 5 7) lectine Prot ine qui se lie troitement un sucre sp cifique. Les lectines abondantes des graines de plantes sont utilis es comme r actifs d'affinit pour purifier les glycoprot ines ou pour les d tecter la surface des cellules. L gionellose Type de pneumonie r sultant d'une infection par Legionella pneumophila, un parasite des amibes d'eau douce qui se transmet l'homme par des syst mes de climatisation qui abritent des amibes infect es et produisent des microgouttelettes d'eau qui sont facilement inhal es. facteur l tal L'une des deux sous-unit s A de la toxine de l'anthrax ; une prot ase qui coupe plusieurs membres activ s de la famille des MAP kinase kinase et provoque une chute importante de la pression art rielle et la mort lors de l'entr e dans la circulation sanguine d'un animal. R cepteur de la r p tition riche en leucine (LRR) Kinases Type commun de r cepteur s rine/thr onine kinase chez les plantes qui contient un ensemble en tandem de s quences r p t es riches en leucine dans sa partie extracellulaire. leuc mie Cancer des globules blancs. leucocyte Nom g n ral de toutes les cellules sanguines nucl es d pourvues d'h moglobine. Aussi appel globules blancs. Comprend les lymphocytes, les granulocytes et les monocytes. (Figure 22 27) ligand Mol cule qui se lie un site sp cifique d'une prot ine ou d'une autre mol cule. Du latin ligare, lier. microscope optique L'un des microscopes d'une classe qui utilise la lumi re visible pour cr er l'image.lignine R seau de compos s ph noliques r ticul s qui forme un r seau de soutien dans toute la cellule parois du xyl me et des tissus ligneux chez les plantes. limite de r solution En microscopie, la plus petite distance laquelle deux objets ponctuels peuvent tre r solus s par ment. Un peu moins de 0,2 m pour la microscopie optique conventionnelle, une limite d termin e par la longueur d'onde de la lumi re. Dans la liaison d'un ligand, couplage conformationnel entre deux sites de liaison de ligand distincts sur une prot ine, de sorte qu'un changement conformationnel de la prot ine induit par la liaison d'un ligand affecte la liaison d'un second ligand. bicouche lipidique (bicouche phospholipidique) Fine feuille double de mol cules phospholipidiques qui forme la structure centrale de toutes les membranes cellulaires. Les deux couches de mol cules lipidiques sont remplies avec leurs queues hydrophobes pointant vers l'int rieur et leurs t tes hydrophiles vers l'ext rieur, expos es l'eau. (Figure 10 1 et panneau 2 5, p. 98 99) gouttelettes lipidiques Forme de stockage dans les cellules pour les lipides en exc s ; Compos d'une seule monocouche de phospholipides et de prot ines qui entoure des lipides neutres qui peuvent tre r cup r s partir de gouttelettes selon les besoins de la cellule. Radeau lipidique Petite r gion d'une membrane enrichie en sphingolipides et en cholest rol. (Figure 10 13) liposome V sicule bicouche phospholipidique artificielle form e partir d'une suspension aqueuse de mol cules de phospholipides. (Figure 10 9) m diateur local Mol cule de signal extracellulaire qui agit sur les cellules voisines. ARN non codant long (ARNlnc) Faisant partie d'un grand groupe ( 8000 chez l'homme) d'ARN de plus de 200 nucl otides et ne codant pas pour une prot ine. Les fonctions, le cas ch ant, de la plupart des ARNlnc sont inconnues, |
Biologie moléculaire de la cellule | mais on sait que les ARNlnc individuels jouent un r le important dans la cellule, par exemple, dans la fonction de la t lom rase et l'empreinte g nomique. D'une mani re g n rale, on pense que les ARNlnc agissent comme des chafaudages, maintenant ensemble les prot ines et les acides nucl iques pour acc l rer une grande vari t de r actions dans la cellule. d pression long terme (DLT) Diminution durable (heures ou plus) de la sensibilit de certaines synapses du cerveau d clench e par l'activation des r cepteurs NMDA. En tant que processus oppos la potentialisation long terme, on pense qu'il est impliqu dans l'apprentissage et la m moire. Augmentation durable (de quelques jours quelques semaines) de la sensibilit de certaines synapses dans le cerveau, induite par une courte rafale de d charges r p titives dans les neurones pr synaptiques. (Figure 11 44) perte d'h t rozygotie R sultat d'une recombinaison homologue errante qui utilise l'homologue de l'autre parent au lieu de la chromatide s ur comme matrice, convertissant la s quence de l'ADN r par en celle de l'autre homologue. lipoprot ines de basse densit (LDL) Grand complexe compos d'une seule mol cule de prot ine et de plusieurs mol cules de cholest rol est rifi es, ainsi que d'autres lipides. La forme sous laquelle le cholest rol est transport dans le sang et absorb dans les cellules. (Figure 13 51) lumen Espace l'int rieur d'une structure creuse. Dans les cellules : la cavit enferm e dans une membrane d'organite. Dans les tissus : la cavit enferm e dans une feuille de cellules. lymphocyte Globule blanc responsable de la sp cificit des r ponses immunitaires adaptatives. Deux types principaux : les lymphocytes B, qui produisent des anticorps, et les lymphocytes T, qui interagissent directement avec d'autres cellules effectrices du syst me immunitaire et avec les cellules infect es. Les lymphocytes T se d veloppent dans le thymus et sont responsables de l'immunit m diation cellulaire. Les lymphocytes B se d veloppent dans la moelle osseuse chez les mammif res et sont responsables de la production d'anticorps circulants. organe lympho de Organe contenant un grand nombre de lymphocytes. Les lymphocytes sont produits dans les organes lympho des primaires et r pondent l'antig ne dans les organes lympho des p riph riques. (Figure 24 12) lymphome Cancer des lymphocytes, dans lequel les cellules canc reuses se trouvent principalement dans les organes lympho des (plut t que dans le sang, comme dans les leuc mies). Maladies g n tiques r sultant de d fauts ou d'une absence d'une ou plusieurs hydrolases fonctionnelles dans les lysosomes de certaines cellules, entra nant l'accumulation de substrats non dig r s dans les lysosomes et la pathologie cellulaire qui en r sulte. lysosome Organite enferm dans une membrane dans les cellules eucaryotes contenant des enzymes digestives, qui sont g n ralement plus actives au pH acide trouv dans la lumi re des lysosomes. (Figure 13 37) lysozyme Enzyme qui catalyse la coupe des cha nes polysaccharidiques dans les parois cellulaires des bact ries. M-Cdk (Cdk en phase M) Complexe cycline-Cdk form dans les cellules des vert br s par une M-cycline et la kinase ind pendante du cycle (Cdk) correspondante. (Figure 17-11 et tableau 17-1, p. 969) Cycline Cycline pr sente dans toutes les cellules eucaryotes qui favorise les v nements de la mitose. (Figure 17 11) Prot ines r ceptrices m6P Prot ines r ceptrices transmembranaires pr sentes dans le r seau trans Golgi qui reconnaissent les groupes mannose 6-phosphate (M6P) ajout s exclusivement aux enzymes lysosomales, marquant les enzymes pour l'emballage et l'administration aux endosomes pr coces. macromol cule Polym res constitu s de longues cha nes de petites mol cules organiques (contenant du carbone) li es de mani re covalente. Les principaux l ments constitutifs partir desquels une cellule est construite et les composants qui conf rent les propri t s les plus distinctives des tres vivants. macrophage Cellule phagocytaire d riv e des monocytes sanguins, r sidente dans la plupart des tissus mais capable de se d placer. Il a la fois des fonctions de pi geur et de pr sentation d'antig nes dans les r ponses immunitaires. Voie endocytaire de d gradation d di e ind pendante de la clathrine induite dans la plupart des types de cellules par l'activation des r cepteurs de surface cellulaire par des cargaisons sp cifiques. paludisme Maladie protozoaires caus e par quatre esp ces de Plasmodium, qui sont transmises l'homme par la piq re du moustique femelle Anopheles. maligne Des tumeurs et des cellules tumorales : invasive et/ou capable de subir des m tastases. Une tumeur maligne est un cancer. (Figure 20 3) Module de kinase MAP (module de prot ine kinase activ e par les mitog nes) Un module de signalisation intracellulaire compos de trois prot ines kinases, agissant en s quence, la MAP kinase tant la troisi me. G n ralement activ par une pro |
Biologie moléculaire de la cellule | t ine Ras en r ponse des signaux extracellulaires. (Figure 15 49) r gulateur de transcription ma tre R gulateur de transcription sp cifiquement n cessaire la formation d'un type cellulaire particulier. L'expression artificielle des r gulateurs de transcription ma tres (seuls ou en combinaison avec d'autres) convertit souvent un type de cellule en un autre. H r dit maternelle Une forme d'h r dit observ e lors du suivi des mitochondries chez les animaux et les plantes, o l'ADN mitochondrial n'est h rit que par la lign e germinale f minine. g ne effet maternel G ne qui agit chez la m re pour sp cifier les ARNm et les prot ines maternelles dans l'ovule. Les mutations effet maternel affectent le d veloppement de l'embryon m me si l'embryon lui-m me n'a pas h rit du g ne mut . Transition m re-zygotique (MZT) v nement dans le d veloppement animal o le propre g nome de l'embryon prend en grande partie le contr le du d veloppement des macromol cules d pos es par la m re. Enzyme prot olytique pr sente dans la matrice extracellulaire qui d grade les prot ines de la matrice. Comprend le collag nases.espace matriciel Grand compartiment interne de la mitochondrie. Canaux m canosensibles Canaux ioniques transmembranaires qui s'ouvrent en r ponse une contrainte m canique sur la bicouche lipidique dans laquelle ils sont int gr s. m gacaryocyte Grande cellule my lo de avec un noyau multilob qui reste dans la moelle osseuse maturit . Bourgeons des plaquettes des longs processus cytoplasmiques. (Figures 22 29) m iose I Le premier des deux cycles de s gr gation chromosomique apr s la duplication du chromosome m iotique ; s pare les homologues, chacun compos d'une paire de chromatides s urs troitement li es. m iose II Deuxi me des deux cycles de s gr gation chromosomique apr s duplication du chromosome m iotique ; s pare les chromatides s urs de chaque homologue. Diff rence de tension aux bornes d'une membrane due un l ger exc s d'ions positifs d'un c t et d'ions n gatifs de l'autre. Un potentiel membranaire typique pour une membrane plasmique de cellules animales est de 60 mV (n gatif int rieur par rapport au fluide environnant). (Figure 11 23) prot ine membranaire Prot ine amphiphile de structure et de fonction diverses qui s'associe la bicouche lipidique des membranes cellulaires. (Figure 10 17) prot ine de transport membranaire Prot ine membranaire qui m die le passage d'ions ou de mol cules travers une membrane. Les deux principales classes sont les transporteurs ( galement appel s porteurs ou perm as) et les canaux. (Figure 11 4) prot ine associ e la membrane Prot ine membranaire ne s' tendant pas dans l'int rieur hydrophobe de la bicouche lipidique mais li e l'une ou l'autre face de la membrane par des interactions non covalentes avec d'autres prot ines membranaires. (Figure 10 17) Prot ines de flexion membranaire Se fixent des r gions membranaires sp cifiques si n cessaire et agissent pour contr ler la courbure membranaire locale et ainsi conf rer aux membranes leurs formes tridimensionnelles caract ristiques. Ribosome li la membrane Ribosome fix la face cytosolique du r ticulum endoplasmique. Site de synth se des prot ines qui p n trent dans le r ticulum endoplasmique. (Figure 12 38) cellule m moire En immunologie : lymphocyte T ou B g n r la suite d'une stimulation antig nique qui est plus facilement et plus rapidement amen devenir une cellule effectrice ou une autre cellule m moire par une rencontre ult rieure avec le m me antig ne. (Figure 24 17) m soderme Tissu embryonnaire qui est le pr curseur du muscle, du tissu conjonctif, du squelette et de nombreux organes internes. (Figure 21 3) ARN messager (ARNm) Mol cule d'ARN qui sp cifie la s quence d'acides amin s d'une prot ine. Produit chez les eucaryotes par le traitement d'une mol cule d'ARN fabriqu e par l'ARN polym rase en tant que copie compl mentaire de l'ADN. Il est traduit en prot ines dans un processus catalys par les ribosomes. (Figure 6 20) m tabolisme Somme totale des processus chimiques qui se d roulent dans les cellules vivantes. Tout le catabolisme plus l'anabolisme. (Figure 2 14) r cepteurs m tabotropiques R cepteurs de neurotransmetteurs qui r gulent les canaux ioniques indirectement par l'activation de mol cules de second messager. plaque m taphasique Plan imaginaire perpendiculaire au fuseau mitotique et mi-chemin entre les p les du fuseau ; Plan dans lequel les chromosomes sont positionn s en m taphase. (Panel 17 1, pp. 980 981) transition de la m taphase l'anaphase Transition dans le cycle cellulaire eucaryote pr c dant la s paration des chromatides s urs l'anaphase. Si la cellule n'est pas pr te passer l'anaphase, le cycle cellulaire est interrompu ce stade. (Figure 17-9, et panneau 17-1, pp. 980-981) m tastases Tumeurs secondaires, des sites du corps en plus de celui de la tumeur primaire, r sultant de cellules canc reuses se d tachant, p n trant dans des vaisseaux sangu |
Biologie moléculaire de la cellule | ins ou lymphatiques et colonisant des environnements s par s. m tastase Propagation des cellules canc reuses de leur site d'origine d'autres sites du corps. (Figures 20 1 et 20 16) Complexe CMH (complexe majeur d'histocompatibilit ) Ensemble de g nes dans un chromosome de vert br (chromosome 6 chez l'homme) qui codent pour un ensemble de glycoprot ines de surface cellulaire (prot ines CMH) hautement polymorphes. (Figure 24 37) microbiome Les g nomes combin s des diff rentes esp ces d'un microbiote d fini. microbiote Ensemble de micro-organismes qui r sident dans ou sur un organisme. micro lectrode Morceau de tube de verre fin, tir vers une extr mit encore plus fine, qui est utilis pour injecter du courant lectrique dans les cellules ou pour tudier les concentrations intracellulaires d'ions inorganiques courants (tels que H+, Na+, K+, Cl- et Ca2+) dans une seule cellule vivante en ins rant son extr mit directement l'int rieur de la cellule travers la membrane plasmique. microARN (miARN) ARN eucaryotes courts (~21 nucl otides), produits par le traitement de transcrits d'ARN sp cialis s cod s dans le g nome, qui r gulent l'expression des g nes par appariement de bases avec l'ARNm. (Figure 7 75) microsome Petite v sicule d riv e du r ticulum endoplasmique qui est produite par fragmentation lorsque les cellules sont homog n is es. (Figure 12 34) flux de microtubules Mouvement des mol cules de tubuline individuelles dans les microtubules du fuseau vers les p les par perte de tubuline leurs extr mit s n gatives. Aide g n rer le mouvement vers les p les des chromatides s urs apr s leur s paration en anaphase. (Figure 17 35) Prot ine associ e aux microtubules (MAP) Toute prot ine qui se lie aux microtubules et modifie leurs propri t s. De nombreux types diff rents ont t trouv s, y compris des prot ines structurelles, telles que MAP2, et des prot ines motrices, telles que la dyn ine. [ ne pas confondre avec la MAP (prot ine kinase activ e par les mitog nes) de la MAP kinase .] Centre organisateur des microtubules (MTOC) R gion d'une cellule, telle qu'un centrosome ou un corps basal, partir de laquelle les microtubules se d veloppent. structure form e l'extr mit du clivage qui peut persister pendant un certain temps comme un lien entre les deux cellules filles chez les animaux. (Figure 17 43) mitochondriale hsp70 Partie d'un assemblage prot ique multi-sous-unitaire li au c t de la matrice du complexe TIM23 qui agit comme un moteur pour attirer les prot ines pr curseurs mitochondriales dans l'espace matriciel. matrice mitochondriale Grand compartiment interne de la mitochondrie. Le compartiment correspondant dans un chloroplaste est connu sous le nom de stroma. prot ines pr curseurs mitochondriales Prot ines d'abord enti rement synth tis es dans le cytosol, puis transloqu es dans les sous-compartiments mitochondriaux selon les directives d'une ou plusieurs s quences de signaux. mitochondrie (pluriel mitochondries) Organite d limit par une membrane, de la taille d'une bact rie, qui effectue la phosphorylation oxydative et produit la majeure partie de l'ATP dans les cellules eucaryotes. (Figure 1 28) mitog ne Mol cule de signal extracellulaire qui stimule la prolif ration des cellules. chromosome mitotique Chromosome dupliqu tr s condens comme on le voit la mitose, compos de deux chromatides s urs maintenues ensemble au centrom re. R seau bipolaire de microtubules et de mol cules associ es qui se forme dans une cellule eucaryote pendant la mitose et sert loigner les chromosomes dupliqu s. (Figure 17 23 et panneau 17 1, p. 980 981) organisme mod le Esp ce qui a t tudi e intensivement sur une longue p riode et qui sert donc de mod le pour d river des principes biologiques fondamentaux. chaperon mol culaire (chaperon) Prot ine qui aide guider le bon repliement d'autres prot ines ou viter les erreurs de repliement. Comprend des prot ines de choc thermique (hsp). Expression d'un g ne monoall lique Expression d'une seule des deux copies d'un g ne dans un g nome diplo de, se produisant, par exemple, la suite d'une empreinte ou d'une inactivation du chromosome X. anticorps monoclonal Anticorps s cr t par une lign e cellulaire d'hybridome. Parce que l'hybridome est g n r par la fusion d'un seul lymphocyte B avec une seule cellule tumorale, chaque hybridome produit des anticorps qui sont tous identiques. (Page 444) monocyte Type de globule blanc qui quitte la circulation sanguine et se transforme en macrophage dans les tissus. (Figure 22 27) GTPase monom re Enzyme sous-unit unique qui convertit le GTP en GDP ( galement appel e petites prot ines monom res de liaison au GTP). Alterne entre une forme active li e au GTP et une forme inactive li e au GDP, et agit fr quemment comme un interrupteur mol culaire dans les voies de signalisation intracellulaires. morphogen Mol cule de signal diffusible qui peut imposer un motif un champ de cellules en amenant les |
Biologie moléculaire de la cellule | cellules de diff rents endroits adopter diff rents destins. (Figure 21 8) morphogen se Processus de d veloppement dans lequel les cellules subissent des mouvements et des d formations afin de s'assembler en tissus et organes de formes et de tailles sp cifiques. prot ine motrice Prot ine qui utilise l' nergie d riv e de l'hydrolyse du nucl oside triphosphate pour se propulser le long d'une trajectoire lin aire (prot ine, filament ou autre mol cule polym re). Contr le de la d gradation de l'ARNm R gulation par une cellule de l'expression g nique en pr servant ou en d truisant s lectivement certaines mol cules d'ARNm dans le cytoplasme. mTOR La version mammif re de la grande prot ine kinase appel e TOR, impliqu e dans la signalisation cellulaire ; mTOR existe en deux complexes multiprot iques fonctionnellement distincts. Ph nom ne observ dans lequel des cellules expos es un m dicament anticanc reux d veloppent une r sistance non seulement ce m dicament, mais aussi d'autres m dicaments auxquels elles n'ont jamais t expos es. prot ine multir sistante (MDR) Type de prot ine de transport ABC qui peut pomper des m dicaments hydrophobes (tels que certains m dicaments anticanc reux) hors du cytoplasme des cellules eucaryotes. Prot ine membranaire multipasse Prot ine membranaire dans laquelle la cha ne polypeptidique traverse la bicouche lipidique plus d'une fois. (Figure 10 17) corps multiv siculaires Interm diaires dans le processus de maturation de l'endosome ; endosomes pr coces qui sont en passe de devenir des endosomes tardifs. mutation Modification h r ditaire de la s quence nucl otidique d'un chromosome. (Panel 8 2, pp. 486 487) taux de mutation La vitesse laquelle les changements (mutations) se produisent dans les s quences d'ADN. Relation cologique entre les microbes et leur h te, dont b n ficient la fois le microbe et l'h te. Myc Prot ine r gulatrice de transcription qui est activ e lorsqu'une cellule est stimul e pour cro tre et se diviser par des signaux extracellulaires. Il active la transcription de nombreux g nes, y compris ceux qui stimulent la croissance cellulaire. (Figure 17 61) gaine de my line Couche isolante d'une membrane cellulaire sp cialis e enroul e autour des axones des vert br s. Produit par les oligodendrocytes du syst me nerveux central et par les cellules de Schwann dans le syst me nerveux p riph rique. (Figure 11 33) cellule my lo de Tout globule blanc autre qu'un lymphocyte. (Figure 22 31) myoblaste Cellule pr curseur musculaire mononucl e, indiff renci e. Une cellule musculaire squelettique est form e par la fusion de plusieurs myoblastes. (Figure 22 19) myofibrille Faisceau long, hautement organis d'actine, de myosine et d'autres prot ines dans le cytoplasme des cellules musculaires qui se contracte par un m canisme de filament coulissant. myosine Type de prot ine motrice qui utilise l' nergie de l'hydrolyse de l'ATP pour se d placer le long des filaments d'actine. Pompe Na+-K+ (Na+-K+ ATPase) Prot ine porteuse transmembranaire pr sente dans la membrane plasmique de la plupart des cellules animales qui pompe le Na+ hors et le K+ dans la cellule, en utilisant l' nergie d riv e de l'hydrolyse de l'ATP. (Figure 11 15) NAD+/NADH (nicotinamide ad nine dinucl otide/nicotinamide ad nine dinucl otide) Syst me porteur d' lectrons qui participe aux r actions d'oxydor duction, telles que l'oxydation des mol cules alimentaires. Le NAD+ accepte l' quivalent d'un ion hydrure (H , un proton plus deux lectrons) pour devenir le porteur activ du NADH. Le NADH form fait don de ses lectrons de haute nergie au processus de phosphorylation oxydative g n rateur d'ATP. (Figure 2 36) Complexe NADH d shydrog nase Premi re des trois pompes protons entra n es par des lectrons dans la cha ne respiratoire mitochondriale, galement connue sous le nom de complexe I. Il accepte les lectrons du NADH et les transmet un quinone. (Figure 14 18) NADP+/NADPH (nicotinamide ad nine dinucl otide phosphate/nicotinamide ad nine dinucl otide phosphate r duit) Syst me de transport d' lectrons troitement apparent au NAD+/NADH, mais utilis presque exclusivement dans les voies biosynth tiques r ductrices, plut t que cataboliques. (Figure 2 36) cellule na ve En immunologie : lymphocyte T ou B qui prolif re et se diff rencie en cellule effectrice ou cellule m moire lorsqu'il rencontre pour la premi re fois son antig ne tranger sp cifique. (Figure 24 17) cellule tueuse naturelle (cellule NK) Cellule cytotoxique du syst me immunitaire inn qui peut tuer les cellules infect es par le virus et certaines cellules canc reuses. Lymphocyte T r gulateur naturel Lymphocyte T r gulateur (cellule Treg) qui se d veloppe dans le thymus et aide maintenir l'autotol rance. S lection n gative Processus par lequel les thymocytes exprimant un r cepteur de lymphocytes T avec une forte affinit pour un peptide du soi li une prot ine du CMH du soi sont limin s par apoptose. Technique de microscopie |
Biologie moléculaire de la cellule | lectronique permettant de voir les d tails fins des macromol cules isol es. Les chantillons sont pr par s de telle sorte qu'une tr s fine pellicule de sel de m taux lourds recouvre partout, sauf l o elle est exclue par la pr sence de macromol cules, qui permettent aux lectrons de passer travers, cr ant une image inverse ou n gative de la mol cule. quation de Nernst quation qui calcule le potentiel lectrique (tension) g n r par les diff rences de concentrations d'ions travers une membrane. Netrine Prot ine signal, s cr t e par les cellules de la plaque de plancher du tube neural, responsable de l'attraction des c nes de croissance des axones commissuraux vers et travers la ligne m diane. Cr te neurale Collection de cellules situ es le long de la ligne o le tube neural se d tache de l' piderme environnant dans l'embryon de vert br . Les cellules de la cr te neurale migrent pour donner naissance une vari t de tissus, y compris les neurones et la glie du syst me nerveux p riph rique, les cellules pigmentaires de la peau et les os du visage et des m choires. (Figure 19 8) Carte neuronale Cartographie r guli re de neurones de type similaire d'un territoire un autre, de sorte qu'il y a des projections ordonn es d'un ensemble de neurones sur un autre. tube neural Tube d'ectoderme qui formera le cerveau et la moelle pini re d'un embryon de vert br . (Figure 21-56) neurofilament Type de filament interm diaire pr sent dans les cellules nerveuses. (Figure 16 72) jonction neuromusculaire Synapse chimique sp cialis e entre la terminaison axonale d'un motoneurone et une cellule musculaire squelettique. (Figure 11 37) neurone (cellule nerveuse) Cellule conductrice d'impulsion du syst me nerveux, avec des processus tendus sp cialis s pour recevoir, conduire et transmettre des signaux. (Figures 11 28 et 21 66) sp cificit neuronale Non- quivalence entre les neurones ; Une caract ristique intrins que qui guide les axones vers leurs sites cibles appropri s. neurotransmetteur Petite mol cule de signal s cr t e par la cellule nerveuse pr synaptique au niveau d'une synapse chimique pour relayer le signal la cellule postsynaptique. Les exemples incluent l'ac tylcholine, le glutamate, le GABA, la glycine et de nombreux neuropeptides. facteur neurotrophique Facteur lib r en quantit s limit es par un tissu cible dont les neurones innervant ce tissu ont besoin pour survivre. neurotrophine Famille de prot ines signaux qui favorisent la survie et la croissance de classes sp cifiques de neurones. neutrophile Globule blanc sp cialis dans l'absorption de mati res particulaires par phagocytose. P n tre dans les tissus qui s'infectent ou s'enflamment. (Figure 24 5) Prot ine NF B R gulateur de transcription latent qui est activ par diverses voies de signalisation intracellulaires lorsque les cellules sont stimul es lors de r ponses immunitaires, inflammatoires ou de stress. A galement des r les importants dans le d veloppement animal. (Figure 15 62) Oxyde nitrique (NO) Mol cule de signal gazeux largement utilis e dans la communication cellule-cellule chez les animaux et les plantes. (Figure 15 40) fixation de l'azote Processus biochimique r alis par certaines bact ries qui r duit l'azote atmosph rique (N2) en ammoniac, conduisant finalement divers m tabolites contenant de l'azote. R cepteur NMDA Sous-classe du canal ionique d pendant du glutamate dans le syst me nerveux central des mammif res critique pour la potentialisation long terme et la d pression long terme. Les canaux r cepteurs NMDA sont doublement ferm s, ne s'ouvrant que lorsque le glutamate est li au r cepteur et, simultan ment, la membrane est fortement d polaris e. NO synthase (NOS) Enzyme qui synth tise l'oxyde nitrique (NO) par d samination de l'arginine. (Figure 15 40B) R cepteurs de type NOD (NLR) Grande famille de r cepteurs de reconnaissance de formes (PRR) avec des motifs r p t s riches en leucine ; Ils sont exclusivement cytoplasmiques et reconnaissent un ensemble distinct de mol cules microbiennes. Cadh rines non classiques Grande famille de cadh rines dont la s quence est plus loign e que celle des cadh rines classiques et qui comprend des prot ines impliqu es dans l'adh sion (y compris les protocadh rines, les desmocoulines et les desmogl ines) et la signalisation. ARN non codant Mol cule d'ARN qui est le produit final d'un g ne et qui ne code pas pour une prot ine. Ces ARN servent de composants enzymatiques, structurels et r gulateurs pour une grande vari t de processus dans la cellule. non-disjonction v nement survenant occasionnellement au cours de la m iose dans lequel une paire de chromosomes homologues ne parvient pas se s parer, de sorte que la cellule germinale r sultante a trop ou trop peu de chromosomes. virus non envelopp Virus constitu d'un noyau d'acide nucl ique et d'une capside prot ique uniquement. (Figure 23 18C,D) jonction d'extr mit s non homologues M canisme de r paration de l'ADN pour l |
Biologie moléculaire de la cellule | es cassures double brin dans lequel les extr mit s bris es de l'ADN sont rassembl es et r unies par ligature de l'ADN, g n ralement avec la perte d'un ou plusieurs nucl otides au site de jonction. r trotransposons non r troviraux Type d' l ment transposable qui se d place en tant d'abord transcrit en une copie d'ARN qui est convertie en ADN par transcriptase inverse, puis ins r e ailleurs dans le g nome. Le m canisme d'insertion diff re de celui des transposons de type r troviral. (Tableau 5 4, p. 288) D sint gration de l'ARNm m di e par le non-sens M canisme de d gradation des ARNm aberrants contenant des codons d'arr t internes avant qu'ils ne puissent tre traduits en prot ines. (Figure 6 76) flore normale Le microbiote humain est compos d'environ 1014 cellules bact riennes, fongiques et protozoaires, repr sentant des milliers d'esp ces microbiennes. Prot ine r ceptrice transmembranaire Notch (et r gulateur de transcription latent) impliqu e dans de nombreux choix de destin cellulaire dans le d veloppement animal, par exemple dans la sp cification des cellules nerveuses de l' pith lium ectodermique. Ses ligands sont des prot ines de surface cellulaire telles que Delta et Serrate. (Figure 15 59) ATPase hexam rique NSF qui d sassemble un complexe d'un v-SNARE et d'un t-SNARE. (Figure 13 20) enveloppe nucl aire Membrane double (deux bicouches) entourant le noyau. Se compose d'une membrane externe et d'une membrane interne et est perfor par des pores nucl aires. La membrane externe est continue avec le r ticulum endoplasmique. (Figures 4-9 et 12-7) Les r cepteurs d'exportation nucl aire se lient la fois au signal d'exportation et aux prot ines du complexe des pores nucl aires pour guider leur cargaison travers le complexe des pores nucl aires jusqu'au cytosol. signal de tri contenu dans la structure des mol cules et des complexes, tels que les RNP nucl aires et les nouvelles sous-unit s ribosomiques, qui sont transport s du noyau au cytosol travers des complexes de pores nucl aires. (Figure 12 13) R cepteurs d'importation nucl aire Reconna tre les signaux de localisation nucl aire pour initier l'importation nucl aire de prot ines contenant le signal de localisation nucl aire appropri . lamine nucl aire Sous-unit prot ique des filaments interm diaires qui forment la lame nucl aire. Maillage fibreux de prot ines sur la surface interne de la membrane nucl aire interne. Il est constitu d'un r seau de filaments interm diaires form s partir de lamines nucl aires. signal de localisation nucl aire (NLS) S quence de signal ou patch de signal trouv dans les prot ines destin es au noyau qui permet leur transport s lectif dans le noyau partir du cytosol travers les complexes de pores nucl aires. (Figures 12-9 et 12-13) La spectroscopie par r sonance magn tique nucl aire (RMN) La RMN est l'absorption r sonante du rayonnement lectromagn tique une fr quence sp cifique par des noyaux atomiques dans un champ magn tique, en raison de l'inversion de l'orientation de leurs moments dipolaires magn tiques. Le spectre RMN fournit des informations sur l'environnement chimique des noyaux. La RMN est largement utilis e pour d terminer la structure tridimensionnelle des petites prot ines et d'autres petites mol cules. Les principes de la RMN sont galement utilis s des fins de diagnostic m dical en imagerie par r sonance magn tique (IRM). (Figure 8 22) complexe de pores nucl aires (NPC) Grande structure multiprot ique formant un canal aqueux (le pore nucl aire) travers l'enveloppe nucl aire qui permet aux mol cules s lectionn es de se d placer entre le noyau et le cytoplasme. (Figure 12 8) superfamille des r cepteurs nucl aires R cepteurs intracellulaires pour les mol cules de signal hydrophobes telles que les hormones st ro des et thyro diennes et l'acide r tino que. Le complexe r cepteur-ligand agit comme un facteur de transcription dans le noyau. (Figure 15 65) R cepteur de transport nucl aire (caryoph rine) Prot ine qui escorte les macromol cules l'int rieur ou l'ext rieur du noyau : r cepteur d'importation nucl aire ou r cepteur d'exportation nucl aire. (Figure 12 13) nucl ole Structure pro minente dans le noyau o l'ARNr est transcrit et les sous-unit s ribosomales sont assembl es. (Figure 4 9) nucl oporine L'une des nombreuses prot ines qui composent les complexes de pores nucl aires. Nucl osome Structure en forme de perle dans la chromatine eucaryote, compos e d'une courte longueur d'ADN enroul e autour d'un noyau octam rique de prot ines d'histones. L'unit structurelle fondamentale de la chromatine. (Figures 4 22 et 4 23) Nucl otide Nucl otide avec un ou plusieurs groupes phosphate joints dans des liaisons esters la fraction sucre. L'ADN et l'ARN sont des polym res de nucl otides. (Panneau 2-6, pp. 100-101) r paration par excision de nucl otides Type de r paration de l'ADN qui corrige les dommages de la double h lice de l'ADN, tels que ceux caus s par les produits chimiques ou la lum |
Biologie moléculaire de la cellule | i re UV, en d coupant la r gion endommag e sur un brin et en la resynth tisant en utilisant le brin non endommag comme mod le. Comparer la r paration par excision de base. (Figure 5 41) Glycosylation li e O Addition d'un ou plusieurs sucres un groupe hydroxyle sur une prot ine. agents pathog nes obligatoires Bact ries qui ne peuvent se r pliquer qu' l'int rieur de leur h te. r cepteurs olfactifs R cepteurs coupl s aux prot ines G sur les cils modifi s des neurones r cepteurs olfactifs qui reconnaissent les odeurs. Les r cepteurs activent l'ad nylyl cyclase via une prot ine G olfactive sp cifique (Golf) et l'augmentation r sultante des canaux cationiques cycliques ouverts de l'AMPc, permettant l'influx de Na+, la d polarisation et l'initiation d'un influx nerveux. Cellule gliale du syst me nerveux central des vert br s qui forme une gaine de my line autour des axones. Comparer cellule de Schwann. oncog ne G ne alt r dont le produit peut agir de mani re dominante pour aider rendre une cellule canc reuse. En r gle g n rale, un oncog ne est une forme mutante d'un g ne normal (proto-oncog ne) impliqu dans le contr le de la croissance ou de la division cellulaire. (Figure 20 17) cadre de lecture ouvert (ORF) S quence nucl otidique continue exempte de codons d'arr t dans au moins un des trois cadres de lecture (et donc avec le potentiel de coder pour une prot ine). agents pathog nes opportunistes Microbes de la flore normale qui ne peuvent provoquer des maladies que si le syst me immunitaire est affaibli ou s'ils acc dent une partie normalement st rile du corps. Utilisation de la channelrhodopsine g n tiquement modifi e et d'autres canaux et transporteurs ioniques sensibles la lumi re pour moduler la fonction des neurones et donc analyser les neurones et les circuits sous-jacents des fonctions complexes, y compris les comportements chez des animaux entiers. (Figure 11 32) organite Compartiment subcellulaire ou grand complexe macromol culaire, souvent entour d'une membrane, qui a une structure, une composition et une fonction distinctes. Des exemples sont le noyau, le nucl ole, la mitochondrie, l'appareil de Golgi et les centrosomes. (Figure 1 25) Organisateur Tissu sp cialis au niveau de la l vre dorsale du blastopore chez un embryon d'amphibien ; Une source de signaux qui aident orchestrer la formation de l'axe du corps embryonnaire. complexe de reconnaissance de l'origine (ORC) : Grand complexe prot ique li l'ADN l'origine de la r plication dans les chromosomes eucaryotes tout au long du cycle cellulaire. (Figure 5 31) orthologues G nes ou prot ines d'esp ces diff rentes dont la s quence est similaire parce qu'ils sont les descendants du m me g ne chez le dernier anc tre commun de ces esp ces. Comparez les paralogues. (Figure 1 21) ost oblaste Cellule qui s cr te la matrice de l'os. (Figure 22 14) ost oclaste Cellule semblable un macrophage qui rode l'os, ce qui lui permet d' tre remodel pendant la croissance et en r ponse aux stress tout au long de la vie. (Figure 22 16) ost ocyte Cellule non divisible dans l'os qui se d veloppe partir d'un ost oblaste et est int gr e dans la matrice osseuse. (Figure 22 14) membrane externe Membrane mitochondriale en contact avec le cytosol. membrane mitochondriale externe Membrane qui s pare l'organite du cytosol. membrane nucl aire externe L'une des deux membranes concentriques constituant l'enveloppe nucl aire ; entoure la membrane nucl aire interne et est en continuit avec la membrane nucl aire interne et la membrane du r ticulum endoplasmique. Translocateur prot ique dans la membrane mitochondriale interne qui m die l'insertion des prot ines de la membrane interne. oxydation (verbe oxyder) Perte d' lectrons d'un atome, comme cela se produit lors de l'ajout d'oxyg ne une mol cule ou lorsqu'un hydrog ne est retir . Oppos de la r duction. (Figure 2 20) Phosphorylation oxydative Processus chez les bact ries et les mitochondries dans lequel la formation d'ATP est entra n e par le transfert d' lectrons travers la cha ne de transport d' lectrons vers l'oxyg ne mol culaire. Implique la g n ration interm diaire d'un gradient de protons (gradient de pH) travers une membrane et un couplage chimiosmotique de ce gradient l'ATP synthase. (Figures 14 12) Phosphorylation oxydative Processus chez les bact ries et les mitochondries dans lequel la formation d'ATP est entra n e par le transfert d' lectrons travers la cha ne de transport d' lectrons vers l'oxyg ne mol culaire. Implique la g n ration interm diaire d'un gradient de protons lectrochimiques travers une membrane et un couplage chimiosmotique de ce gradient l'ATP synthase. (Figure 14 10) Pompes de type P Classe de pompes entra n es par l'ATP comprenant des prot ines transmembranaires multipasses structurellement et fonctionnellement apparent es qui se phosphorylent elles-m mes pendant le cycle de pompage. La classe comprend de nombreuses pompes ioniques responsables de l |
Biologie moléculaire de la cellule | a mise en place et du maintien des gradients de Na+, K+, H+ et Ca2+ travers les membranes cellulaires. (Figure 11 12) p53 Prot ine r gulatrice de la transcription qui est activ e par des dommages l'ADN et qui est impliqu e dans le blocage de la progression ult rieure dans le cycle cellulaire. (Figures 20-37 et 20-40) p53 G ne suppresseur de tumeur mut dans environ la moiti des cancers humains. Code un r gulateur de transcription qui est activ par les dommages l'ADN et qui est impliqu dans le blocage de la progression ult rieure dans le cycle cellulaire. (Figure 20 27) G ne de la r gle de paire Dans le d veloppement de la drosophile, g ne exprim par une s rie de bandes transversales r guli res le long du corps de l'embryon et qui aide d terminer ses segments. (Figure 21 19) Appariement Dans la m iose, l'alignement des deux chromosomes homologues sur leur longueur. (Figure 17-54) papillomavirus Classe de virus responsables des verrues humaines et un excellent exemple de virus tumoraux ADN, tant une cause de cancer du col de l'ut rus. Communication intercellulaire courte port e via des mol cules de signal s cr t es qui agissent sur les cellules voisines. (Figure 15 2) paralogues G nes ou prot ines dont la s quence est similaire parce qu'ils sont le r sultat d'un v nement de duplication de g ne survenant dans un organisme ancestral. Ceux de deux organismes diff rents sont moins susceptibles d'avoir la m me fonction que les orthologues. Comparez les orthologues. (Figure 1 21) parasitisme Relation cologique entre les microbes et leur h te dans laquelle le microbe profite au d triment de l'h te, comme c'est souvent le cas pour les agents pathog nes. passagers Mutations qui se sont produites dans la m me cellule que les mutations conductrices, mais qui ne sont pas pertinentes pour le d veloppement du cancer. Transport passif (diffusion facilit e) Transport d'un solut travers une membrane le long de son gradient de concentration ou de son gradient lectrochimique, en utilisant uniquement l' nergie stock e dans le gradient. (Figure 11 4) Enregistrement par patch-clamp Technique lectrophysiologique dans laquelle une minuscule pointe d' lectrode est scell e sur un patch de membrane cellulaire, permettant ainsi d'enregistrer le flux de courant travers des canaux ioniques individuels dans le patch. (Figure 11 34) La prot ine transmembranaire patch e devrait traverser la membrane plasmique 12 fois ; une grande partie se trouve dans les v sicules intracellulaires et une partie la surface des cellules o elle se lie la prot ine Hedgehog. agent pathog ne (adjectif pathog ne) Un organisme, une cellule, un virus ou un prion qui cause une maladie. Mol cules associ es des microbes, non pr sentes ou s questr es dans l'organisme h te, qui se produisent souvent sous forme de motifs r p titifs reconnus par les r cepteurs de reconnaissance de motifs (PRR) dans ou sur les cellules du syst me immunitaire inn . Les PAMP sont pr sents dans diverses mol cules microbiennes, notamment les acides nucl iques, les lipides, les polysaccharides et les prot ines. r cepteur de reconnaissance de formes (PRR) R cepteur pr sent sur ou dans les cellules du syst me immunitaire inn qui reconna t et est activ par les motifs mol culaires associ s aux agents pathog nes microbiens (PAMP). Domaine de liaison aux prot ines PDZ pr sent dans de nombreuses prot ines d' chafaudage, et souvent utilis comme site d'amarrage pour les queues intracellulaires des prot ines transmembranaires. (Figure 19 22) pectine M lange de polysaccharides riches en acide galacturonique qui forme une matrice hautement hydrat e dans laquelle la cellulose est int gr e dans les parois cellulaires v g tales. (Figure 19 63) Organe lympho de p riph rique (secondaire) Organe lympho de dans lequel les lymphocytes T et les lymphocytes B interagissent et r pondent des antig nes trangers. Les exemples sont la rate, les ganglions lymphatiques et les organes lympho des associ s aux muqueuses. (Figure 24 12) Les peroxines Forment un translocateur de prot ines qui participe l'importation de prot ines dans les peroxysomes. peroxysome Petit organite d limit par une membrane qui utilise l'oxyg ne mol culaire pour oxyder les mol cules organiques. Contient certaines enzymes qui produisent et d'autres qui d gradent le peroxyde d'hydrog ne (H2O2). (Figure 12 27) chelle de pH Mesure commune de l'acidit d'une solution : p fait r f rence la puissance 10, H l'hydrog ne. D fini comme le logarithme n gatif de la concentration en ions hydrog ne en moles par litre (M). pH = log [H+]. Ainsi, une solution de pH 3 contiendra 10 3 M d'ions hydrog ne. Un pH inf rieur 7 est acide et un pH sup rieur 7 est alcalin. phagocytose Processus par lequel des cellules ind sirables, des d bris et d'autres particules volumineuses sont endocytos es ( mang es ) par une cellule. Pro minent dans les cellules carnivores, telles que Amoeba proteus, et dans les |
Biologie moléculaire de la cellule | macrophages et les neutrophiles des vert br s. Du grec phagein, manger. phagosome Grande v sicule enferm e dans une membrane intracellulaire qui se forme la suite d'une phagocytose. Contient du mat riel extracellulaire ing r . (Figure 13 61) Variation de phase La commutation al atoire du ph notype et de l'expression des prot ines impliqu es dans l'infection des fr quences beaucoup plus lev es que les taux de mutation. Microscope contraste de phase Type de microscope optique qui exploite les effets d'interf rence qui se produisent lorsque la lumi re traverse un mat riau d'indices de r fraction diff rents. Utilis pour visualiser des cellules vivantes. (Figure 9 7) ph notype Caract re observable (y compris l'apparence physique et le comportement) d'une cellule ou d'un organisme. (Panel 8 2, p. 486) phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate [PI(4,5)P2, PIP2] Phospholipide d'inositol membranaire (un phosphoinositide) qui est cliv par la phospholipase C en IP3 et en diacylglyc rol au d but de la voie de signalisation du phospholipide d'inositol. Il peut galement tre phosphoryl par la PI 3-kinase pour produire des sites d'amarrage PIP3 pour les prot ines de signalisation dans la voie de signalisation PI-3-kinase-Akt. (Figures 15 28 et 15 53) phosphoglyc ride Phospholipide d riv du glyc rol, abondant dans les biomembranes. (Figures 10-2 et 10-3) phosphoinositide Lipide contenant un d riv phosphoryl de l'inositol. Composant mineur de la membrane plasmique, mais important pour le marquage des diff rentes membranes et pour la transduction du signal intracellulaire dans les cellules eucaryotes. (Figure 15 52) phosphoinositide 3-kinase (PI 3-kinase) Enzyme li e la membrane qui est un composant de la voie de signalisation intracellulaire PI-3-kinase-Akt. Il phosphoryle le phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate en position 3 sur le cycle inositol pour produire des sites d'amarrage PIP3 dans la membrane pour d'autres prot ines de signalisation intracellulaires. (Figure 15 53) phosphoinositides (PIP ; phosphates de phosphatidylinositol Lipide contenant un d riv phosphoryl de l'inositol. Composant mineur de la membrane plasmique, mais important pour le marquage des diff rentes membranes et pour la transduction du signal intracellulaire dans les cellules eucaryotes. (Figure 13 10) phospholipase C (PLC) Enzyme membranaire qui clive les phospholipides d'inositol pour produire IP3 et diacylglyc rol dans la voie de signalisation des phospholipides d'inositol. PLC est activ par les RCPG via des prot ines G sp cifiques, tandis que PLC est activ par les RTK. (Figure 15 55) phospholipide Principale cat gorie de lipides utilis s pour construire les biomembranes. G n ralement compos de deux acides gras li s par le phosphate de glyc rol (ou sphingosine) l'un des divers groupes polaires. (Figure 10 3, et Panel 2 5, p. 98 99) phosphorylation R action dans laquelle un groupe phosphate est coupl de mani re covalente une autre mol cule. photoactivation Technique d' tude des processus intracellulaires dans laquelle une forme inactive d'une mol cule d'int r t est introduite dans la cellule, puis activ e par un faisceau de lumi re focalis un endroit pr cis de la cellule. (Figure 9 28) centre de r action photochimique Partie d'un photosyst me qui convertit l' nergie lumineuse en nergie chimique lors de la photosynth se. (Figure 14 44) R actions photosynth tiques de transfert d' lectrons R actions induites par la lumi re dans la photosynth se dans lesquelles les lectrons se d placent le long d'une cha ne de transport d' lectrons dans une membrane, g n rant de l'ATP et du NADPH. photosyst me Complexe multiprot ique impliqu dans la photosynth se qui capte l' nergie de la lumi re du soleil et la convertit en formes d' nergie utiles : un centre de r action plus une antenne (Figure 14 45) phototropine Photoprot ine associ e la membrane plasmique v g tale qui d tecte la lumi re bleue et est en partie responsable du phototropisme. phragmoplaste Structure compos e de microtubules et de filaments d'actine qui se forme dans le plan prospectif de division d'une cellule v g tale et guide la formation de la plaque cellulaire. (Figure 17 49) phytochrome Photoprot ine v g tale qui d tecte la lumi re par l'interm diaire d'un chromophore absorbant la lumi re attach de mani re covalente, qui change de forme en r ponse la lumi re, puis induit un changement dans la conformation de la prot ine. Les phytochromes v g taux sont des s rine/thr onine kinases dim riques, cytoplasmiques, qui r agissent de mani re diff rentielle et r versible aux lumi re rouge lointaine pour modifier le comportement cellulaire. Voie PI-3-kinase-Akt Voie de signalisation intracellulaire qui stimule la survie et la croissance des cellules animales. (Figure 15 53) pinocytose Litt ralement, boire des cellules . Type d'endocytose dans lequel les mat riaux solubles sont continuellement pr lev s de l'environnement dans de petites v sicules et d plac s da |
Biologie moléculaire de la cellule | ns les endosomes avec les mol cules li es la membrane. Comparer la phagocytose. (Figure 13 48) piARN (ARN interagissant avec piwi) Classe de petits ARN non codants fabriqu s dans la lign e germinale qui, en complexe avec les prot ines Piwi, contr lent le mouvement des l ments transposables en r duisant au silence transcriptionnellement les g nes du transposon et en d truisant les ARN produits par eux. Polarit cellulaire planaire Type d'asym trie cellulaire observ e dans certains pith liums, de sorte que chaque cellule a un vecteur de polarit orient dans le plan de l' pith lium. (Figure 21 51) R gulateur de croissance des plantes (hormone v g tale) Mol cule signal qui aide coordonner la croissance et le d veloppement. Des exemples sont l' thyl ne, les auxines, les gibb rellines, les cytokinines, l'acide abscissique et les brassinost ro des. membrane plasmique La membrane qui entoure une cellule vivante. (Figure 10 1) vecteur plasmidique Petites mol cules circulaires d'ADN double brin d riv es de plasmides naturellement pr sents dans les cellules bact riennes ; Largement utilis pour le clonage de g nes. plasmodesma (pluriel plasmodesmata) quivalent v g tal d'une jonction lacunaire. Jonction cellule-cellule communicante chez les plantes chez lesquelles un canal de cytoplasme tapiss de membrane plasmique relie deux cellules adjacentes par un petit pore dans leurs parois cellulaires. plaquette Fragment cellulaire, d pourvu de noyau, qui se d tache d'un m gacaryocyte dans la moelle osseuse et se trouve en grand nombre dans la circulation sanguine. Aide initier la coagulation du sang lorsque les vaisseaux sanguins sont bless s. (Figure 22 29) domaine d'homologie de la pleckstrine (domaine PH) Domaine prot ique pr sent dans certaines prot ines de signalisation intracellulaires. Certains domaines PH dans les prot ines de signalisation intracellulaire se lient au phosphatidylinositol 3,4,5-trisphosphate produit par la PI 3-kinase, apportant la prot ine de signalisation la membrane plasmique lorsque la PI 3- kinase est activ e. pluripotent D crit une cellule qui a le potentiel de donner naissance tous ou presque tous les types de cellules du corps adulte. polaris dans les pith liums, que l'extr mit basale d'une cellule, adh rente la lame basale inf rieure, diff re de l'extr mit apicale, expos e au milieu sup rieur ; Ainsi, tous les pith liums et leurs cellules individuelles sont structurellement polaris s. Groupe Polycomb Ensemble de prot ines critiques pour la m moire cellulaire de certains g nes. Ils forment des complexes dans le cadre de la chromatine du complexe Hox, o ils maintiennent un tat refoul dans les cellules o les g nes Hox n'ont pas t activ s. R action en cha ne par polym rase (PCR) Technique permettant d'amplifier des r gions sp cifiques de l'ADN l'aide d'amorces sp cifiques une s quence et de plusieurs cycles de synth se de l'ADN, chaque cycle tant suivi d'un bref traitement thermique pour s parer les brins compl mentaires. (Figure 8 36) polymorphismes D crit des s quences g nomiques qui coexistent sous la forme de deux variantes de s quence ou plus une fr quence lev e dans une population. polypeptide Polym re lin aire d'acides amin s. Les prot ines sont de grands polypeptides, et les deux termes peuvent tre utilis s de mani re interchangeable. (Panel 3 1, pp. 112 113) squelette polypeptidique S quence r p titive d'atomes le long du noyau de la cha ne polypeptidique. ARNm polyribosomique engag avec plusieurs ribosomes dans l'acte de traduction. chromosome polyt ne Chromosome g ant dans lequel l'ADN a subi une r plication r p t e et les nombreuses copies sont rest es ensemble dans un alignement pr cis. (Figures 4 50 et 4 51) porine Prot ines formant des canaux des membranes externes des bact ries, des mitochondries et des chloroplastes. Alt ration de l'expression g nique r sultant d'un changement de position du g ne par rapport d'autres domaines chromosomiques, en particulier les domaines h t rochromatiques. Lorsqu'un g ne actif est plac c t de l'h t rochromatine, l'influence inactivatrice de l'h t rochromatine peut se propager pour affecter le g ne un degr variable, donnant lieu une panachure effet de position. (Figure 4 31) valeur de position Enregistrement interne d'une cellule de ses informations de position dans un organisme multicellulaire ; Un caract re intrins que qui diff re selon l'emplacement d'une cellule. M canisme de contr le par lequel le produit final d'une r action ou d'une voie stimule sa propre production ou activation. En immunologie : processus de maturation des thymocytes dans lequel les thymocytes exprimant un r cepteur de lymphocytes T avec une affinit appropri e pour un peptide du soi li une prot ine du CMH du soi sont signal s pour survivre et poursuivre leur d veloppement. contr les post-transcriptionnels Tout contr le sur l'expression g nique qui est exerc un stade apr s le d but de la transcription. |
Biologie moléculaire de la cellule | (Figure 7 54) post-traductionnel Se produisant apr s l'ach vement de la traduction. bande circonf rentielle de microtubules et de filaments d'actine qui se forme autour d'une cellule v g tale sous la membrane plasmique avant la mitose et la division cellulaire. (Figure 17 49) complexe pr r plicatif (pr RC) Complexe multiprot ique qui est assembl aux origines de la r plication au cours de la mitose tardive et des phases G1 pr coces du cycle cellulaire ; une condition pr alable l'obtention d'une licence pour l'assemblage d'un complexe de pr -initiation, et l'initiation ult rieure de la r plication de l'ADN. (Figures 17-17 et 17-18) paroi cellulaire primaire Premi re paroi cellulaire produite par une cellule v g tale en d veloppement ; Il est mince et flexible, ce qui laisse de la place pour la croissance cellulaire. (Figure 19 63) cil primaire. Cil court, unique, non mobile, d pourvu de dyn ine, qui na t d'un centriole et se projette la surface de nombreux types de cellules animales. Certaines prot ines de signalisation sont concentr es dans le cil primaire. (Figure 15 38) r pertoire d'IgIg primaires Les milliards de mol cules d'immunoglobulines IgM et IgD fabriqu es par les lymphocytes B d'un syst me immunitaire adaptatif en l'absence de stimulation antig nique. R ponse immunitaire primaire R ponse immunitaire adaptative un antig ne qui se produit lors de la premi re rencontre avec cet antig ne. (Figure 24 16) Agents pathog nes primaires Agents pathog nes qui peuvent provoquer une maladie manifeste chez la plupart des personnes en bonne sant . Certains provoquent des infections pid miques aigu s et potentiellement mortelles et se propagent rapidement entre les h tes ; D'autres agents pathog nes primaires potentiels peuvent infecter de mani re persistante un seul individu pendant des ann es sans provoquer de maladie manifeste, l'h te ignorant souvent qu'il est infect . structure primaire S quence lin aire d'unit s monom res dans un polym re, telle que la s quence d'acides amin s d'une prot ine. tumeur primitive Tumeur au site d'origine o un cancer est apparu pour la premi re fois. Les tumeurs secondaires se d veloppent ailleurs par m tastases. Enc phalopathie spongiforme transmissible, comme la maladie de Kuru et la maladie de Creutzfeldt-Jakob (MCJ) chez l'humain, la tremblante du mouton et l'enc phalopathie spongiforme bovine (ESB, ou maladie de la vache folle ) chez les vaches, qui est caus e et transmise par une prot ine infectieuse anormalement repli e (prion). (Figure 3 33) cytokine pro-inflammatoire Toute cytokine qui stimule une r ponse inflammatoire. mort cellulaire programm e Forme de mort cellulaire dans laquelle une cellule se tue elle-m me en activant un programme de mort intracellulaire. procaryote Micro-organisme unicellulaire dont les cellules n'ont pas de noyau bien d fini et entour d'une membrane. Soit une bact rie, soit un arch on. (Figure 1 17) promoteur S quence nucl otidique de l'ADN laquelle l'ARN polym rase se lie pour commencer la transcription. (Figure 7 17) prot asome Grand complexe prot ique dans le cytosol avec une activit prot olytique qui est responsable de la d gradation des prot ines qui ont t marqu es pour tre d truites par ubiquitylation ou par d'autres moyens. (Figures 6-83 et 6-84) prot ine Principal constituant macromol culaire des cellules. Polym re lin aire d'acides amin s li s entre eux par des liaisons peptidiques dans une s quence sp cifique. (Figure 3 1) contr le de l'activit prot ique L'activation, l'inactivation, la d gradation ou la compartimentation s lectives de prot ines sp cifiques apr s qu'elles ont t fabriqu es. L'un des moyens par lesquels une cellule contr le quelles prot ines sont actives un moment ou un endroit donn dans la cellule. glycosylation des prot ines Processus de transfert d'un seul saccharide ou d'un oligosaccharide pr curseur pr form des prot ines. prot ine kinase Enzyme qui transf re le groupe phosphate terminal de l'ATP un ou plusieurs acides amin s sp cifiques (s rine, thr onine ou tyrosine) d'une prot ine cible. prot ine kinase C (PKC) Ca2+ d pendante de la prot ine kinase qui, lorsqu'elle est activ e par le diacylglyc rol et une augmentation de la concentration de Ca2+ cytosolique, phosphoryle des prot ines cibles sur des r sidus sp cifiques de s rine et de thr onine. (Figure 15 29) prot ine phosphatase Enzyme qui catalyse l' limination du phosphate des acides amin s d'une prot ine cible. sous-unit prot ique Cha ne prot ique individuelle dans une prot ine compos e de plus d'une cha ne. Translocation de prot ines Processus de d placement d'une prot ine travers une membrane. prot ine li e la membrane qui m die le transport d'une autre prot ine travers une membrane. (Figure 12 21) prot ine tyrosine phosphatase Enzyme qui limine les groupes phosphate des r sidus de tyrosine phosphoryl s sur les prot ines. prot oglycane Mol cule constitu e d'une ou plusieurs cha nes de glycosaminoglycanes |
Biologie moléculaire de la cellule | attach es une prot ine centrale. (Figure 19 38) prot omique tude de toutes les prot ines, y compris toutes les formes modifi es de mani re covalente de chacune, produites par une cellule, un tissu ou un organisme. La prot omique tudie souvent les changements dans cet ensemble plus large de prot ines dans le prot ome caus s par des changements dans l'environnement ou par des signaux extracellulaires. proto-oncog ne G ne normal, g n ralement concern par la r gulation de la prolif ration cellulaire, qui peut tre converti en un oncog ne favorisant le cancer par mutation. protofilament Cha ne lin aire de sous-unit s de microtubules jointes bout bout ; Plusieurs protofilaments s'associent les uns aux autres lat ralement pour construire et fournir force et adaptabilit aux microtubules. proton (H+) Particule subatomique charg e positivement qui fait partie d'un noyau atomique. L'hydrog ne a un noyau compos d'un seul proton (H+). force motrice des protons Force exerc e par le gradient lectrochimique de protons qui d place les protons travers une membrane. parasite protozoaire Organisme eucaryote parasite, non photosynth tique, unicellulaire et mobile, par exemple Plasmodium. pseudog ne S quence nucl otidique de l'ADN qui a accumul de multiples mutations qui ont rendu un g ne ancestral inactif et non fonctionnel. Homog nat cellulaire fractionn qui conserve une fonction biologique particuli re de la cellule intacte et dans lequel les r actions biochimiques et les processus cellulaires peuvent tre plus facilement tudi s. La s lection naturelle op re dans une population pour ralentir les modifications du g nome et r duire la divergence en liminant les individus porteurs de mutations d l t res. RT-PCR quantitative (transcription inverse r action en cha ne par polym rase) Technique dans laquelle une population d'ARNm est convertie en ADNc par transcription inverse, et les ADNc sont ensuite amplifi s par PCR. La partie quantitative repose sur une relation directe entre la vitesse laquelle le produit de PCR est g n r et la concentration initiale de l'esp ce d'ARNm d'int r t. structure quaternaire Relation tridimensionnelle des diff rentes cha nes polypeptidiques dans une prot ine multisous-unitaire ou un complexe prot ique. quinone (Q) Petite mol cule porteuse d' lectrons, mobile liposoluble pr sente dans les cha nes respiratoires et photosynth tiques de transport d' lectrons. (Figure 14 17) Cascade Rab Recrutement ordonn de prot ines Rab agissant s quentiellement dans les domaines Rab sur les membranes, ce qui modifie l'identit d'un organite et r attribue la dynamique membranaire. Mol cules qui se lient aux prot ines Rab activ es et li es la membrane et agissent comme m diateurs en aval du transport des v sicules, de l'attache membranaire et de la fusion. La GTPase monom re de la superfamille Ras est pr sente dans les membranes plasmiques et organitaires dans son tat li au GTP, et sous forme de prot ine cytosolique soluble dans son tat li au GDP. Impliqu dans l'attribution de la sp cificit l'amarrage des v sicules. (Tableau 15-5, p. 854) Rac Membre de la famille Rho de GTPases monom res qui r gulent l'actine et les cytosquelettes des microtubules, la progression du cycle cellulaire, la transcription des g nes et le transport membranaire. Rad51 Prot ine eucaryote qui catalyse la synapse des brins d'ADN lors de la recombinaison g n tique. Appel RecA chez E. coli. Ran (prot ine Ran) GTPase monom re de la superfamille Ras pr sente la fois dans le cytosol et le noyau. N cessaire au transport actif des macromol cules dans et hors du noyau travers les complexes de pores nucl aires. (Tableau 15 5, p. 854) ininactivant rapidement le canal K+ Canal K+ neuronal voltage-d pendant, ouvert lorsque la membrane est d polaris e, avec une sensibilit de tension sp cifique et une cin tique d'inactivation qui induisent un taux de d clenchement de potentiel d'action r duit des niveaux de stimulation juste au-dessus du seuil requis, r sultant ainsi en un taux de d clenchement proportionnel l'intensit du stimulus d polarisant. Ras Une petite famille de proto-oncog nes qui sont fr quemment mut s dans les cancers, chacun produisant une GTPase monom re Ras. Ras (prot ine Ras) GTPase monom re de la superfamille Ras qui aide relayer les signaux des r cepteurs tyrosine kinase du r cepteur de surface cellulaire vers le noyau, souvent en r ponse des signaux qui stimulent la division cellulaire. Nomm d'apr s le g ne ras, identifi pour la premi re fois dans les virus qui causent les sarcomes de rat. (Figure 3 67) Grande superfamille de GTPases monom res ( galement appel es petites prot ines de liaison au GTP) dont Ras est le membre prototypique. (Tableau 15-5, p. 854) Prot ines activatrices de la GTPase Ras-GAPs Ras ; augmenter le taux d'hydrolyse du GTP li par Ras, inactivant ainsi Ras. Ras-GEFs Facteurs d' change de nucl otides de ras guanine ; stimuler la dissociation |
Biologie moléculaire de la cellule | du GDP et l'absorption ult rieure du GTP du cytosol, activant ainsi Ras. Voie de signalisation Ras-MAP-kinase Voie de signalisation intracellulaire qui relaie les signaux des r cepteurs activ s tyrosine kinases vers les prot ines effectrices de la cellule, y compris les r gulateurs de transcription dans le noyau. G ne Rb Le g ne qui est d fectueux dans les deux copies chez les personnes atteintes de r tinoblastome ; Son produit prot ique joue un r le central dans le contr le du cycle cellulaire. cadre de lecture Phase au cours de laquelle les nucl otides sont lus par ensembles de trois pour coder une prot ine. Une mol cule d'ARNm peut tre lue dans l'un des trois cadres de lecture, dont un seul donnera la prot ine requise. (Figure 6 49) RecA (prot ine Reca) Prototype d'une classe de prot ines de liaison l'ADN qui catalysent la synapse des brins d'ADN lors de la recombinaison g n tique. (Figure 5 49) r cepteur Toute prot ine qui se lie une mol cule de signal sp cifique (ligand) et initie une r ponse dans la cellule. Certains se trouvent la surface de la cellule, tandis que d'autres sont l'int rieur de la cellule. (Figure 15 3) dition du r cepteur Processus par lequel un lymphocyte B en d veloppement qui reconna t une mol cule du soi modifie ses r cepteurs antig niques de sorte que la cellule ne le fait plus. r cepteur s rine/thr onine kinase R cepteur de surface cellulaire dot d'un domaine de liaison de ligand extracellulaire et d'un domaine kinase intracellulaire qui phosphoryle les prot ines de signalisation sur les r sidus de s rine ou de thr onine en r ponse la liaison de ligand. Le r cepteur TGF en est un exemple. (Figure 15 57) r cepteur tyrosine kinase (RTK) R cepteur de surface cellulaire dot d'un domaine de liaison de ligand extracellulaire et d'un domaine de kinase intracellulaire qui phosphoryle les prot ines de signalisation sur les r sidus de tyrosine en r ponse la liaison de ligand. (Figure 15-43 et Tableau 15-4, p. 850) endocytose m di e par le r cepteur Internalisation des complexes r cepteur-ligand de la membrane plasmique par endocytose. (Figure 13 52) Technologie de l'ADN recombinant Ensemble de techniques par lesquelles des segments d'ADN provenant de diff rentes sources sont combin s pour former un nouvel ADN, souvent appel ADN recombinant. L'ADN recombinant est largement utilis dans le clonage de g nes, dans la modification g n tique d'organismes et dans la production de grandes quantit s de prot ines rares. endosome de recyclage Organite qui fournit une tape interm diaire sur le passage des r cepteurs recycl s vers la membrane cellulaire. R gule l'insertion de certaines prot ines dans la membrane plasmique. (Figure 13 58) Cellule sanguine contenant de l'h moglobine Cellule sanguine de vert br s qui transporte l'oxyg ne vers les tissus et le dioxyde de carbone partir de ceux-ci. Aussi appel rythrocyte. paire redox Paire de mol cules dans laquelle l'une agit en tant que donneur d' lectrons et l'autre en tant qu'accepteur d' lectrons dans une r action d'oxydation-r duction : par exemple, NADH (donneur d' lectrons) et NAD+ (accepteur d' lectrons). (Panel 14 1, p. 765) potentiel redox L'affinit d'une paire redox pour les lectrons, g n ralement mesur e comme la diff rence de tension entre un m lange quimolaire de la paire et une r f rence standard. Le NADH/NAD+ a un faible potentiel redox et l'O2/H2 a un potentiel redox lev (haute affinit pour les lectrons). (Panel 14 1, p. 765) r action redox R action dans laquelle un composant s'oxyde et l'autre r duit ; une r action d'oxydor duction. (Panneau 14-1, p. 765) r duction (verbe r duire) Addition d' lectrons un atome, comme cela se produit lors de l'ajout d'hydrog ne une mol cule biologique ou de l' limination de l'oxyg ne de celle-ci. Oppos de l'oxydation. (Figure 2 20) transport nucl aire r gul M canismes contr lant l'exportation des ARNm du noyau vers le cytosol qui peuvent tre utilis s pour r guler l'expression des g nes. Comprend galement l'importation s lective de prot ines et de mol cules d'ARN dans le noyau. Voie s cr toire r gul e Une deuxi me voie s cr toire que l'on trouve principalement dans les cellules sp cialis es pour s cr ter rapidement des produits la demande, tels que des hormones, des neurotransmetteurs ou des enzymes digestives, dans laquelle les prot ines solubles et d'autres substances sont initialement stock es dans des v sicules s cr toires pour tre lib r es ult rieurement. (Figure 13-62) r gulateur de la signalisation de la prot ine G (RGS) une prot ine GAP qui se lie une prot ine G trim rique et am liore son GTPase, aidant ainsi limiter la signalisation m di e par la prot ine G. (Figure 15 8) Site r gulateur R gion de la surface d'une enzyme laquelle une mol cule r gulatrice se lie et influence ainsi les v nements catalytiques au niveau du site actif s par . Lymphocyte T r gulateur (Treg) Type de lymphocyte T qui supprime le d veloppement, l'activation ou la |
Biologie moléculaire de la cellule | fonction d'autres cellules immunitaires via des cytokines s cr t es ou des prot ines inhibitrices de surface cellulaire. Fourche de r plication R gion en forme de Y d'une mol cule d'ADN r pliquante au niveau de laquelle les deux brins de l'ADN sont s par s et les brins filles se forment. (Figures 5 7 et 5 18) origine de la r plication Localisation sur une mol cule d'ADN laquelle la duplication de l'ADN commence. (Figures 4 19 et 5 23) s nescence cellulaire r plicative Ph nom ne observ dans les cultures cellulaires primaires dans lequel la prolif ration cellulaire ralentit et s'arr te finalement de mani re irr versible. cha ne respiratoire (cha ne de transport d' lectrons) Cha ne de transport d' lectrons pr sente dans la membrane mitochondriale interne qui g n re un gradient lectrochimique travers la membrane qui est utilis e pour piloter la synth se de l'ATP. (Figures 14 4 et 14 10) potentiel de membrane au repos Potentiel lectrique travers la membrane plasmique d'une cellule au repos, c'est- -dire une cellule qui n'a pas t stimul e pour ouvrir des canaux ioniques suppl mentaires que ceux qui sont normalement ouverts. nucl ase de restriction L'une des nombreuses nucl ases qui peuvent cliver une mol cule d'ADN n'importe quel endroit o se produit une courte s quence sp cifique de nucl otides. Largement utilis dans la technologie de l'ADN recombinant. (Figure 8 24) point de restriction Transition importante la fin de G1 dans le cycle cellulaire eucaryote ; engage la cellule entrer dans la phase S. Le terme a t utilis l'origine pour cette transition dans le cycle cellulaire des mammif res ; dans ce livre, nous utilisons le terme Start. (Figure 17 9) r tinoblastome Un type rare de cancer humain provenant de cellules de la r tine de l' il qui sont converties un tat canc reux par un nombre inhabituellement faible de mutations. Des tudes sur le r tinoblastome ont conduit la d couverte du premier g ne suppresseur de tumeur. prot ine de r tinoblastome (prot ine Rb) Prot ine suppressive de tumeur impliqu e dans la r gulation de la division cellulaire. Mut dans le r tinoblastome canc reux, ainsi que dans de nombreuses autres tumeurs. Son activit normale est de r guler le cycle cellulaire eucaryote en se liant aux prot ines E2F et en les inhibant, bloquant ainsi la progression vers la r plication de l'ADN et la division cellulaire. (Figure 17 61) R trotransposons de type r troviral Grande famille de transposons qui se d placent dans et hors des chromosomes par un m canisme similaire celui utilis par les r trovirus, tant d'abord transcrits en une copie d'ARN qui est convertie en ADN par transcriptase inverse, puis ins r e ailleurs dans le g nome. (Tableau 5-4, p. 288) Virus r troviral contenant de l'ARN qui se r plique dans une cellule en fabriquant d'abord un interm diaire ARN-ADN, puis une mol cule d'ADN double brin qui s'int gre dans l'ADN de la cellule. (Figure 5 62) G n tique inverse Approche pour d couvrir la fonction d'un g ne qui commence partir de l'ADN (g ne) et de son produit prot ique, puis cr e des mutants pour analyser la fonction du g ne. transcriptase inverse Enzyme d couverte pour la premi re fois dans les r trovirus qui fabrique une copie d'ADN double brin partir d'une mol cule matrice d'ARN simple brin. S quence RGD S quence tripeptide de l'acide arginine-glycineaspartique qui forme un site de liaison pour les int grines ; pr sent dans la fibronectine et certaines autres prot ines extracellulaires. (Figure 19 47C) Rheb Une GTPase monom re apparent e Ras qui, dans sa forme active (Rheb-GTP), active mTOR, ce qui favorise la croissance cellulaire. Rho Membre de la famille Rho de GTPases monom res qui r gulent l'actine et les cytosquelettes des microtubules, la progression du cycle cellulaire, la transcription des g nes et le transport membranaire. Famille Rho Famille de GTPases monom res au sein de la superfamille Ras impliqu es dans la signalisation du r arrangement du cytosquelette. Comprend Rho, Rac et Cdc42. (Tableau 15 5, p. 854) rhodopsine Sept- prot ine membranaire de la famille des RCPG qui agit comme un capteur de lumi re dans les cellules photor ceptrices des b tonnets de la r tine des vert br s. Contient le r tinol, groupe proth tique sensible la lumi re. (Figure 15 39) ARN ribosomique (ARNr) L'une des mol cules d'ARN sp cifiques qui font partie de la structure d'un ribosome et participent la synth se des prot ines. Souvent distingu s par leur coefficient de s dimentation (par exemple, ARNr 28S, ARNr 5S). ribosome : Particule compos e d'ARNr et de prot ines ribosomiques qui catalyse la synth se de prot ines l'aide d'informations fournies par l'ARNm. (Figure 6 64) ribozyme Mol cule d'ARN activit catalytique. ARN (acide ribonucl ique) Polym re form partir de monom res ribonucl otidiques li s de mani re covalente. Voir aussi ARN messager, ARN ribosomique, ARN de transfert. (Figure 6 4) Type de traitement de l'ARN qui modifie la |
Biologie moléculaire de la cellule | s quence nucl otidique d'un transcrit d'ARN apr s sa synth se en ins rant, supprimant ou modifiant des nucl otides individuels. Interf rence ARN (ARNi) Comme d crit l'origine, le m canisme par lequel un ARN double brin introduit exp rimentalement induit la destruction sp cifique la s quence d'ARNm compl mentaires. Le terme ARNi est souvent utilis pour inclure l'inhibition de l'expression g nique par les microARN (miARN) et les ARN piwi (piARN), qui sont cod s dans le g nome de la cellule. ARN polym rase Enzyme qui catalyse la synth se d'une mol cule d'ARN sur un mod le d'ADN partir de pr curseurs du ribonucl oside triphosphate. (Figure 6 9) Amorce d'ARN Court segment d'ARN synth tis sur une matrice d'ADN. Il est n cessaire aux ADN polym rases pour commencer leur synth se d'ADN. R gulation par une cellule de l'expression g nique en contr lant le traitement des transcrits d'ARN, ce qui inclut leur pissage. pissage de l'ARN Processus dans lequel les s quences d'intron sont excis es partir de transcrits d'ARN. Un processus majeur dans le noyau des cellules eucaryotes conduisant la formation d'ARN messagers (ARNm). R gulation par une cellule de l'expression g nique en s lectionnant quels ARNm termin s sont export s du noyau vers le cytosol et en d terminant o ils sont localis s dans le cytosol. Monde de l'ARN Hypoth se selon laquelle la vie primitive sur Terre tait principalement bas e sur des mol cules d'ARN qui stockaient l'information g n tique et catalysaient les r actions biochimiques. S quen age de l'ARN : l'ensemble du r pertoire d'ARN d'une cellule ou d'un tissu ; galement connu sous le nom de s quen age profond de l'ARN. robustesse : La capacit des syst mes de r gulation biologique fonctionner normalement face des perturbations telles que l'exposition des variations fr quentes et/ou extr mes des conditions ext rieures ou les concentrations ou les activit s de composants cl s. Photor cepteur de b tonnet (b tonnet) Cellule photor ceptrice de la r tine des vert br s qui est responsable de la vision non color e dans la p nombre. R ticulum endoplasmique rugueux (RE rugueux) R ticulum endoplasmique avec des ribosomes sur sa surface cytosolique. Impliqu dans la synth se des prot ines s cr t es et li es la membrane. G ne de l'ARNr G ne qui sp cifie un ARN ribosomique (ARNr). R cepteur de la ryanodine Canal Ca2+ r gul dans la membrane du RE qui s'ouvre en r ponse l'augmentation des niveaux de Ca2+ et amplifie ainsi le signal Ca2+. Translocateur de prot ines qui aide les prot ines -barrel se replier correctement dans la membrane mitochondriale externe. Prot ine Sar1 : GTPase monom re responsable de la r gulation de l'assemblage de l'enveloppe COPII au niveau de la membrane du r ticulum endoplasmique. sarcome Cancer du tissu conjonctif. prot ine d' chafaudage Prot ine qui lie des groupes de prot ines de signalisation intracellulaires en un complexe de signalisation, ancrant souvent le complexe un endroit sp cifique de la cellule. (Figure 15 10) microscope lectronique balayage Type de microscope lectronique qui produit une image de la surface d'un objet. (Figure 9 50) S-Cdk Complexe cycline-Cdk form dans les cellules de vert br s par une S-cycline et la kinase d pendante de la cycline correspondante (Cdk). (Figure 17-11 et tableau 17-1, p. 969) SCF Famille d'ubiquitine ligases form e d'un complexe de plusieurs prot ines diff rentes. L'un est impliqu dans la r gulation du cycle cellulaire eucaryote, dirigeant la destruction des inhibiteurs de S-Cdks la fin de G1 et favorisant ainsi l'activation de S-Cdks et la r plication de l'ADN. (Figures 3 71 et 17 15) Cellule gliale responsable de la formation des gaines de my line dans le syst me nerveux p riph rique. Comparer oligodendrocytes. (Figure 11 33) S-cycline Membre d'une classe de cyclines qui s'accumulent la fin de la phase G1 et se lient aux Cdk peu de temps apr s la progression travers Start ; ils aident stimuler la r plication de l'ADN et la duplication des chromosomes. Les niveaux restent lev s jusqu' la fin de la mitose, apr s quoi ces cyclines sont d truites. (Figure 17 11) Complexe Sec61 Noyau trois sous-unit s du translocateur de prot ines qui transf re les cha nes polypeptidiques travers la membrane du r ticulum endoplasmique. deuxi me messager (petit m diateur intracellulaire) Petite mol cule de signalisation intracellulaire qui se forme ou est lib r e pour l'action en r ponse un signal extracellulaire et aide relayer le signal l'int rieur de la cellule. Les exemples incluent l'AMP cyclique, le GMP cyclique, l'IP3, le Ca2+ et le diacylglyc rol. paroi cellulaire rigide permanente qui se d pose sous la paroi cellulaire primaire mince dans certaines cellules v g tales qui ont termin leur croissance. Immunoglobulines produites par les lymphocytes B apr s une hypermutation somatique induite par l'antig ne et les lymphocytes T auxiliaires et le changement de classe. Pa |
Biologie moléculaire de la cellule | r rapport au r pertoire d'Ig primaires, ces Ig ont une diversit consid rablement accrue de classes d'Ig et de sites de liaison l'antig ne et ont une affinit accrue pour l'antig ne. r ponse immunitaire secondaire R ponse immunitaire adaptative qui se produit en r ponse une deuxi me exposition ou une exposition ult rieure un antig ne. La r ponse est plus rapide et plus forte que la r ponse immunitaire primaire. (Figure 24 16) structure secondaire Motif de repliement local r gulier d'une mol cule polym re ; dans les prot ines, h lices et feuilles. syst me de s cr tion Syst mes bact riens sp cialis s qui s cr tent des prot ines effectrices qui interagissent avec les cellules h tes. Organite entour d'une membrane dans lequel les mol cules destin es la s cr tion sont stock es avant d' tre lib r es. Parfois appel granule s cr toire parce que le contenu colorant fonc rend l'organite visible comme un petit objet solide. (Figures 13 65) securin Prot ine qui se lie la prot ase s paratrice et emp che ainsi son clivage des liaisons prot iques qui maintiennent les chromatides s urs ensemble au d but de la mitose. Securin est d truit lors de la transition m taphase-anaphase. (Figure 17 38) segment Divisions d'un corps d'insecte le long de son axe ant ropost rieur, chacune formant des structures hautement sp cialis es, mais toutes construites selon un plan fondamental similaire. g ne de polarit segmentaire Dans le d veloppement de la drosophile, g ne impliqu dans la sp cification de l'organisation ant ropost rieure de chaque segment du corps. (Figure 21 19) horloge de segmentation L'oscillateur d'expression g nique contr lant la segmentation r guli re au cours du d veloppement embryonnaire des vert br s. g nes de segmentation G nes exprim s par des sous-ensembles de cellules de l'embryon qui affinent le mod le d'expression des g nes afin de d finir les limites et le plan de base des segments individuels du corps. membre d'une famille de prot ines de liaison aux glucides la surface des cellules qui m dient l'adh sion intercellulaire transitoire et d pendante du Ca2+ dans la circulation sanguine, par exemple entre les globules blancs et l'endoth lium de la paroi des vaisseaux sanguins. (Figure 19 28) filtre de s lectivit Partie de la structure d'un canal ionique qui d termine les ions qu'il peut transporter. (Figures 11-24 et 11-25) Poils sensoriels Organes sensoriels miniatures pr sents sur la plupart des surfaces expos es de la drosophile, constitu s d'un neurone sensoriel et de cellules de soutien et r pondant des stimuli chimiques ou m caniques. s paration Prot ase qui clive les liaisons prot iques de la coh sine qui maintiennent les chromatides s urs ensemble. Agit l'anaphase, permettant la s paration et la s gr gation des chromatides. (Figure 17 38) septum Structure form e lors de la division cellulaire bact rienne par la croissance vers l'int rieur de la paroi cellulaire et de la membrane plasmique et qui divise la cellule en deux. Induction s quentielle Processus de d veloppement qui g n re un motif de plus en plus complexe. Une s rie d'inductions locales par lesquelles l'un des deux types de cellules pr sents dans un tissu en d veloppement peut produire un signal pour inciter les cellules voisines se sp cialiser d'une troisi me mani re ; Le troisi me type de cellule peut ensuite renvoyer un signal aux deux autres types de cellules proximit pour g n rer un quatri me et un cinqui me type de cellule, et ainsi de suite. prot ase s rine Type de prot ase qui a une s rine r active dans le site actif. (Figures 3 12 et 3 39) s rine/thr onine kinase Enzyme qui phosphoryle des prot ines sp cifiques sur la s rine ou les thr onines. Domaine SH2 Src homologie r gion 2, un domaine prot ique pr sent dans de nombreuses prot ines de signalisation. Lie une courte s quence d'acides amin s contenant une phosphotyrosine. (Panneau 3-2, pp. 142-143) cha ne lat rale Partie d'un acide amin qui diff re entre les types d'acides amin s. Les cha nes lat rales conf rent chaque type d'acide amin ses propri t s physiques et chimiques uniques. (Panel 3 1, pp. 112 113) patch de signal Signal de tri des prot ines qui consiste en un arrangement tridimensionnel sp cifique d'atomes la surface de la prot ine repli e. (Figure 13-46) signal peptidase Enzyme qui limine une s quence de signal terminale d'une prot ine une fois le processus de tri termin . (Figure 12 35) s quence de signal Courte s quence continue d'acides amin s qui d termine l'emplacement final d'une prot ine dans la cellule. Un exemple est la s quence N-terminale d'environ 20 acides amin s qui dirige les prot ines s cr toires et transmembranaires naissantes vers le r ticulum endoplasmique. (Tableau 12 3, p. 648) particule de reconnaissance du signal (SRP) Ribonucl oprot ine particule qui se lie une s quence de signal RE sur une cha ne polypeptidique partiellement synth tis e et dirige le polypeptide et son ribosome attach vers le r tic |
Biologie moléculaire de la cellule | ulum endoplasmique. (Figure 12 36) centre de signalisation Groupe de cellules sp cialis es dans les tissus en d veloppement qui sert de source de signaux de d veloppement, par exemple, la g n ration d'un gradient de morphog ne. polymorphisme mononucl otidique (SNP) Variation entre les individus d'une population en raison d'une diff rence commune dans un nucl otide sp cifique un point d fini de la s quence d'ADN. Proc dure informatique en microscopie lectronique dans laquelle des images de nombreuses mol cules identiques sont obtenues et combin es num riquement pour produire une image tridimensionnelle moyenn e, r v lant ainsi des d tails structurels qui sont cach s par le bruit dans les images originales. (Figures 9 54 et 9 55) prot ine transmembranaire passage unique Prot ine membranaire dans laquelle la cha ne polypeptidique ne traverse la bicouche lipidique qu'une seule fois. (Figure 10 24) prot ine de liaison l'ADN (SSB) simple brin Prot ine qui se lie aux brins simples de la double h lice de l'ADN ouvert, emp chant les structures h lico dales de se reformer pendant la r plication de l'ADN. (Figure 5 15) chromatides s urs Paire de chromosomes troitement li s qui r sultent de la duplication des chromosomes pendant la phase S. Elles se s parent pendant la phase M et se s parent en diff rentes cellules filles. (Figure 17 21) pince coulissante Complexe prot ique qui maintient l'ADN polym rase sur l'ADN pendant la r plication de l'ADN. (Figure 5 17) Prot ine Signal, s cr t e par les cellules de la plaque de plancher du tube neural, responsable de repousser les c nes de croissance des axones commissuraux apr s qu'ils aient franchi la ligne m diane, garantissant ainsi que ces neurones ne retraversent pas la ligne m diane. Famille Smad R gulateurs de transcription latents qui sont phosphoryl s et activ s par les r cepteurs s rine/thr onine kinases et transportent le signal de la surface cellulaire au noyau. (Figure 15 57) petits ARN interf rents (siARN) ARN double brin courts (21 26 nucl otides) qui inhibent l'expression des g nes en dirigeant la destruction des ARNm compl mentaires. La production d'ARNi est g n ralement d clench e par des ARN double brin introduits de mani re exog ne. (Figure 7 77) Petit ARN nucl aire (ARNnb) Petites mol cules d'ARN qui sont complex es avec des prot ines pour former les particules de ribonucl oprot ines (ARNn) impliqu es dans l' pissage de l'ARN. (Figures 6 28 et 6 29) Petit ARN nucl olaire (snoRNA) Petits ARN pr sents dans le nucl ole, avec diverses fonctions, y compris le guidage des modifications de l'ARNr pr curseur. (Tableau 6 1, p. 305, et Figure 6 41) R ticulum endoplasmique lisse (RE lisse) R gion du r ticulum endoplasmique non associ e aux ribosomes. Impliqu dans les r actions de d toxification, le stockage du Ca2+ et la synth se des lipides. (Figure 12 33) Prot ine transmembranaire sept passes liss e avec une structure tr s similaire un RCPG mais ne semble pas agir comme un r cepteur Hedgehog ou comme un activateur des prot ines G ; il est contr l par les prot ines Patched et iHog. Prot ines SNARE (SNARE) Membres d'une grande famille de prot ines transmembranaires pr sentes dans les membranes des organites et les v sicules qui en d coulent. Les SNARE catalysent les nombreux v nements de fusion membranaire dans les cellules. Ils existent par paires un v-SNARE dans la membrane de la v sicule qui se lie sp cifiquement un t-SNARE compl mentaire dans la membrane cible. dod cylsulfate de sodium polyacrylamide- lectrophor se sur gel (SDS-PAGE) Type d' lectrophor se utilis pour s parer les prot ines par taille. Le m lange prot ique s parer est d'abord trait avec un d tergent puissant charg n gativement (SDS) et avec un agent r ducteur ( -mercapto thanol), avant d' tre pass travers un gel de polyacrylamide. Le d tergent et l'agent r ducteur d plient les prot ines, les lib rent de toute association avec d'autres mol cules et s parent les sous-unit s polypeptidiques. cellule somatique Toute cellule d'une plante ou d'un animal autre que les cellules de la lign e germinale. Du grec soma, corps. En immunologie : accumulation de mutations ponctuelles dans les s quences codant pour des r gions variables assembl es de g nes d'immunoglobulines qui se produit lorsque les lymphocytes B sont activ s pour former des cellules m moire. Entra ne la production d'anticorps avec des sites de liaison l'antig ne alt r s, dont certains se lient l'antig ne avec une affinit accrue ; Il est responsable de la maturation de l'affinit dans les r ponses anticorps. mutations somatiques Dans le cancer, une ou plusieurs anomalies d tectables dans la s quence d'ADN des cellules tumorales qui les distinguent des cellules somatiques normales entourant la tumeur. somite L'un des blocs appari s du m soderme qui se forment au cours du d veloppement pr coce et se trouvent de chaque c t de la notocorde dans un embryon de vert br . Ils donnent naissance aux segments de |
Biologie moléculaire de la cellule | l'axe du corps, y compris les vert bres, les muscles et le tissu conjonctif associ . (Figure 21 38) signal de tri S quence de signal ou patch de signal qui dirige l'administration d'une prot ine vers un emplacement sp cifique, tel qu'un compartiment intracellulaire particulier. spectrine Prot ine abondante associ e au c t cytosolique de la membrane plasmique dans les globules rouges, formant un r seau qui soutient la membrane. galement pr sent dans d'autres cellules. (Figure 10 38) Phase S P riode d'un cycle cellulaire eucaryote au cours de laquelle l'ADN est synth tis . (Figure 17 4) moelle pini re Faisceau de neurones et de cellules de soutien qui s' tend partir du cerveau. Point de contr le de l'assemblage du fuseau Syst me de r gulation qui fonctionne pendant la mitose pour s'assurer que tous les chromosomes sont correctement attach s au fuseau avant le d but de la s paration des chromatides s urs. (Figure 17 9 et panneau 17 1, p. 980 981) pissage Grand assemblage de mol cules d'ARN et de prot ines qui effectue l' pissage de pr -ARNm dans des cellules eucaryotes. Src (famille de prot ines Src) Famille de tyrosine kinases cytoplasmiques (prononc sark ) qui s'associent aux domaines cytoplasmiques de certains r cepteurs de surface cellulaire li s des enzymes (par exemple, le r cepteur de l'antig ne des lymphocytes T) qui n'ont pas d'activit intrins que de la tyrosine kinase. Ils transmettent un signal en phosphorylant le r cepteur lui-m me et des prot ines de signalisation intracellulaire sp cifiques sur des tyrosines. (Figure 3 10) R cepteur SRP (particule de reconnaissance du signal) Composant de la membrane du r ticulum endoplasmique (RE) qui guide la particule de reconnaissance du signal vers la membrane du RE. polysaccharide compos exclusivement d'unit s de glucose, utilis comme mat riau de stockage d' nergie dans les cellules v g tales. (Figure 2 51) D but (point de restriction) Transition importante la fin de G1 dans le cycle cellulaire eucaryote. Le passage par Start engage la cellule entrer dans la phase S. Le terme tait l'origine utilis pour ce point du cycle cellulaire de la levure uniquement ; Le point quivalent dans le cycle cellulaire des mammif res tait appel le point de restriction. Dans ce livre, nous utilisons Start pour les deux. (Figure 17 9) signal de d marrage-transfert S quence d'acides amin s courte qui permet une cha ne polypeptidique de commencer tre transloqu e travers la membrane du r ticulum endoplasmique par le biais d'un translocateur de prot ines. Les prot ines membranaires multipasses ont parfois la fois des signaux N-terminaux (s quence de signaux) et des signaux de d marrage-transfert internes. (Figure 12 42) STAT (signal transducer and activator of transcription) R gulateur de transcription latent qui est activ par phosphorylation par les Janus kinases (JAKs) et p n tre dans le noyau en r ponse la signalisation des r cepteurs de la famille des r cepteurs des cytokines. (Figure 15 56) Cellule souche Cellule indiff renci e qui peut continuer se diviser ind finiment, rejetant les cellules filles qui peuvent soit s'engager dans la diff renciation, soit rester une cellule souche (en cours d'auto-renouvellement). (Figure 22 3) niche des cellules souches Microenvironnement sp cialis dans un tissu dans lequel les cellules souches auto-renouvel es peuvent tre maintenues. hormones st ro des Les hormones, notamment le cortisol, l' strog ne et la testost rone, qui sont des mol cules lipidiques hydrophobes d riv es du cholest rol qui activent les r cepteurs nucl aires intracellulaires. prot ine G stimulatrice (Gs) Prot ine G qui, lorsqu'elle est activ e, active l'enzyme ad nylyl cyclase et stimule ainsi la production d'AMP cyclique. Voir aussi prot ine G. (Tableau 15 3, p. 846) stochastique Al atoire. Impliquant le hasard, les probabilit s ou des variables al atoires. S quence d'acides amin s hydrophobe qui arr te la translocation d'une cha ne polypeptidique travers la membrane du r ticulum endoplasmique, ancrant ainsi la cha ne prot ique dans la membrane. (Figure 12 42) change de brins R action dans laquelle l'une des extr mit s 3 monobrin d'une mol cule d'ADN duplex p n tre dans une autre duplex et la recherche de s quences homologues par appariement de bases. Aussi appel invasion de brins. Un syst me de relecture qui limine les erreurs de r plication de l'ADN manqu es par l'exonucl ase de relecture de l'ADN polym rase. D tecte le potentiel de distorsion de l'h lice de l'ADN partir de paires de bases non compl mentaires, puis reconna t et excise le d calage dans le brin nouvellement synth tis et resynth tise le segment excis en utilisant l'ancien brin comme mod le. Fibres corticales Fibres corticales de faisceaux contractiles d'actine-myosine II qui relient la cellule la matrice extracellulaire ou aux cellules adjacentes par des adh rences focales ou une ceinture circonf rentielle et des jonctions adh rentes. st |
Biologie moléculaire de la cellule | roma (1) liti re : le tissu conjonctif dans lequel un pith lium glandulaire ou autre est int gr . Les cellules stromales fournissent l'environnement n cessaire au d veloppement d'autres cellules dans le tissu. (2) Le grand espace int rieur d'un chloroplaste, contenant des enzymes qui incorporent le CO2 dans les sucres. (Figure 14 38) substrat Mol cule sur laquelle agit une enzyme. D crit plusieurs approches en microscopie optique qui contournent la limite impos e par la diffraction de la lumi re et permettent d'imager et de r soudre clairement des objets aussi petits que 20 nm. facteur de survie Signal extracellulaire qui favorise la survie cellulaire en inhibant l'apoptose. (Figure 18 12) symporter Prot ine porteuse qui transporte deux types de solut travers la membrane dans la m me direction. (Figure 11 8) synapse Jonction intercellulaire communicante qui permet aux signaux de passer d'une cellule nerveuse une autre cellule. Dans une synapse chimique, le signal est port par un neurotransmetteur diffusible. (Figure 19 22) Dans une synapse lectrique, une connexion directe est tablie entre les cytoplasmes des deux cellules via des jonctions lacunaires. (Figure 11 34 et 19 23) limination des synapses Processus par lequel chaque cellule musculaire re oit d'abord des synapses de plusieurs motoneurones, mais est finalement laiss e innerv e par un seul. Plasticit synaptique Changements dans la force avec laquelle une synapse chimique transmet un signal. On pense qu'il est important dans la formation de la m moire, o les concentrations du r cepteur AMPA postsynaptique sont modul es en r ponse l'activit d'une synapse. Signalisation synaptique Signalisation intercellulaire effectu e par des neurones qui transmettent des signaux lectriquement le long de leurs axones et lib rent des neurotransmetteurs au niveau des synapses, qui sont souvent situ es loin du corps cellulaire neuronal. V sicule synaptique Petite v sicule s cr toire remplie de neurotransmetteurs situ e aux terminaisons axonales des cellules nerveuses. Son contenu est lib r dans la fente synaptique par exocytose lorsqu'un potentiel d'action atteint la terminaison axonale. Structure qui maintient troitement les chromosomes homologues appari s ensemble chez le pachyt ne de la prophase I dans la m iose et favorise les tapes finales du crossing-over. (Figures 17 55 et 17 56) syncytium Masse de cytoplasme contenant de nombreux noyaux enferm s dans une seule membrane plasmique. Typiquement le r sultat soit de la fusion cellulaire, soit d'une s rie de cycles de division incomplets dans lesquels les noyaux se divisent mais pas la cellule. S quence dans la r gion promotrice de nombreux g nes eucaryotes qui se lie un facteur de transcription g n ral (TFIID) et sp cifie donc la position laquelle la transcription est initi e. (Figure 6 14) R cepteur des lymphocytes T (TCR) R cepteur transmembranaire de l'antig ne la surface des lymphocytes T, constitu d'un h t rodim re de type immunoglobuline. (Figure 24 32) R ponse immunitaire m di e par les lymphocytes T Toute r ponse immunitaire adaptative m di e par les lymphocytes T sp cifiques de l'antig ne. t lom rase Enzyme qui allonge les s quences de t lom res dans l'ADN, qui se produisent aux extr mit s des chromosomes eucaryotes. t lom re Extr mit d'un chromosome, associ e une s quence d'ADN caract ristique qui est r pliqu e d'une mani re sp ciale. Contrecarre la tendance du chromosome se raccourcir chaque cycle de r plication. Du grec telos, fin, et meros, portion. t lom re Extr mit d'un chromosome, associ e une s quence d'ADN caract ristique qui est r pliqu e d'une mani re sp ciale. Contrecarre la tendance du chromosome se raccourcir chaque cycle de r plication. Du grec telos, fin. t lophase tape finale de la mitose au cours de laquelle les deux ensembles de chromosomes s par s se d condensent et sont enferm s dans des enveloppes nucl aires. (Panel 17 1, pp. 980 981) mod le Marbre unique d'ADN ou d'ARN dont la s quence nucl otidique agit comme un guide pour la synth se d'un brin compl mentaire. (Figure 1 3) Diff renciation terminale Limite de d termination cellulaire lorsqu'une cellule forme l'un des types de cellules hautement sp cialis s du corps adulte. Cellule diff renci e en phase terminale la limite de la d termination cellulaire, tant l'un des types de cellules hautement sp cialis s du corps adulte. terminateur Signal dans l'ADN bact rien qui arr te la transcription ; chez les eucaryotes, la transcription se termine apr s le clivage et la polyad nylation de l'ARN nouvellement synth tis . structure tertiaire Forme tridimensionnelle complexe d'une cha ne polym re repli e, en particulier d'une prot ine ou d'une mol cule d'ARN. Cellule TH1 : Un type de cellule T auxiliaire effectrice qui s cr te de l'interf ron- pour aider activer les macrophages et induit les cellules B changer la classe d'anticorps qu'elles fabriquent. (Figure 24 44) Cellule |
Biologie moléculaire de la cellule | TH17 Un type de cellule T auxiliaire effectrice qui s cr te l'IL17, qui recrute les neutrophiles et stimule une r ponse inflammatoire. (Figure 24 44) Cellule TH2 Type de cellule T auxiliaire effectrice qui aide activer les cellules B pour produire des anticorps, subir une hypermutation somatique et changer la classe d'immunoglobuline produite. (Figure 24 44) thylako de Sac membranaire aplati dans un chloroplaste qui contient de la chlorophylle et d'autres pigments et qui effectue les r actions de pi geage de la lumi re de la photosynth se. Des empilements de thylako des forment la grana des chloroplastes. (Figures 14 35 et 14 36) Membrane thylako de Syst me membranaire chloroplastique qui contient les grands complexes prot iques membranaires pour la photosynth se et la photophosphorylation. thymocytes Lymphocytes T en d veloppement dans le thymus. Jonction cellulaire qui scelle les cellules pith liales adjacentes ensemble, emp chant le passage de la plupart des mol cules dissoutes d'un c t l'autre de la feuille pith liale. (Figures 19 2 et 19 21) Complexes TIM Translocateurs de prot ines dans la membrane interne mitochondriale. Le complexe TIM23 intervient dans le transport des prot ines dans la matrice et l'insertion de certaines prot ines dans la membrane interne ; le complexe TIM22 m die l'insertion d'un sous-groupe de prot ines dans la membrane interne. (Figure 12 21) Toll Une prot ine r ceptrice transmembranaire. Sur la face ventrale de la membrane de l' uf de drosophile, l'activation contr le la distribution de Dorsal, un r gulateur de transcription de la famille NF B. Famille de r cepteurs de reconnaissance de formes (PRR) sur ou dans les cellules du syst me immunitaire inn . Ils reconnaissent les immunostimulants associ s aux agents pathog nes (PAMP) associ s aux microbes. (Figure 24 4) Complexe TOM Complexe prot ique multi-sous-unitaire qui transporte les prot ines travers la membrane externe mitochondriale. (Figure 12 21) Grande prot ine kinase s rine/thr onine activ e par la voie de signalisation PI-3-kinase-Akt et favorisant la croissance cellulaire. totipotent D crit une cellule capable de donner naissance tous les diff rents types de cellules d'un organisme. visage trans Visage de l'autre c t ( loign ). R seau trans Golgi (TGN) R seau de structures tubulaires et cisternales interconnect es troitement associ es la face trans de l'appareil de Golgi et au compartiment partir duquel les prot ines et les lipides sortent du Golgi, destination de la surface cellulaire ou d'un autre compartiment. Transport transcellulaire Transport de solut s, tels que des nutriments, travers un pith lium, au moyen de prot ines de transport membranaire dans les faces apicales et basales des cellules pith liales. (Figure 11 11) Transcription (transcription de l'ADN) Copie d'un brin d'ADN en une s quence d'ARN compl mentaire par l'enzyme ARN polym rase. (Figures 6 1 et 6 8) R gulateurs de transcription Nom g n ral de toute prot ine qui se lie une s quence d'ADN sp cifique (connue sous le nom de s quence cis-r gulatrice) pour influencer la transcription d'un g ne. R gulation par une cellule de l'expression g nique en contr lant quand et quelle fr quence un g ne donn est transcrit. Transcytose Absorption de mat riel une face d'une cellule par endocytose, son transfert travers une cellule dans des v sicules et d charge d'une autre face par exocytose. (Figure 13 58) ARN de transfert (ARNt) Ensemble de petites mol cules d'ARN utilis es dans la synth se des prot ines comme interface (adaptateur) entre l'ARNm et les acides amin s. Chaque type de mol cule d'ARNt est li de mani re covalente un acide amin particulier. (Figure 6 50) r cepteur de la transferrine R cepteur de surface cellulaire de la transferrine (une prot ine soluble qui transporte le fer) qui fournit le fer l'int rieur de la cellule par l'endocytose m di e par le r cepteur et le recyclage du complexe r cepteur-transferrine. transform e Cellule avec un ph notype alt r qui se comporte bien des gards comme une cellule canc reuse (c'est- -dire une prolif ration non r gul e, une croissance ind pendante de l'ancrage en culture). superfamille transformante facteur de croissance (superfamille TGF ) Grande famille de prot ines s cr t es structurellement apparent es qui agissent comme des hormones et des m diateurs locaux pour contr ler un large ventail de fonctions chez les animaux, y compris au cours du d veloppement. Il comprend les sous-familles TGF /activine et des prot ines morphog n tiques osseuses (BMP). (Figure 15 57) transg ne G ne tranger ou modifi qui a t ajout pour cr er un organisme transg nique. Organisme transg nique Plante ou animal qui a incorpor de mani re stable un ou plusieurs g nes d'une autre cellule ou d'un autre organisme (par insertion, suppression et/ou remplacement) et qui peut les transmettre aux g n rations successives. (Figures 8-53 et 8-70) cellule d'amplification du transit |
Biologie moléculaire de la cellule | Cellule d riv e d'une cellule souche qui se divise un nombre limit de fois avant de se diff rencier finalement. structure qui se forme de mani re transitoire au cours d'une r action chimique et qui a la plus haute nergie libre de tout interm diaire de r action. Sa formation est une tape limitant la vitesse de la r action. (Figure 3 47) Traduction (traduction de l'ARN) Processus par lequel la s quence de nucl otides d'une mol cule d'ARNm dirige l'incorporation d'acides amin s dans une prot ine. Se produit sur un ribosome. (Figures 6 1 et 6 64) Contr le traductionnel R gulation par une cellule de l'expression g nique en s lectionnant quels ARNm du cytoplasme sont traduits par les ribosomes. translocon Assemblage d'un translocateur associ d'autres complexes membranaires, tels que des enzymes qui modifient la cha ne polypeptidique en croissance. prot ines d'adh sion transmembranaire Mol cules transmembranaires li es au cytosquelette, dont une extr mit est li e au cytosquelette l'int rieur de la cellule et l'autre extr mit d'autres structures l'ext rieur de celle-ci. prot ine membranaire Prot ine membranaire qui s' tend travers la bicouche lipidique, avec une partie de sa masse de chaque c t de la membrane. (Figure 10 17) Canal ionique d pendant de l' metteur (r cepteur coupl aux canaux ioniques, r cepteur ionotropique) Canal ionique pr sent au niveau des synapses chimiques dans les membranes plasmiques postsynaptiques des cellules nerveuses et musculaires. S'ouvre uniquement en r ponse la liaison d'un neurotransmetteur extracellulaire sp cifique. L'afflux d'ions qui en r sulte conduit la g n ration d'un signal lectrique local dans la cellule postsynaptique. (figures 11 36 et 15 6) v sicule de transport R cipients de transport entour s d'une membrane qui bourgeonnent partir de r gions enduites sp cialis es de la membrane donneuse et passent d'un compartiment cellulaire un autre dans le cadre des processus de transport membranaire de la cellule ; Les v sicules peuvent tre sph riques, tubulaires ou de forme irr guli re. transporteur (prot ine porteuse, perm ase) Prot ine de transport membranaire qui se lie un solut et le transporte travers la membrane en subissant une s rie de changements conformationnels. Les transporteurs peuvent transporter passivement des ions ou des mol cules le long d'un gradient lectrochimique ou peuvent lier les changements conformationnels une source d' nergie m tabolique telle que l'hydrolyse de l'ATP pour favoriser le transport actif. Comparez les prot ines de canal. Voir aussi prot ine de transport membranaire. (Figure 11 3) l ment transposable (transposon) Segment d'ADN qui peut se d placer d'une position du g nome une autre par transposition. (Tableau 5 4, p. 288) transposition (recombinaison transpositionnelle) Mouvement d'une s quence d'ADN d'un site g nomique un autre. (Tableau 5-4, p. 288) Tapis roulant Proc d par lequel un filament de prot ine polym re est maintenu une longueur constante par l'ajout de sous-unit s prot iques une extr mit et la perte de sous-unit s l'autre. (Table ronde 16-2, p. 902-903) Groupe Trithorax Ensemble de prot ines essentielles la m moire cellulaire qui maintient la transcription des g nes Hox dans les cellules o la transcription a d j t activ e. Prot ine SNARE transmembranaire, g n ralement compos e de trois prot ines et pr sente sur les membranes cibles o elle interagit avec les v-SNARE sur les membranes v siculaires. tubuline Sous-unit prot ique des microtubules. (Panneau 16 1, p. 891, et Figure 16 42) Complexe cyclique -tubuline ( -TuRC) Complexe prot ique contenant de la -tubuline et d'autres prot ines qui est un nucl ateur efficace des microtubules et coiffe leurs extr mit s n gatives. Progression tumorale Processus par lequel un comportement cellulaire initial l g rement d sordonn volue progressivement vers un cancer part enti re. (Figures 20-8 et 20-9) g ne suppresseur de tumeur G ne qui semble aider pr venir la formation d'un cancer. Les mutations de perte de fonction dans ces g nes favorisent le d veloppement du cancer. (Figure 20 17) virus tumoral Virus qui peut aider rendre canc reuse la cellule qu'il infecte. pression de turgescence Grande pression hydrostatique d velopp e l'int rieur d'une cellule v g tale la suite de l'apport d'eau par osmose ; C'est la force qui stimule l'expansion cellulaire dans la croissance des plantes et elle maintient la rigidit des tiges et des feuilles des plantes. lectrophor se sur gel bidimensionnelle Technique combinant deux proc dures de s paration diff rentes S paration par charge (focalisation iso lectrique) dans la premi re dimension, puis s paration par taille dans une direction perpendiculaire celle de la premi re tape, pour r soudre jusqu' 2000 prot ines sous la forme d'une carte prot ique bidimensionnelle. R p tition de fibronectine de type III Le principal domaine de r p tition de la fibronectine, il est d |
Biologie moléculaire de la cellule | 'environ 90 acides amin s et se produit au moins 15 fois dans chaque sous-unit . La r p tition est l'un des domaines prot iques les plus courants chez les vert br s. syst me de s cr tion de type III L'un des nombreux syst mes de s cr tion chez les bact ries Gram n gatif ; d livre des prot ines effectrices dans les cellules h tes de mani re d pendante du contact. (Figure 23 7) collag ne de type IV Composant essentiel des lames basales matures compos es de trois longues cha nes prot iques torsad es en une superh lice en forme de corde avec de multiples courbes. Des mol cules s par es s'assemblent en un r seau flexible et feutr qui conf re la lame basale une r sistance la traction. tyrosine kinase Enzyme qui phosphoryle des prot ines sp cifiques sur les tyrosines. Voir aussi tyrosine kinase cytoplasmique. r cepteur associ la tyrosine-kinase R cepteur de surface cellulaire qui fonctionne de la m me mani re que les RTK, sauf que le domaine kinase est cod par un g ne distinct et est associ de mani re non covalente la cha ne polypeptidique du r cepteur. ubiquitine Petite prot ine hautement conserv e pr sente dans toutes les cellules eucaryotes qui se fixe de mani re covalente aux lysines d'autres prot ines. La fixation d'une courte cha ne d'ubiquitines une telle lysine peut marquer une prot ine pour la destruction prot olytique intracellulaire par un prot asome. (Figure 3 69) ubiquitine ligase L'une des nombreuses enzymes qui fixent l'ubiquitine une prot ine, la marquant souvent pour sa destruction dans un prot asome. Le processus catalys par une ubiquitine ligase est appel ubiquitylation. (Figure 3 71) r ponse prot ique d pli e R ponse cellulaire d clench e par une accumulation de prot ines mal repli es dans le r ticulum endoplasmique. Implique l'expansion du RE et l'augmentation de la transcription des g nes qui codent pour les chaperons du r ticulum endoplasmique et les enzymes de d gradation. (Figure 12 51) Prot ine porteuse uniporter qui transporte un seul solut d'un c t l'autre de la membrane. (Figure 11 8) Recombinaison V(D)J Processus de recombinaison somatique par lequel des segments de g nes sont rassembl s pour former un g ne fonctionnel pour une cha ne polypeptidique d'un r cepteur d'immunoglobuline ou de lymphocytes T. (Figure 24 28) vacuole Grand compartiment rempli de liquide que l'on trouve dans la plupart des cellules v g tales et fongiques, occupant g n ralement plus d'un tiers du volume cellulaire. (Figure 13 41) attraction de van der Waals Type de liaison non covalente (individuellement faible) qui se forme courte distance entre des atomes non polaires. (Tableau 2-1, p. 45 et Panel 2-3, p. 94-95) R gion variable R gion d'une cha ne polypeptidique d'une immunoglobuline ou d'un r cepteur de lymphocytes T qui est la plus variable et qui contribue au site de liaison l'antig ne. (Figures 24 25 et 24 32) Facteur de croissance de l'endoth lium vasculaire (VEGF) Prot ine s cr t e qui stimule la croissance des vaisseaux sanguins. (Tableau 15-4, p. 850, et Figure 22-26) Mod le de transport v siculaire Une hypoth se sur la fa on dont l'appareil de Golgi atteint et maintient sa structure polaris e et comment les mol cules se d placent d'une citerne une autre. Ce mod le soutient que les citernes de Golgi sont des structures longue dur e de vie qui conservent leur ensemble caract ristique de prot ines r sidentes de Golgi fermement en place, et que les prot ines cargo sont transport es d'une citerne l'autre par des v sicules de transport. Transport v siculaire Transport de prot ines d'un compartiment cellulaire un autre au moyen d'interm diaires d limit s par une membrane tels que des v sicules ou des fragments d'organites. Segment du g ne V S quence d'ADN codant pour la majeure partie de la r gion variable d'une cha ne polypeptidique d'un r cepteur d'immunoglobuline ou de lymphocytes T. Il existe de nombreux segments diff rents du g ne V, dont l'un est li un segment du g ne D ou J par recombinaison somatique lorsqu'une cellule prog nitrice lympho de individuelle commence se diff rencier en lymphocyte B ou T. (Figure 24 28) facteur de virulence Prot ine, cod e par un g ne de virulence, qui contribue la capacit d'un organisme provoquer une maladie. g ne de virulence G ne qui contribue la capacit d'un organisme provoquer une maladie. virus Particule constitu e d'acide nucl ique (ARN ou ADN) enferm e dans une enveloppe prot ique et capable de se r pliquer l'int rieur d'une cellule h te et de se propager de cellule en cellule. (Figure 23 11) r cepteur du virus Mol cule la surface de la cellule h te laquelle les prot ines de surface du virus se lient pour permettre la liaison du virus la surface de la cellule. Canal cationique voltage-d pendant Type de canal ionique pr sent dans les membranes des cellules lectriquement excitables (telles que les cellules nerveuses, endocriniennes, ufs et musculaires). S'ouvre en r ponse un d calage du potenti |
Biologie moléculaire de la cellule | el de membrane au-del d'une valeur seuil. Canal ionique dans la membrane des cellules nerveuses qui s'ouvre en r ponse la d polarisation membranaire, permettant l'efflux de K+ et la restauration rapide du potentiel membranaire n gatif. Canal ionique dans la membrane des cellules nerveuses et musculaires squelettiques qui s'ouvre en r ponse un stimulus provoquant une d polarisation suffisante, permettant au Na+ de p n trer dans la cellule par son gradient lectrochimique v-SNAREs Prot ine SNARE transmembranaire, comprenant une seule cha ne polypeptidique, que l'on trouve g n ralement dans les membranes v siculaires o elle interagit avec les t-SNARE dans les membranes cibles. Pompes de type V Machines prot ines de type turbine construites partir de plusieurs sous-unit s diff rentes qui utilisent l' nergie de l'hydrolyse de l'ATP pour conduire le transport travers une membrane. La pompe protons de type V transf re H+ dans des organites tels que les lysosomes pour acidifier leur int rieur. (Figure 11 et 12) Prot ine WASp Cible cl de Cdc42 activ . Existe dans une conformation repli e inactive et une conformation ouverte activ e ; l'association avec Cdc42 stabilise la forme ouverte, permettant de se lier au complexe Arp 2/3 et d'augmenter l'activit actinnucl ante. Wee1 Prot ine kinase qui inhibe l'activit de Cdk en phosphorylant les acides amin s dans le site actif de Cdk. Important dans la r gulation de l'entr e dans la phase M du cycle cellulaire. Technique par laquelle les prot ines sont s par es par lectrophor se et immobilis es sur une feuille de papier, puis analys es, g n ralement au moyen d'un anticorps marqu . Aussi appel immunoblottage. Globule blanc Nom g n ral de toutes les cellules sanguines nucl es d pourvues d'h moglobine. Aussi appel leucocytes. Comprend les lymphocytes, les granulocytes et les monocytes. (Figure 22 27) Membre d'une famille de prot ines signaux s cr t es qui jouent de nombreux r les diff rents dans le contr le de la diff renciation cellulaire, de la prolif ration et de l'expression g nique dans les embryons animaux et les tissus adultes. Voie de signalisation Wnt/ -cat nine Voie de signalisation activ e par la liaison d'une prot ine Wnt ses r cepteurs de surface cellulaire. Le chemin comporte plusieurs branches. Dans la branche principale (canonique), l'activation provoque une augmentation des quantit s de -cat nine dans le noyau, o elle r gule la transcription des g nes contr lant la diff renciation et la prolif ration cellulaires. Une suractivation de la voie Wnt/ -cat nine peut entra ner un cancer. (Figure 15 60) Inactivation de l'X Inactivation d'une copie du chromosome X dans les cellules somatiques des mammif res femelles. Centre d'inactivation X (CIX) Site d'un chromosome X au niveau duquel l'inactivation est initi e et se propage vers l'ext rieur. Cristallographie aux rayons X Technique permettant de d terminer l'arrangement tridimensionnel des atomes d'une mol cule sur la base du motif de diffraction des rayons X traversant un cristal de la mol cule. (Figure 8 21) Cellule diplo de zygote produite par la fusion d'un gam te m le et femelle. Un uf f cond . |
Biochimie_Lippincott | Pour obtenir d'autres documents auxiliaires relatifs ce chapitre, veuillez consulter le site thePoint. I. APER U Les prot ines sont les mol cules les plus abondantes et les plus diversifi es sur le plan fonctionnel dans les syst mes vivants. Pratiquement tous les processus de la vie d pendent de cette classe de macromol cules. Par exemple, les enzymes et les hormones polypeptidiques dirigent et r gulent le m tabolisme dans le corps, tandis que les prot ines contractiles dans les muscles permettent le mouvement. Dans l'os, la prot ine collag ne forme un cadre pour le d p t de cristaux de phosphate de calcium, agissant comme les c bles d'acier dans le b ton arm . Dans la circulation sanguine, les prot ines, telles que l'h moglobine et l'albumine, transportent des mol cules essentielles la vie, tandis que les immunoglobulines combattent les bact ries et les virus infectieux. En bref, les prot ines pr sentent une incroyable diversit de fonctions, mais toutes partagent la caract ristique structurelle commune d' tre des polym res lin aires d'acides amin s. Ce chapitre d crit les propri t s des acides amin s. Le chapitre 2 explore comment ces l ments constitutifs simples sont assembl s pour former des prot ines qui ont des structures tridimensionnelles uniques, ce qui les rend capables d'ex cuter des fonctions biologiques sp cifiques. II. STRUCTURE Bien que > 300 acides amin s diff rents aient t d crits dans la nature, seuls 20 sont couramment trouv s comme constituants des prot ines de mammif res. [Remarque : Ces acides amin s standard sont les seuls acides amin s qui sont cod s par l'ADN, le mat riel g n tique de la cellule (voir p. 411). Les acides amin s non standard sont produits par modification chimique d'acides amin s standard (voir p. 45).] Chaque acide amin a un groupe carboxyle, un groupe amino primaire ( l'exception de la proline, qui a un groupe amino secondaire) et une cha ne lat rale distincte (groupe R) li e l'atome de carbone . un pH physiologique (~7,4), le groupe carboxyle est dissoci , formant l'ion carboxylate charg n gativement ( COO ), et le groupe amino est proton ( NH3+) (Fig. 1.1A). Dans les prot ines, presque tous ces groupes carboxyle et amino sont combin s par liaison peptidique et, en g n ral, ne sont pas disponibles pour une r action chimique, sauf pour la formation de liaisons hydrog ne (Fig. 1.1B). Ainsi, c'est la nature des cha nes lat rales qui dicte en fin de compte le r le qu'un acide amin joue dans une prot ine. Par cons quent, il est utile de classer les acides amin s en fonction des propri t s de leurs cha nes lat rales, c'est- -dire s'ils sont non polaires (ont une distribution uniforme des lectrons) ou polaires (ont une distribution in gale des lectrons, tels que les acides et les bases) comme le montrent les figures 1.2 et 1.3. et la polarit de leurs cha nes lat rales pH acide (suite de la Fig. 1.2). [Remarque : un pH physiologique (7,35 7,45), les groupes -carboxyle, les cha nes lat rales acides et la cha ne lat rale de l'histidine libre sont d proton s.] A. Acides amin s cha nes lat rales non polaires Chacun de ces acides amin s a une cha ne lat rale non polaire qui ne gagne ni ne perd de protons et ne participe pas aux liaisons hydrog ne ou ioniques (voir Fig. 1.2). Les cha nes lat rales de ces acides amin s peuvent tre consid r es comme huileuses ou lipidiques, une propri t qui favorise les interactions hydrophobes (voir Fig. 2.10, p. 19). 1. Emplacement dans les prot ines : Dans les prot ines trouv es dans les solutions aqueuses (un environnement polaire), les cha nes lat rales des acides amin s non polaires ont tendance se regrouper l'int rieur de la prot ine (Fig. 1.4). Ce ph nom ne, connu sous le nom d'effet hydrophobe, est le r sultat de l'hydrophobicit des groupes R non polaires, qui agissent un peu comme des gouttelettes d'huile qui fusionnent dans un environnement aqueux. En remplissant l'int rieur de la prot ine repli e, ces groupes R non polaires aident donner la prot ine sa forme tridimensionnelle. Cependant, pour les prot ines situ es dans un environnement hydrophobe, tel qu'une membrane, les groupes R non polaires se trouvent sur la surface externe de la prot ine, interagissant avec l'environnement lipidique (voir Fig. 1.4). L'importance de ces interactions hydrophobes dans la stabilisation de la structure des prot ines est discut e la p. 19. L'an mie falciforme, une maladie des globules rouges qui les fait prendre la forme d'une faucille plut t que d'un disque, r sulte du remplacement du glutamate polaire par de la valine non polaire en sixi me position dans la sous-unit de l'h moglobine A (voir p. 36). 2. Proline : La proline diff re des autres acides amin s en ce que sa cha ne lat rale et son azote forment une structure cyclique rigide cinq cha nons (Fig. 1.5). La proline a donc un groupe amino secondaire (plut t que primaire). Il est souvent appel acide imino . La g om trie unique de |
Biochimie_Lippincott | la proline contribue la formation de la structure fibreuse du collag ne (voir p. 45), mais elle interrompt les h lices trouv es dans les prot ines globulaires (voir p. 16). B. Acides amin s avec des cha nes lat rales polaires non charg es Ces acides amin s ont une charge nette nulle pH physiologique, bien que les cha nes lat rales de la cyst ine et de la tyrosine puissent perdre un proton un pH alcalin (voir Fig. 1.3). La s rine, la thr onine et la tyrosine contiennent chacune un groupe hydroxyle polaire qui peut participer la formation de liaisons hydrog ne (Fig. 1.6). Les cha nes lat rales de l'asparagine et de la glutamine contiennent chacune un groupe carbonyle et un groupe amide, qui peuvent tous deux participer aux liaisons hydrog ne. 1. Liaison disulfure : La cha ne lat rale de la cyst ine contient un groupe sulfhydryle (thiol) (-SH), qui est un composant important du site actif de nombreuses enzymes. Dans les prot ines, les groupes SH de deux cyst ines peuvent tre oxyd s pour former une r ticulation covalente appel e liaison disulfure (-S-S ). Deux cyst ines li es au disulfure sont appel es cystine. (Voir p. 19 pour une discussion plus approfondie de la formation de la liaison disulfure.) De nombreuses prot ines extracellulaires sont stabilis es par des liaisons disulfure. L'albumine, une prot ine sanguine qui fonctionne comme un transporteur pour une vari t de mol cules, en est un exemple. 2. Cha nes lat rales comme sites d'attachement pour d'autres compos s : Le groupe hydroxyle polaire de la s rine, de la thr onine et (rarement) de la tyrosine peut servir de site d'attachement pour des structures telles qu'un groupe phosphate. De plus, le groupe amide de l'asparagine, ainsi que le groupe hydroxyle de la s rine ou de la thr onine, peuvent servir de site de fixation pour les cha nes oligosaccharidiques dans les glycoprot ines (voir p. 165). C. Acides amin s cha nes lat rales acides Les acides amin s, l'acide aspartique et l'acide glutamique sont des donneurs de protons. Au pH physiologique, les cha nes lat rales de ces acides amin s sont enti rement ionis es, contenant un groupe carboxylate charg n gativement (COO). Les formes enti rement ionis es sont appel es aspartate et glutamate. D. Acides amin s cha nes lat rales basiques Les cha nes lat rales des acides amin s basiques acceptent des protons (voir Fig. 1.3). Au pH physiologique, les groupes R de la lysine et de l'arginine sont enti rement ionis s et charg s positivement. En revanche, l'histidine, un acide amin libre, est faiblement basique et largement d charg au pH physiologique. Cependant, lorsque l'histidine est incorpor e dans une prot ine, son groupe R peut tre charg positivement (proton ) ou neutre, en fonction de l'environnement ionique fourni par la prot ine. Cette propri t importante de l'histidine contribue au r le tampon qu'elle joue dans le fonctionnement de prot ines telles que l'h moglobine (voir p. 30). [Remarque : L'histidine est le seul acide amin avec une cha ne lat rale qui peut s'ioniser dans la plage de pH physiologique.] E. Abr viations et symboles pour les acides amin s courants (Fig. 1.7). Les codes une lettre sont d termin s par les r gles suivantes. 1. Premi re lettre unique : Si un seul acide amin commence par une lettre donn e, cette lettre est utilis e comme symbole. Par exemple, V = valine. 2. Les acides amin s les plus courants ont la priorit : si plus d'un acide amin commence par une lettre particuli re, le plus courant de ces acides amin s re oit cette lettre comme son symbole. Par exemple, la glycine est plus fr quente que le glutamate, donc G = glycine. 3. Noms consonance similaire : Certains symboles d'une lettre ressemblent l'acide amin qu'ils repr sentent. Par exemple, F = ph nylalanine, ou W = tryptophane ( twyptophane comme dirait Elmer Fudd). 4. Lettre proche de la lettre initiale : Pour les acides amin s restants, on attribue un symbole d'une lettre qui est aussi proche que possible de la lettre initiale de l'acide amin , par exemple, K = lysine. De plus, B est attribu Asx, signifiant soit l'acide aspartique, soit l'asparagine ; Z est attribu Glx, signifiant soit l'acide glutamique, soit la glutamine ; et X est attribu un acide amin non identifi . F. Isom res d'acides amin s Parce que le carbone d'un acide amin est attach quatre groupes chimiques diff rents, il s'agit d'un atome asym trique (chiral). La glycine est l'exception car son -carbone poss de deux substituants hydrog ne. Les acides amin s avec un carbone chiral existent sous deux formes isom res diff rentes, d sign es D et L, qui sont des nantiom res, ou des images miroir (Fig. 1.8). [Remarque : les nantiom res sont optiquement actifs. Si un isom re, D ou L, fait tourner le plan de la lumi re polaris e dans le sens des aiguilles d'une montre, il est d sign sous la forme (+). Tous les acides amin s pr sents dans les prot ines de mammif res sont de configuration L. Ce |
Biochimie_Lippincott | pendant, les acides amin s D se trouvent dans certains antibiotiques et dans les parois cellulaires bact riennes (voir p. 252). [Remarque : Les rac mases interconvertissent enzymatiquement les isom res D et L des acides amin s libres.] III. PROPRI T S ACIDES ET BASIQUES Les acides amin s en solution aqueuse contiennent des groupes -carboxyle faiblement acides et des groupes -amin s faiblement basiques. De plus, chacun des acides amin s acides et basiques contient un groupe ionisable dans sa cha ne lat rale. Ainsi, les acides amin s libres et certains acides amin s combin s dans des liaisons peptidiques peuvent agir comme des tampons. Les acides peuvent tre d finis comme des donneurs de protons et les bases comme des accepteurs de protons. Les acides (ou bases) d crits comme faibles ne s'ionisent que dans une mesure limit e. La concentration de protons ([H+]) dans une solution aqueuse est exprim e en pH, o pH = log 1/[H+] ou log [H+]. La relation quantitative entre le pH de la solution et la concentration d'un acide faible (HA) et de sa base conjugu e (A-) est d crite par l' quation de Henderson-Hasselbalch. A. Calcul de l' quation Consid rons la lib ration d'un proton par un acide faible repr sent par HA : la base saline ou conjugu e, A-, est la forme ionis e d'un acide faible. Par d finition, la constante de dissociation de l'acide, Ka, est : [Remarque : Plus le Ka est grand, plus l'acide est fort, car la majeure partie de l'AH s'est dissoci e en H+ et A . l'inverse, plus le Ka est petit, moins l'acide s'est dissoci et, par cons quent, plus l'acide est faible.] En r solvant le [H+] dans l' quation ci-dessus, en prenant le logarithme des deux membres de l' quation, en multipliant les deux membres de l' quation par -1, et en substituant pH = log [H+] et pKa = log Ka, nous obtenons l' quation de Henderson-Hasselbalch : B. Tampons Un tampon est une solution qui r siste aux changements de pH suite l'ajout d'un acide ou d'une base. Un tampon peut tre cr en m langeant un acide faible (HA) avec sa base conjugu e (A-). Si un acide tel que le HCl est ajout un tampon, A peut le neutraliser et tre converti en AH dans le processus. Si une base est ajout e, HA peut galement la neutraliser, tant convertie en A- dans le processus. La capacit tampon maximale se produit un pH gal au pKa, mais une paire acide-base conjugu e peut toujours servir de tampon efficace lorsque le pH d'une solution se situe environ 1 unit de pH du pKa. Si les quantit s de HA et de A- sont gales, le pH est gal au pKa. Comme le montre la figure 1.9, une solution contenant de l'acide ac tique (HA = CH3 COOH) et de l'ac tate (A = CH3 COO ) avec un pKa de 4,8 r siste un changement de pH de 3,8 5,8, avec un tampon maximal pH 4,8. des valeurs de pH inf rieures au pKa, la forme acide proton e (CH3 COOH) est l'esp ce pr dominante en solution. des valeurs de pH sup rieures au pKa, la forme de base d proton e (CH3 COO ) est l'esp ce pr dominante. C. Titrage des acides amin sLa courbe de titration d'un acide amin peut tre analys e de la m me mani re que celle d crite pour l'acide ac tique.1. Dissociation du groupe carboxyle : Prenons l'exemple de l'alanine, qui contient un groupe ionisable -carboxyle et -amino. [Remarque : Son groupe R CH3 est non ionisable.] un pH faible (acide), ces deux groupes sont proton s (Fig. 1.10). Lorsque le pH de la solution augmente, le groupe COOH de forme I peut se dissocier en donnant un H+ au milieu. La lib ration d'un H+ entra ne la formation du groupe carboxylate, COO . Cette structure est repr sent e par la forme II, qui est la forme dipolaire de la mol cule (voir Fig. 1.10). Cette forme, galement appel e zwitterion (du mot allemand pour hybride ), est la forme iso lectrique de l'alanine, c'est- -dire qu'elle a une charge globale (nette) de z ro. 2. Application de l' quation de Henderson-Hasselbalch : La constante de dissociation du groupe carboxyle d'un acide amin est appel e K1, plut t que Ka, car la mol cule contient un deuxi me groupe titrable. L' quation de Henderson-Hasselbalch peut tre utilis e pour analyser la dissociation du groupe carboxyle de l'alanine de la m me mani re que celle d crite pour l'acide ac tique : o I est la forme enti rement proton e de l'alanine et II est la forme iso lectrique de l'alanine (voir Fig. 1.10). Cette quation peut tre r arrang e et convertie en sa forme logarithmique pour donner : 3. Dissociation du groupe amino : Le deuxi me groupe titrable de l'alanine est le groupe amino ( NH3+) illustr la figure 1.10. Parce qu'il s'agit d'un acide beaucoup plus faible que le groupe -COOH, il a une constante de dissociation beaucoup plus petite, K2. [Remarque : Son pKa est donc plus grand.] La lib ration d'un H+ partir du groupe amine proton de la forme II donne la forme enti rement d proton e de l'alanine, forme III (voir Fig. 1.10). 4. Alanine pKs : La dissociation s quentielle de H+ des groupes carboxyle et |
Biochimie_Lippincott | amino de l'alanine est r sum e la figure 1.10. Chaque groupe titrable a un pKa qui est num riquement gal au pH auquel exactement la moiti du H+ a t limin e de ce groupe. Le pKa du groupe le plus acide ( COOH) est pK1, tandis que le pKa du groupe le plus acide suivant ( NH3+) est pK2. [Remarque : Le pKa du groupe -carboxyle des acides amin s est de ~2, tandis que celui du groupe -amino est de ~9.] 5. Courbe de titrage de l'alanine : En appliquant l' quation de Henderson-Hasselbalch chaque groupe acide dissociable, il est possible de calculer la courbe de titrage compl te d'un acide faible. La figure 1.11 montre la variation du pH qui se produit lors de l'ajout d'une base la forme enti rement proton e de l'alanine (I) pour produire la forme compl tement d proton e (III). Notez ce qui suit : a. Paires tampons : La paire COOH/ COO peut servir de tampon dans la r gion de pH autour de pK1, et la paire NH3+/ NH2 peut servir de tampon dans la r gion autour de pK2. b. Lorsque pH = pK : Lorsque le pH est gal pK1 (2,3), des quantit s gales de formes I et II d'alanine existent en solution. Lorsque le pH est gal pK2 (9,1), des quantit s gales de formes II et III sont pr sentes dans la solution. c. Point iso lectrique : pH neutre, l'alanine existe principalement sous la forme dipolaire II dans laquelle les groupes amino et carboxyle sont ionis s, mais la charge nette est nulle. Le point iso lectrique (pI) est le pH auquel un acide amin est lectriquement neutre, c'est- -dire dans lequel la somme des charges positives est gale la somme des charges n gatives. Pour un acide amin , tel que l'alanine, qui n'a que deux hydrog nes dissociables (l'un du -carboxyle et l'autre du groupe -amino), le pI est la moyenne de pK1 et pK2 (pI = [2,3 + 9,1]/2 = 5,7) comme le montre la figure 1.11. Le pI est donc mi-chemin entre pK1 (2,3) et pK2 (9,1). pI correspond au pH auquel la forme II (avec une charge nette de z ro) pr domine et o il existe galement des quantit s gales de formes I (charge nette de +1) et III (charge nette de -1). La s paration des prot ines plasmatiques par charge se fait g n ralement un pH sup rieur au pI des principales prot ines. Par cons quent, la charge sur les prot ines est n gative. Dans un champ lectrique, les prot ines se d placeront vers l' lectrode positive une vitesse d termin e par leur charge n gative nette. Des variations dans le mod le de mobilit sont vocatrices de certaines maladies. 6. Charge nette pH neutre : Au pH physiologique, les acides amin s ont un groupe charg n gativement ( COO ) et un groupe charg positivement ( NH3+), tous deux attach s au -carbone. [Remarque : le glutamate, l'aspartate, l'histidine, l'arginine et la lysine ont des groupes potentiellement charg s suppl mentaires dans leurs cha nes lat rales.] Des substances telles que les acides amin s qui peuvent agir soit comme un acide, soit comme une base, sont d finies comme amphot res et sont appel es ampholytes ( lectrolytes amphot res). D. Autres applications de l' quation de Henderson-Hasselbalch L' quation de Henderson-Hasselbalch peut tre utilis e pour calculer comment le pH d'une solution physiologique r agit aux changements de concentration d'un acide faible et/ou de sa forme saline correspondante. Par exemple, dans le syst me tampon bicarbonate, l' quation de Henderson-Hasselbalch pr dit comment les changements de concentration d'ions bicarbonate, [HCO3 ], et de concentration de dioxyde de carbone [CO2] influencent le pH (Fig. 1.12A). L' quation est galement utile pour calculer l'abondance des formes ioniques des m dicaments acides et basiques. Par exemple, la plupart des m dicaments sont soit des acides faibles, soit des bases faibles (Fig. 1.12B). Les m dicaments acides (HA) lib rent un H+, provoquant la formation d'un anion charg (A-). Les bases faibles (BH+) peuvent galement lib rer un H+. Cependant, la forme proton e des m dicaments de base est g n ralement charg e, et la perte d'un proton produit la base non charg e (B). Un m dicament passe plus facilement travers les membranes s'il n'est pas charg . Ainsi, pour un acide faible, comme l'aspirine, l'AH non charg peut p n trer travers les membranes, mais pas A-. De m me, pour une base faible, comme la morphine, la forme B non charg e p n tre travers la membrane cellulaire, mais pas BH+. Par cons quent, la concentration effective de la forme perm able de chaque m dicament son site d'absorption est d termin e par les concentrations relatives des formes charg es (imperm ables) et non charg es (perm antes). Le rapport entre les deux formes est d termin par le pH au site d'absorption et par la force de l'acide faible ou base, qui est repr sent e par le pKa du groupe ionisable. L' quation de Henderson-Hasselbalch est utile pour d terminer la quantit de m dicament trouv e de chaque c t d'une membrane qui s pare deux compartiments dont le pH diff re, par exemple, l'estomac (pH 1,0-1,5) et le plasma san |
Biochimie_Lippincott | guin (pH 7,4). IV. CARTES CONCEPTUELLES Les tudiants consid rent parfois la biochimie comme une liste de faits ou d' quations m moriser, plut t que comme un ensemble de concepts comprendre. Les d tails fournis pour enrichir la compr hension de ces concepts se transforment par inadvertance en distractions. Ce qui semble manquer, c'est une feuille de route, un guide qui permet l' l ve de comprendre comment divers sujets s'imbriquent pour raconter une histoire . Par cons quent, dans ce texte, une s rie de cartes conceptuelles biochimiques ont t cr es pour illustrer graphiquement les relations entre les id es pr sent es dans un chapitre et pour montrer comment l'information peut tre regroup e ou organis e. Une carte conceptuelle est donc un outil permettant de visualiser les liens entre les concepts. Le mat riel est repr sent de mani re hi rarchique, avec les concepts les plus inclusifs et les plus g n raux en haut de la carte, et les concepts les plus sp cifiques et moins g n raux dispos s en dessous. Les cartes conceptuelles fonctionnent id alement comme des mod les ou des guides pour organiser l'information, de sorte que l' tudiant peut facilement trouver les meilleures fa ons d'int grer de nouvelles informations aux connaissances qu'il poss de d j . La construction de la carte conceptuelle est d crite ci-dessous. A. Bo tes conceptuelles et liens Les ducateurs d finissent les concepts comme des r gularit s per ues dans des v nements ou des objets . Dans les cartes biochimiques, les concepts incluent des abstractions (par exemple, l' nergie libre), des processus (par exemple, la phosphorylation oxydative) et des compos s (par exemple, le glucose 6-phosphate). Ces concepts d finis de mani re g n rale sont hi rarchis s et l'id e centrale est plac e en haut de la page. Les concepts qui d coulent de cette id e centrale sont ensuite dessin s dans des encadr s (Fig. 1.13A). La taille du caract re indique l'importance relative de chaque id e. Des lignes sont trac es entre les bo tes conceptuelles pour montrer lesquelles sont li es. L' tiquette sur la ligne d finit la relation entre deux concepts, de sorte qu'elle se lit comme une affirmation valide (c'est- -dire que la connexion cr e du sens). Les lignes avec des pointes de fl che indiquent dans quel sens l'assemblage doit tre lu (Fig. 1.14). B. R ticulations Contrairement aux organigrammes lin aires ou aux contours, les cartes conceptuelles peuvent contenir des liens crois s qui permettent au lecteur de visualiser des relations complexes entre des id es repr sent es dans diff rentes parties de la carte (Fig. 1.13B) ou entre la carte et d'autres chapitres de ce livre (Fig. 1.13C). Les liens crois s peuvent ainsi identifier des concepts qui sont au c ur de plus d'un sujet en biochimie, ce qui permet aux tudiants d' tre efficaces dans des situations cliniques et lors de l'examen de licence m dicale des tats-Unis (USMLE) ou d'autres examens n cessitant l'int gration de mat riel. Les l ves apprennent percevoir visuellement les relations non lin aires entre les faits, contrairement aux r f rences crois es dans un texte lin aire. V. R SUM DU CHAPITRE Chaque acide amin a un groupe -carboxyle et un groupe -amino primaire ( l'exception de la proline, qui a un groupe amino secondaire). pH physiologique, le groupe -carboxyle est dissoci , formant l'ion carboxylate charg n gativement ( COO ), et le groupe -amino est proton ( NH3+). Chaque acide amin contient galement l'une des 20 cha nes lat rales distinctes attach es l'atome de carbone . La nature chimique de ce groupe R d termine la fonction d'un acide amin dans une prot ine et fournit la base de la classification des acides amin s en acides amin s comme non polaires, polaires non charg s, acides (polaires n gatifs) ou basiques (polaires positifs). Tous les acides amin s libres, ainsi que les acides amin s charg s dans les cha nes peptidiques, peuvent servir de tampons. La relation quantitative entre le pH d'une solution et la concentration d'un acide faible (HA) et de sa base conjugu e (A ) est d crite par l' quation de Henderson-Hasselbalch. La mise en tampon se produit l'int rieur d'un pH 1 unit du pKa et est maximal lorsque pH = pKa, auquel [A ] = [HA]. Parce que le carbone de chaque acide amin ( l'exception de la glycine) est attach quatre groupes chimiques diff rents, il est asym trique (chiral) et les acides amin s existent sous des formes isom res D et L qui sont des images miroir optiquement actives ( nantiom res). La forme L des acides amin s se trouve dans les prot ines synth tis es par le corps humain. Choisissez UNE meilleure r ponse. .1. Laquelle des affirmations suivantes concernant la courbe de titrage d'un acide amin non polaire est correcte ? Les lettres A D d signent certaines r gions de la courbe ci-dessous. A. Le point A repr sente la r gion o l'acide amin est d proton .B. Le point B repr sente une r gion de tampon minimal.C. Le point |
Biochimie_Lippincott | C repr sente la r gion o la charge nette sur l'acide amin est nulle. D. Le point D repr sente le pK du groupe carboxyle de l'acide amin . L'acide amin pourrait tre la lysine. R ponse correcte = C. Le point C repr sente le point iso lectrique, ou pI, et en tant que tel, se situe mi-chemin entre pK1 et pK2 pour un acide amin non polaire. L'acide amin est enti rement proton au point A. Le point B repr sente une r gion de tampon maximal, tout comme le point D. La lysine est un acide amin basique, et la lysine libre a une cha ne lat rale ionisable en plus des groupes ionisables -amino et -carboxyle. .2. Laquelle des affirmations suivantes concernant le peptide illustr ci-dessous est correcte ? Val-Cys-Glu-Ser- Asp-Arg-Cys Un. Le peptide contient de l'asparagine.B. Le peptide contient une cha ne lat rale avec un groupe amino secondaire.C. Le peptide contient une cha ne lat rale qui peut tre phosphoryl e.D. Le peptide ne peut pas former une liaison disulfure interne. Le peptide se d placerait vers la cathode ( lectrode n gative) lors de l' lectrophor se pH 5. Bonne r ponse = C. Le groupe hydroxyle de la s rine peut accepter un groupe phosphate. L'aspic est l'aspartate. La proline contient un groupe amino secondaire. Les deux r sidus de cyst ine peuvent, dans des conditions oxydantes, former une liaison disulfure (covalente). La charge nette sur le peptide pH 5 est n gative et se d placerait vers l'anode. .3. Un enfant de 2 ans pr sente une acidose m tabolique apr s avoir ing r un nombre inconnu de comprim s d'aspirine aromatis s. Au moment de la consultation, son pH sanguin tait de 7,0. tant donn que le pKa de l'aspirine (acide salicylique) est de 3, calculez le rapport entre ses formes ionis es et unionis es pH 7,0. R ponse correcte = 10 000 contre 1. pH = pKa + log [A ]/[HA]. Par cons quent, 7 = 3 + et = 4. Le rapport de A (ionis ) HA (syndiqu ) est donc de 10 000 1 parce que le log de 10 000 est de 4. Pour obtenir d'autres documents auxiliaires relatifs ce chapitre, veuillez consulter le site thePoint. I. APER U Les 20 acides amin s que l'on trouve couramment dans les prot ines sont reli s entre eux par des liaisons peptidiques. La s quence lin aire des acides amin s li s contient les informations n cessaires pour g n rer une mol cule de prot ine avec une forme tridimensionnelle unique qui d termine la fonction. La meilleure fa on d'analyser la complexit de la structure prot ique est de consid rer la mol cule en termes de quatre niveaux d'organisation : primaire, secondaire, tertiaire et quaternaire (Fig. 2.1). L'examen de ces hi rarchies de plus en plus complexes a r v l que certains l ments structurels sont r p t s dans une grande vari t de prot ines, ce qui sugg re qu'il existe des r gles g n rales concernant la mani re dont les prot ines atteignent leur forme native et fonctionnelle. Ces l ments structurels r p t s vont de simples combinaisons de -h lices et de -feuillets formant de petits motifs au repliement complexe de domaines polypeptidiques de prot ines multifonctionnelles (voir p. 19). II. STRUCTURE PRIMAIRE La s quence d'acides amin s dans une prot ine est appel e la structure primaire de la prot ine. Il est important de comprendre la structure primaire des prot ines, car de nombreuses maladies g n tiques entra nent des prot ines avec des s quences d'acides amin s anormales, ce qui entra ne un mauvais repliement et une perte ou une alt ration de la fonction normale. Si les structures primaires des prot ines normales et mut es sont connues, ces informations peuvent tre utilis es pour diagnostiquer ou tudier la maladie. A. Liaison peptidique Dans les prot ines, les acides amin s sont reli s de mani re covalente par des liaisons peptidiques, qui sont des liaisons amides entre le groupe -carboxyle d'un acide amin et le groupe amino d'un autre. Par exemple, la valine et l'alanine peuvent former le dipeptide valylalanine par la formation d'une liaison peptidique (Fig. 2.2). Les liaisons peptidiques r sistent aux conditions qui d naturent les prot ines, telles que l' chauffement et les fortes concentrations d'ur e (voir p. 20). Une exposition prolong e un acide ou une base forte des temp ratures lev es est n cessaire pour rompre ces liaisons de mani re non enzymatique (voir p. 14). 1. Nommer le peptide : Par convention, l'extr mit amin e libre (N-terminale) de la cha ne peptidique est crite gauche et l'extr mit carboxyle libre (C-terminale) droite. Par cons quent, toutes les s quences d'acides amin s sont lues de l'extr mit N-terminale l'extr mit C-terminale. Par exemple, dans la figure 2.2A, l'ordre des acides amin s dans le dipeptide est la valine, l'alanine. La liaison de 50 acides amin s par des liaisons peptidiques permet d'obtenir une cha ne non ramifi e appel e polypeptide ou prot ine. Chaque composant de l'acide amin est appel r sidu car il s'agit de la partie de l'acide amin restante apr s la perte des atomes d'eau |
Biochimie_Lippincott | dans la formation de la liaison peptidique. Lorsqu'un peptide est nomm , tous les r sidus d'acides amin s ont leurs suffixes (-ine, -an, -ic ou -ate) chang s en -yl, l'exception de l'acide amin C-terminal. Par exemple, un tripeptide compos d'une valine N-terminale, d'une glycine et d'une leucine C-terminale est appel valylglycylleucine. 2. Caract ristiques de la liaison peptidique : La liaison peptidique a un caract re de double liaison partielle, c'est- -dire qu'elle est plus courte qu'une liaison simple et qu'elle est rigide et plane (Fig. 2.2B). Cela emp che la rotation libre autour de la liaison entre le carbone carbonyle et l'azote de la liaison peptidique. Cependant, les liaisons entre les -carbones et les groupes -amino ou -carboxyle peuvent tre librement tourn es (bien qu'elles soient limit es par la taille et le caract re des groupes R). Cela permet la cha ne polypeptidique d'assumer une vari t de conformations possibles. La liaison peptidique est presque toujours dans la configuration trans (au lieu du cis ; voir Fig. 2.2B), en grande partie cause de l'interf rence st rique des groupes R (cha nes lat rales) en position cis. 3. Polarit de la liaison peptidique : Comme toutes les liaisons amides, les groupes C = O et NH de la liaison peptidique ne sont pas charg s et n'acceptent ni ne lib rent de protons au-dessus de la plage de pH de 2 12. Ainsi, les groupes charg s pr sents dans les polypeptides se composent uniquement du groupe N-terminal ( -amino), du groupe C-terminal ( -carboxyle) et de tous les groupes ionis s pr sents dans les cha nes lat rales des acides amin s constitutifs. Les groupes C = O et NH de la liaison peptidique sont cependant polaires et sont impliqu s dans les liaisons hydrog ne (par exemple, dans les h lices et les feuillets ), comme d crit aux pp. 16-17. B. D termination de la composition en acides amin s d'un polypeptide La premi re tape pour d terminer la structure primaire d'un polypeptide consiste identifier et quantifier ses acides amin s constitutifs. Un chantillon purifi du polypeptide analyser est d'abord hydrolys par un acide fort 110 C pendant 24 heures. Ce traitement clive les liaisons peptidiques et lib re les acides amin s individuels, qui peuvent tre s par s par chromatographie changeuse de cations. Dans cette technique, un m lange d'acides amin s est appliqu sur une colonne qui contient une r sine laquelle un groupe charg n gativement est troitement attach . [Remarque : Si le groupe attach est charg positivement, la colonne devient une colonne d' change d'anions.] Les acides amin s se lient la colonne avec diff rentes affinit s, en fonction de leurs charges, de leur hydrophobie et d'autres caract ristiques. Chaque acide amin est lib r s quentiellement de la colonne de chromatographie par lution avec des solutions de force ionique et de pH croissants (Fig. 2.3). Les acides amin s s par s contenus dans l' luat de la colonne sont quantifi s en les chauffant avec de la ninhydrine (un r actif qui forme un compos violet avec la plupart des acides amin s, de l'ammoniac et des amines). La quantit de chaque acide amin est d termin e par spectrophotom trie en mesurant la quantit de lumi re absorb e par le d riv de la ninhydrine. L'analyse d crite ci-dessus est effectu e l'aide d'un analyseur d'acides amin s, une machine automatis e dont les composants sont illustr s la figure 2.3. C. S quen age du peptide partir de son extr mit N-terminale Le s quen age est un processus par tapes d'identification de l'acide amin sp cifique chaque position de la cha ne peptidique, en commen ant par l'extr mit N-terminale. Le ph nylisothiocyanate, connu sous le nom de r actif d'Edman, est utilis pour marquer le r sidu amino-terminal dans des conditions l g rement alcalines (Fig. 2.4). Le d riv de la ph nylthiohydanto ne (PTH) qui en r sulte introduit une instabilit dans la liaison peptidique N-terminale de sorte qu'elle peut tre hydrolys e sans cliver les autres liaisons peptidiques. L'identit du d riv de l'acide amin peut alors tre d termin e. Le r actif Edman peut tre appliqu plusieurs reprises sur le peptide raccourci obtenu lors de chaque cycle pr c dent. Les s quenceurs automatis s sont maintenant utilis s. D. Civrage du polypeptide en fragments plus petits De nombreux polypeptides ont une structure primaire compos e de >100 acides amin s. De telles mol cules ne peuvent pas tre s quenc es directement d'un bout l'autre. Cependant, ces grosses mol cules peuvent tre cliv es des sites sp cifiques et les fragments r sultants s quenc s. En utilisant plus d'un agent de clivage (enzymes et/ou produits chimiques) sur des chantillons distincts du polypeptide purifi , il est possible de g n rer des fragments qui se chevauchent et permettent d'ordonner correctement les fragments s quenc s, fournissant ainsi une s quence compl te d'acides amin s du grand polypeptide (Fig. 2.5). Les enzymes qui hydrolys |
Biochimie_Lippincott | ent les liaisons peptidiques sont appel es peptidases (prot ases). [Remarque : Les exopeptidases coupent aux extr mit s des prot ines et sont divis es en aminopeptidases et carboxypeptidases. Les carboxypeptidases sont utilis es pour d terminer l'acide amin C-terminal. Les endopeptidases se clivent l'int rieur d'une prot ine.] E. D termination de la structure primaire d'une prot ine par s quen age de l'ADN La s quence de nucl otides dans une r gion codant pour une prot ine de l'ADN sp cifie la s quence d'acides amin s d'un polypeptide. Par cons quent, si la s quence nucl otidique peut tre d termin e, la connaissance du code g n tique (voir p. 447) permet de traduire la s quence de nucl otides en la s quence d'acides amin s correspondante de ce polypeptide. Ce processus indirect, bien qu'il soit couramment utilis pour obtenir les s quences d'acides amin s des prot ines, a les limites de ne pas pouvoir pr dire les positions des liaisons disulfure dans la cha ne repli e et de ne pas identifier les acides amin s modifi s apr s leur incorporation dans le polypeptide (modification post-traductionnelle ; voir p. 459). Par cons quent, le s quen age direct des prot ines est un outil extr mement important pour d terminer le v ritable caract re de la s quence primaire de nombreux polypeptides. III. STRUCTURE SECONDAIRE Le squelette polypeptidique n'assume pas une structure tridimensionnelle al atoire, mais forme g n ralement des arrangements r guliers d'acides amin s situ s proximit les uns des autres dans la s quence lin aire. Ces arrangements sont appel s la structure secondaire du polypeptide. L'h lice , la feuille et la courbure (ou -tour) sont des exemples de structures secondaires couramment rencontr es dans les prot ines. Chacun est stabilis par des liaisons hydrog ne entre les atomes du squelette peptidique. [Remarque : L'h lice de la cha ne du collag ne, un autre exemple de structure secondaire, est discut e la p. 45.] A. -h lice On trouve plusieurs h lices polypeptidiques diff rentes dans la nature, mais l'h lice est la plus courante. Il s'agit d'une structure spirale rigide droite, compos e d'un noyau de squelette polypeptidique troitement serr et enroul , avec les cha nes lat rales des acides amin s L s' tendant vers l'ext rieur partir de l'axe central pour viter d'interf rer st riquement les uns avec les autres (Fig. 2.6). Un groupe tr s diversifi de prot ines contient des -h lices. Par exemple, les k ratines sont une famille de prot ines fibreuses rigides troitement apparent es dont la structure est presque enti rement h lico dale. Ils sont un composant majeur des tissus tels que les cheveux et la peau. Contrairement la k ratine, la myoglobine, dont la structure est galement tr s -h lico dale, est une mol cule globulaire et flexible (voir p. 26) pr sente dans les muscles. 1. Liaisons hydrog ne : Une h lice est stabilis e par une liaison hydrog ne tendue entre la liaison peptidique des oxyg nes carbonyles et des hydrog nes amides qui font partie du squelette polypeptidique (voir Fig. 2.6). Les liaisons hydrog ne s' tendent vers le haut et sont parall les la spirale de l'oxyg ne carbonyle d'une liaison peptidique au groupe NH d'une liaison peptidique quatre r sidus en avant dans le polypeptide. Cela garantit que tous les composants de la liaison peptidique, l'exception du premier et du dernier, sont li s les uns aux autres par des liaisons hydrog ne intracha ne. Les liaisons hydrog ne sont individuellement faibles, mais elles servent collectivement stabiliser l'h lice. 2. Acides amin s par tour : Chaque tour d'une h lice contient 3,6 acides amin s. Ainsi, les acides amin s espac s de trois ou quatre r sidus dans la s quence primaire sont spatialement proches les uns des autres lorsqu'ils sont repli s dans l'h lice . 3. Acides amin s qui perturbent une h lice : Le groupe R d'un acide amin d termine sa propension tre dans une h lice . La proline perturbe une h lice parce que son groupe amino secondaire rigide n'est pas g om triquement compatible avec la spirale droite de l'h lice . Au lieu de cela, il ins re un pli dans la cha ne, ce qui interf re avec la structure lisse et h lico dale. La glycine est galement un briseur d'h lice car son groupe R (un hydrog ne) lui conf re une grande souplesse. De plus, les acides amin s avec des groupes R charg s ou volumineux (tels que le glutamate et le tryptophane, respectivement) et ceux avec une branche au -carbone, le premier carbone du groupe R (par exemple, la valine), ont une faible propension l'h lice . B. Feuille La feuille est une autre forme de structure secondaire dans laquelle tous les composants de liaison peptidique sont impliqu dans la liaison hydrog ne (Fig. 2.7A). Parce que les surfaces des feuilles de semblent pliss es , elles sont souvent appel es feuilles pliss es. [Remarque : Le plissage r sulte de -carbones successifs l g rement au-dessus ou au-dessous du p |
Biochimie_Lippincott | lan de la feuille.] Les illustrations de la structure des prot ines montrent souvent des brins sous forme de larges fl ches (Fig. 2.7B). 1. Formation : Une -feuillet est form e de deux ou plusieurs cha nes peptidiques (brins ) align es lat ralement et stabilis es par des liaisons hydrog ne entre les groupes carboxyle et amino d'acides amin s qui sont soit loign s dans un seul polypeptide (liaisons intracha nes), soit dans des cha nes polypeptidiques diff rentes (liaisons intercha nes). Les brins adjacents sont dispos s soit de mani re antiparall le l'un l'autre (avec les N-terminus alternant comme le montre la Fig. 2.7B), soit parall lement les uns aux autres (avec les N-terminus ensemble comme le montre la Fig. 2.7C). Sur chaque -brin, les groupes R d'acides amin s adjacents s' tendent dans des directions oppos es, au-dessus et au-dessous du plan de la feuille de . [Remarque : les feuilles de ne sont pas plates et ont une boucle (torsion) vers la droite lorsqu'elles sont observ es le long du squelette polypeptidique.] 2. Comparaison des -h lices et des feuillets : Dans les feuillets , les brins sont presque enti rement tendus et les liaisons hydrog ne entre les brins sont perpendiculaires au squelette polypeptidique (voir Fig. 2.7A). En revanche, dans les h lices , le polypeptide est enroul et les liaisons hydrog ne sont parall les au squelette (voir Fig. 2.6). L'orientation des groupes R des r sidus d'acides amin s dans l'h lice et le feuillet peut entra ner la formation de c t s polaires et non polaires dans ces structures secondaires, les rendant ainsi amphipathiques. C. -coudes (tours invers s, -tours) -coudes inversent la direction d'une cha ne polypeptidique, l'aidant former une forme compacte et globulaire. Ils se trouvent g n ralement la surface des mol cules de prot ines et comprennent souvent des r sidus charg s. [Remarque : -coudes ont re u ce nom parce qu'ils relient souvent des brins successifs de feuilles antiparall les.] Les courbures sont g n ralement compos es de quatre acides amin s, dont l'un peut tre la proline, l'acide amin qui provoque un pli dans la cha ne polypeptidique. La glycine, l'acide amin avec le plus petit groupe R, est galement fr quemment trouv e dans les courbures . Les -coudes sont stabilis s par la formation de liaisons hydrog ne entre le premier et le dernier r sidu dans le coude. D. Structure secondaire non r p titive Environ la moiti d'une prot ine globulaire moyenne est organis e en structures r p titives, telles que l'h lice et la feuille . Le reste de la cha ne polypeptidique est d crit comme ayant une conformation en boucle ou en bobine. Ces structures secondaires non r p titives ne sont pas al atoires, mais ont simplement une structure moins r guli re que celles d crites ci-dessus. [Note : Le terme bobine al atoire fait r f rence la structure d sordonn e obtenue lorsque les prot ines sont d natur es (voir p. 20).] E. Structures supersecondaires (motifs) Les prot ines globulaires sont construites en combinant des l ments structurels secondaires (c'est- -dire des h lices , des feuilles et des bobines), produisant des motifs g om triques sp cifiques. Ceux-ci forment principalement la r gion centrale (int rieure) de la mol cule. Ils sont reli s par des r gions de boucles (par exemple, des courbures en ) la surface de la prot ine. Les structures supersecondaires sont g n ralement produites par l'empilement serr de cha nes lat rales partir d' l ments structurels secondaires adjacents. Par exemple, les h lices et les feuillets qui sont adjacents dans la s quence d'acides amin s sont aussi g n ralement (mais pas toujours) adjacents dans la prot ine finale repli e. Certains des motifs les plus courants sont illustr s la figure 2.8. Les motifs peuvent tre associ s des fonctions particuli res. Les prot ines qui se lient l'ADN contiennent un nombre limit de motifs. Le motif h lice-boucle-h lice est un exemple trouv dans un certain nombre de prot ines qui fonctionnent comme des facteurs de transcription (voir p. 438). IV. STRUCTURE TERTIAIRE La structure primaire d'une cha ne polypeptidique d termine sa structure tertiaire. Le terme tertiaire fait r f rence la fois au repliement des domaines (les unit s de base de la structure et de la fonction ; voir A. ci-dessous) et l'arrangement final des domaines dans le polypeptide. La structure tertiaire des prot ines globulaires en solution aqueuse est compacte, avec une densit lev e (compactage) des atomes au c ur de la mol cule. Les cha nes lat rales hydrophobes sont enfouies l'int rieur, tandis que les groupes hydrophiles se trouvent g n ralement la surface de la mol cule. A. Domaines Les domaines sont les unit s structurelles fonctionnelles et tridimensionnelles fondamentales des polypeptides. Les cha nes polypeptidiques d'une longueur de > 200 acides amin s sont g n ralement constitu es de deux domaines ou plus. Le c ur d'un d |
Biochimie_Lippincott | omaine est construit partir de combinaisons d' l ments structurels supersecondaires (motifs). Le repliement de la cha ne peptidique au sein d'un domaine se produit g n ralement ind pendamment du repliement dans d'autres domaines. Par cons quent, chaque domaine pr sente les caract ristiques d'une petite prot ine globulaire compacte qui est structurellement ind pendante des autres domaines de la cha ne polypeptidique. B. Stabilisation des interactions La structure tridimensionnelle unique de chaque polypeptide est d termin e par sa s quence d'acides amin s. Les interactions entre les cha nes lat rales d'acides amin s guident le repliement du polypeptide pour former une structure compacte. Les quatre types d'interactions suivants coop rent dans la stabilisation des structures tertiaires des prot ines globulaires. 1. Liaisons disulfure : Une liaison disulfure ( S S ) est une liaison covalente form e partir du groupe sulfhydryle ( SH) de chacun des deux r sidus de cyst ine pour produire un r sidu de cystine (Fig. 2.9). Les deux cyst ines peuvent tre s par es l'une de l'autre par de nombreux acides amin s dans la s quence primaire d'un polypeptide ou peuvent m me tre situ es sur deux polypeptides diff rents. Le repliement du ou des polypeptides rapproche les r sidus de cyst ine et permet la liaison covalente de leurs cha nes lat rales. Une liaison disulfure contribue la stabilit de la forme tridimensionnelle de la mol cule de prot ine et l'emp che de se d naturer dans l'environnement extracellulaire. Par exemple, de nombreuses liaisons disulfure se trouvent dans des prot ines telles que les immunoglobulines qui sont s cr t es par les cellules. [Remarque : La disulfure isom rase prot ique rompt et reforme les liaisons disulfure pendant le repliement.] 2. Interactions hydrophobes : Les acides amin s avec des cha nes lat rales non polaires ont tendance tre situ s l'int rieur de la mol cule polypeptidique, o ils s'associent d'autres acides amin s hydrophobes (Fig. 2.10). En revanche, les acides amin s avec des cha nes lat rales polaires ou charg es ont tendance tre situ s la surface de la mol cule en contact avec le solvant polaire. [Remarque : Rappelons que les prot ines situ es dans des environnements non polaires (lipides), tels qu'une membrane, pr sentent l'arrangement inverse (voir Fig. 1.4, p. 4).] Dans chaque cas, il se produit une s gr gation des groupes R qui est nerg tiquement la plus favorable. 3. Liaisons hydrog ne : Les cha nes lat rales d'acides amin s contenant de l'hydrog ne li l'oxyg ne ou l'azote, comme dans les groupes alcool de la s rine et de la thr onine, peuvent former des liaisons hydrog ne avec des atomes riches en lectrons, tels que l'oxyg ne d'un groupe carboxyle ou le groupe carbonyle d'une liaison peptidique (Fig. 2.11 ; voir aussi Fig. 1.6, p. 4). La formation de liaisons hydrog ne entre les groupes polaires la surface des prot ines et du solvant aqueux am liore la solubilit de la prot ine. 4. Interactions ioniques : Les groupes charg s n gativement, tels que le groupe carboxylate ( COO ) dans la cha ne lat rale de l'aspartate ou du glutamate, peuvent interagir avec les groupes charg s positivement tels que le groupe amino ( NH3+) dans la cha ne lat rale de la lysine (voir Fig. 2.11). C. Repliement des prot ines Les interactions entre les cha nes lat rales d'acides amin s d terminent comment une cha ne polypeptidique lin aire se replie dans la forme tridimensionnelle complexe de la prot ine fonctionnelle. Le repliement des prot ines, qui se produit dans la cellule en quelques secondes quelques minutes, implique des voies non al atoires et ordonn es. Au fur et mesure qu'un peptide se replie, des structures secondaires se forment, entra n es par l'effet hydrophobe (c'est- -dire que les groupes hydrophobes se regroupent lorsque l'eau est lib r e). Ces petites structures se combinent pour former des structures plus grandes. Des v nements suppl mentaires stabilisent la structure secondaire et initient la formation de la structure tertiaire. Dans la derni re tape, le peptide atteint sa forme native (fonctionnelle) enti rement repli e caract ris e par un tat de basse nergie (Fig. 2.12). [Remarque : Certaines prot ines biologiquement actives ou segments de celles-ci n'ont pas de structure tertiaire stable. On les appelle des prot ines intrins quement d sordonn es.] D. D naturation des prot ines La d naturation entra ne le d pliage et la d sorganisation des structures secondaires et tertiaires d'une prot ine sans hydrolyse des liaisons peptidiques. Les agents d naturants comprennent la chaleur, l'ur e, les solvants organiques, les acides ou les bases forts, les d tergents et les ions de m taux lourds tels que le plomb. La d naturation peut, dans des conditions id ales, tre r versible, de sorte que la prot ine se replie dans sa structure native d'origine lorsque l'agent d naturant est limin . Cependant, la plupart des prot ines restent d sordon |
Biochimie_Lippincott | n es de fa on permanente une fois d natur es. Les prot ines d natur es sont souvent insolubles et pr cipitent partir de la solution. E. Chaperons dans le repliement des prot ines L'information n cessaire au repliement correct des prot ines est contenue dans la structure primaire du polypeptide. Cependant, la plupart des prot ines d natur es ne reprennent pas leurs conformations natives, m me dans des conditions environnementales favorables. En effet, pour de nombreuses prot ines, le repliement est un processus facilit qui n cessite un groupe sp cialis de prot ines, appel es chaperons mol culaires, et l'hydrolyse de l'ATP. Les chaperons, galement connus sous le nom de prot ines de choc thermique (HSP), interagissent avec un polypeptide diff rentes tapes du processus de repliement. Certains chaperons se lient aux r gions hydrophobes d'un polypeptide tendu et jouent un r le important dans le maintien de la prot ine d pli e jusqu' ce que sa synth se soit termin e (par exemple, Hsp70). D'autres forment des structures macromol culaires en forme de cage compos es de deux anneaux empil s. La prot ine partiellement repli e p n tre dans la cage, se lie la cavit centrale par des interactions hydrophobes, se replie et est lib r e (par exemple, Hsp60 mitochondriale). [Remarque : Les chaperons en forme de cage sont parfois appel s chaperonins.] Les chaperons facilitent alors le repliement correct des prot ines en se liant et en stabilisant les r gions hydrophobes expos es et sujettes l'agr gation dans les polypeptides naissants (et d natur s), emp chant ainsi le repliement pr matur . V. STRUCTURE QUATERNAIRE De nombreuses prot ines sont constitu es d'une seule cha ne polypeptidique et sont d finies comme des prot ines monom res. Cependant, d'autres peuvent tre constitu s de deux ou plusieurs cha nes polypeptidiques qui peuvent tre structurellement identiques ou totalement ind pendantes. L'arrangement de ces sous-unit s polypeptidiques est appel la structure quaternaire de la prot ine. Les sous-unit s sont maintenues ensemble principalement par des interactions non covalentes (par exemple, les liaisons hydrog ne, les liaisons ioniques et les interactions hydrophobes). Les sous-unit s peuvent fonctionner ind pendamment les unes des autres ou travailler en coop ration, comme dans l'h moglobine, dans laquelle la liaison de l'oxyg ne une sous-unit du t tram re augmente l'affinit des autres sous-unit s pour l'oxyg ne (voir p. 29). Les isoformes sont des prot ines qui remplissent la m me fonction mais ont des structures primaires diff rentes. Ils peuvent provenir de diff rents g nes ou d'un traitement tissulaire sp cifique du produit d'un seul g ne. Si les prot ines fonctionnent comme des enzymes, elles sont appel es isoenzymes (voir p. 65). VI. MAUVAIS REPLIEMENT DES PROT INES Le repliement des prot ines est un processus complexe qui peut parfois entra ner des mol cules mal repli es. Ces prot ines mal repli es sont g n ralement marqu es et d grad es l'int rieur de la cellule (voir p. 247). Cependant, ce syst me de contr le de la qualit n'est pas parfait, et des agr gats intracellulaires ou extracellulaires de prot ines mal repli es peuvent s'accumuler, en particulier mesure que les individus vieillissent. Les d p ts de prot ines mal repli es sont associ s un certain nombre de maladies. A. Maladies amylo des Le mauvais repliement des prot ines peut se produire spontan ment ou tre caus par une mutation dans un g ne particulier, qui produit ensuite une prot ine alt r e. De plus, certaines prot ines apparemment normales peuvent, apr s un clivage prot olytique anormal, prendre une conformation unique qui conduit la formation spontan e de longs assemblages de prot ines fibrillaires constitu s de feuillets pliss s . L'accumulation de ces agr gats de prot ines fibreuses insolubles, appel es amylo des, a t impliqu e dans des troubles neurod g n ratifs tels que la maladie de Parkinson et la maladie d'Alzheimer (MA). Le composant dominant de la plaque amylo de qui s'accumule dans la MA est la amylo de (A ), un peptide extracellulaire contenant 40 42 r sidus d'acides amin s. La cristallographie aux rayons X et la spectroscopie infrarouge mettent en vidence une structure secondaire caract ristique de la feuille pliss e dans les fibrilles non ramifi es. Ce peptide, lorsqu'il est agr g dans une conformation en feuille -pliss e, est neurotoxique et constitue l' v nement pathog ne central conduisant la d ficience cognitive caract ristique de la maladie. L'A qui se d pose dans le cerveau dans la MA est d riv par clivages enzymatiques (par s cr tases) de la prot ine pr curseur amylo de plus grande, une prot ine transmembranaire unique exprim e la surface cellulaire dans le cerveau et d'autres tissus (Fig. 2.13). Les peptides A s'agr gent, g n rant l'amylo de qui se trouve dans le parenchyme c r bral et autour des vaisseaux sanguins. La plupart des cas de MA ne sont pas d'origine g n tiqu |
Biochimie_Lippincott | e, bien qu'au moins 5 % des cas soient familiaux. Un deuxi me facteur biologique impliqu dans le d veloppement de la MA est l'accumulation d'enchev trements neurofibrillaires l'int rieur des neurones. Un composant cl de ces fibres enchev tr es est une forme anormale (hyperphosphoryl e et insoluble) de la prot ine tau ( ), qui, dans sa version saine, aide l'assemblage de la structure microtubulaire. Le d fectueux semble bloquer les actions de son homologue normal. [Remarque : Dans la maladie de Parkinson, l'amylo de est form e partir de la prot ine -synucl ine.] B. Maladies prions (particules infectieuses prot iques) La prot ine prion (PrP) est l'agent causal des enc phalopathies spongiformes transmissibles (EST), notamment la maladie de Creutzfeldt-Jakob chez l'homme, la tremblante du mouton et l'enc phalopathie spongiforme bovine chez les bovins (commun ment appel e maladie de la vache folle ). Apr s une longue s rie de proc dures de purification, les scientifiques ont t surpris de constater que l'infectiosit de l'agent causant la tremblante chez les moutons tait associ e une seule esp ce de prot ine qui n' tait pas complex e avec un acide nucl ique d tectable. Cette prot ine infectieuse est appel e PrPSc (Sc = tremblante). Il est tr s r sistant la d gradation prot olytique et a tendance former des agr gats insolubles de fibrilles, similaires l'amylo de trouv e dans certaines autres maladies du cerveau. Une forme non infectieuse de PrPC (C = cellulaire), cod e par le m me g ne que l'agent infectieux, est pr sente dans le cerveau normal des mammif res la surface des neurones et des cellules gliales. Ainsi, la PrPC est une prot ine h te. Aucune diff rence de structure primaire ou modification post-traductionnelle altern e n'a t observ e entre les formes normales et infectieuses de la prot ine. La cl pour devenir infectieux r side apparemment dans les changements dans la conformation tridimensionnelle de la PrPC. La recherche a d montr qu'un certain nombre d'h lices pr sentes dans la PrPC non infectieuse sont remplac es par des feuillets sous forme infectieuse (Fig. 2.14). Cette diff rence de conformation est probablement ce qui conf re une r sistance relative la d gradation prot olytique des prions infectieux et permet de les distinguer de la PrPC normale dans les tissus infect s. L'agent infectieux est donc une version modifi e d'une prot ine normale, qui agit comme un mod le pour convertir la prot ine normale en conformation pathog ne. Les EST sont invariablement mortelles, et aucun traitement n'est actuellement disponible pour modifier cette issue. VII. R SUM DU CHAPITRE Le concept de conformation native (Fig. 2.15), qui est la structure fonctionnelle et enti rement repli e de la prot ine (par exemple, une enzyme active ou une prot ine structurelle), est essentiel la compr hension de la structure des prot ines. La structure tridimensionnelle unique de la conformation native est d termin e par sa structure primaire, c'est- -dire sa s quence d'acides amin s. Les interactions entre les cha nes lat rales d'acides amin s guident le repliement de la cha ne polypeptidique pour former des structures secondaires, tertiaires et (parfois) quaternaires, qui coop rent pour stabiliser la conformation native de la prot ine. De plus, un groupe sp cialis de prot ines appel es chaperons est n cessaire au bon repliement de nombreuses esp ces de prot ines. La d naturation des prot ines entra ne le d pliage et la d sorganisation de la structure de la prot ine, qui ne s'accompagnent pas d'une hydrolyse des liaisons peptidiques. La d naturation peut tre r versible ou, plus commun ment, irr versible. La maladie peut survenir lorsqu'une prot ine apparemment normale prend une conformation cytotoxique, comme dans le cas de la maladie d'Alzheimer (MA) et des enc phalopathies spongiformes transmissibles (EST), y compris la maladie de Creutzfeldt-Jakob. Dans la maladie d'Alzheimer, les prot ines normales, apr s un traitement chimique anormal, prennent un tat conformationnel unique qui conduit la formation d'assemblages de peptides amylo des (A ) neurotoxiques constitu s de feuilles -pliss es. Dans l'EST, l'agent infectieux est une version modifi e d'une prot ine prion normale qui agit comme un mod le pour convertir la prot ine normale en conformation pathog ne. Choisissez UNE meilleure r ponse. .1. Laquelle des affirmations suivantes concernant la structure des prot ines est correcte ? Les prot ines constitu es d'un polypeptide ont une structure quaternaire stabilis e par des liaisons covalentes. B. Les liaisons peptidiques qui lient les acides amin s d'une prot ine se produisent le plus souvent dans la configuration cis. C. La formation d'une liaison disulfure dans une prot ine n cessite que les r sidus de cyst ine participants soient adjacents dans la structure primaire. D. La d naturation des prot ines entra ne une perte irr versible d' l ments structurels secondaires tel |
Biochimie_Lippincott | s que l'h lice . E. La principale force motrice du repliement des prot ines est l'effet hydrophobe. Bonne r ponse = E. L'effet hydrophobe, ou la tendance des entit s non polaires s'associer dans un environnement polaire, est la principale force motrice du repliement des prot ines. La structure quaternaire n cessite plus d'un polypeptide et, lorsqu'elle est pr sente, elle est stabilis e principalement par des liaisons non covalentes. La liaison peptidique est presque toujours trans. Les deux r sidus de cyst ine participant la formation de la liaison disulfure peuvent tre tr s loign s l'un de l'autre dans la s quence d'acides amin s d'un polypeptide (ou sur deux polypeptides distincts), mais sont rapproch s par le repliement tridimensionnel du polypeptide. La d naturation peut tre r versible ou irr versible. .2. Une mutation ponctuelle particuli re entra ne une perturbation de la structure -h lico dale dans un segment de la prot ine mutante. Le changement le plus probable dans la structure primaire de la prot ine mutante est le suivant : A. du glutamate l'aspartate. B. de la lysine l'arginine.C. de la m thionine la proline. D. valine l'alanine. Bonne r ponse = C. La proline, en raison de son groupe amine secondaire, est incompatible avec une h lice . Le glutamate, l'aspartate, la lysine et l'arginine sont des acides amin s charg s, et la valine est un acide amin ramifi . Les acides amin s charg s et ramifi s (volumineux) peuvent perturber une h lice . [Remarque : La flexibilit du groupe R de la glycine peut galement perturber une h lice .] .3. En comparant l'h lice la feuille , quelle affirmation est correcte uniquement pour la feuille ? A. Des liaisons hydrog ne tendues entre l'oxyg ne carbonyle (C=O) et l'hydrog ne amide (N H) de la liaison peptidique se forment. B. Il peut tre trouv dans les prot ines globulaires typiques. C. Il est stabilis par des liaisons hydrog ne intercha nes. D. C'est un exemple de structure secondaire.E. Il peut tre trouv dans les structures supersecondaires. Bonne r ponse = C. La feuille de est stabilis e par des liaisons hydrog ne intercha nes form es entre des cha nes polypeptidiques distinctes et par des liaisons hydrog ne intracha nes form es entre les r gions d'un seul polypeptide. L'h lice , cependant, n'est stabilis e que par des liaisons hydrog ne intracha ne. Les nonc s A, B, D et E sont vrais pour ces deux l ments structurels secondaires. .4. Un homme de 80 ans pr sentait une d ficience de la fonction intellectuelle et des alt rations du comportement. Sa famille a signal une d sorientation progressive et une perte de m moire au cours des 6 derniers mois. Il n'y a pas d'ant c dents familiaux de d mence. Le patient a t diagnostiqu provisoirement avec la maladie d'Alzheimer (MA). Lequel des nonc s suivants d crit le mieux la maladie d'Alzheimer ? Un. Il est associ la -amylo de, une prot ine anormale avec une s quence d'acides amin s alt r e. B. Il r sulte de l'accumulation de prot ines d natur es qui ont des conformations al atoires.C. Il est associ l'accumulation de prot ine pr curseur de l'amylo de.D. Il est associ au d p t d'agr gats amylo des peptidiques neurotoxiques. E. Il s'agit d'une maladie produite par l'environnement qui n'est pas influenc e par la g n tique de l'individu. F. Elle est caus e par la forme infectieuse en feuillet d'une prot ine de la cellule h te. Bonne r ponse = D. La maladie d'Alzheimer (MA) est associ e de longs assemblages de prot ines fibrillaires constitu s de feuilles pliss es que l'on trouve dans le cerveau et ailleurs. La maladie est associ e un traitement anormal d'une prot ine normale. La prot ine alt r e accumul e se produit dans une conformation en feuille -pliss e qui est neurotoxique. La amylo de qui se d pose dans le cerveau dans la MA est d riv e par clivages prot olytiques de la plus grande prot ine pr curseur de l'amylo de, une prot ine transmembranaire unique exprim e la surface des cellules dans le cerveau et d'autres tissus. La plupart des cas de MA sont sporadiques, bien qu'au moins 5% des cas soient familiaux. Les maladies prions, telles que Creutzfeldt-Jakob, sont caus es par la forme infectieuse en feuillet (PrPSc) d'une prot ine de la cellule h te (PrPC). Pour obtenir d'autres documents auxiliaires relatifs ce chapitre, veuillez consulter le site thePoint. I. APER U Le chapitre pr c dent a d crit les types de structures secondaires et tertiaires qui sont les briques et le mortier de l'architecture des prot ines. En organisant ces l ments structurels fondamentaux dans diff rentes combinaisons, il est possible de construire des prot ines tr s diverses, capables de diverses fonctions sp cialis es. Ce chapitre examine la relation entre la structure et la fonction des h miprot ines globulaires cliniquement importantes. Les prot ines structurelles fibreuses sont abord es au chapitre 4. II. H MIPROT INES GLOBULAIRES Les h miprot ines son |
Biochimie_Lippincott | t un groupe de prot ines sp cialis es qui contiennent de l'h me sous la forme d'un groupe proth tique troitement li . (Voir p. 54 pour une discussion sur les groupes de proth ses.) Le r le du groupe h me est dict par l'environnement cr par la structure tridimensionnelle de la prot ine. Par exemple, le groupe h me d'un cytochrome fonctionne comme un transporteur d' lectrons qui est alternativement oxyd et r duit (voir p. 75). En revanche, le groupe h me de l'enzyme catalase fait partie du site actif de l'enzyme qui catalyse la d gradation du peroxyde d'hydrog ne (voir p. 148). Dans l'h moglobine et la myoglobine, les deux h miprot ines les plus abondantes chez l'homme, le groupe h me sert lier de mani re r versible l'oxyg ne (O2). A. Structure de l'h me L'h me est un complexe de protoporphyrine IX et de fer ferreux (Fe2+), comme le montre la figure 3.1. Le fer est maintenu au centre de la mol cule d'h me par des liaisons aux quatre azotes du cycle porphyrine. L'h me Fe2+ peut former deux liaisons suppl mentaires, une de chaque c t de l'anneau de porphyrine plane. Dans la myoglobine et l'h moglobine, l'une de ces positions est coordonn e la cha ne lat rale d'un r sidu d'histidine de la mol cule de globine, tandis que l'autre position est disponible pour lier l'O2 (Fig. 3.2). (Voir pp. 278 et 282, respectivement, pour une discussion sur la synth se et la d gradation de l'h me.) B. Structure et fonction de la myoglobine La myoglobine, une h miprot ine pr sente dans le c ur et les muscles squelettiques, fonctionne la fois comme un r servoir d'oxyg ne et comme un transporteur d'oxyg ne qui augmente le taux de transport de l'oxyg ne dans la cellule musculaire. [Remarque : tonnamment, les doubles knock-outs de myoglobine de souris (voir p. 502) ont un ph notype apparemment normal.] La myoglobine se compose d'une seule cha ne polypeptidique qui est structurellement similaire aux cha nes polypeptidiques individuelles de la mol cule d'h moglobine t tram re. Cette homologie fait de la myoglobine un mod le utile pour interpr ter certaines des propri t s les plus complexes de l'h moglobine. 1. Contenu -h lico dal : La myoglobine est une mol cule compacte, avec ~80 % de sa cha ne polypeptidique pli e en huit tron ons de -h lice. Ces r gions -h lico dales, tiquet es de A H sur la figure 3.2A, se terminent soit par la pr sence de proline, dont l'anneau cinq cha nons ne peut tre log dans une h lice (voir p. 16), soit par des courbures et des boucles - stabilis es par des liaisons hydrog ne et des liaisons ioniques (voir p. 19). [Remarque : Les liaisons ioniques sont galement appel es interactions lectrostatiques ou ponts salins.] 2. Localisation des r sidus d'acides amin s polaires et non polaires : L'int rieur de la mol cule de myoglobine globulaire est compos presque enti rement d'acides amin s non polaires. Ils sont serr s les uns contre les autres, formant une structure stabilis e par des interactions hydrophobes entre ces r sidus group s (voir p. 19). En revanche, les acides amin s polaires sont situ s presque exclusivement la surface, o ils peuvent former des liaisons hydrog ne, la fois entre eux et avec l'eau. 3. Liaison du groupe h mique : Le groupe h mique de la mol cule de myoglobine se trouve dans une crevasse, qui est tapiss e d'acides amin s non polaires. Deux r sidus d'histidine font exception (voir Fig. 3.2B). Premi rement, le histidine proximale (F8), se lie directement au Fe2+ de l'h me. La seconde, ou histidine distale (E7), n'interagit pas directement avec le groupe h me mais aide stabiliser la liaison de l'O2 au Fe2+. Ainsi, la partie prot ique, ou globine, de la myoglobine cr e un microenvironnement sp cial pour l'h me qui permet la liaison r versible d'une mol cule d'oxyg ne (oxyg nation). La perte simultan e d' lectrons par Fe2+ (oxydation sous la forme ferrique [Fe3+]) ne se produit que rarement. C. Structure et fonction de l'h moglobine L'h moglobine se trouve exclusivement dans les globules rouges (GR), o sa fonction principale est de transporter l'O2 des poumons vers les capillaires des tissus. L'h moglobine A, la principale h moglobine chez l'adulte, est compos e de quatre cha nes polypeptidiques (deux cha nes et deux cha nes ) maintenues ensemble par des interactions non covalentes (Fig. 3.3). Chaque cha ne (sous-unit ) pr sente des tron ons de structure h lico dale et une poche hydrophobe de liaison l'h me similaire celle d crite pour la myoglobine. Cependant, la mol cule d'h moglobine t tram re est structurellement et fonctionnellement plus complexe que la myoglobine. Par exemple, l'h moglobine peut transporter des protons (H+) et du dioxyde de carbone (CO2) des tissus vers les poumons et peut transporter quatre mol cules d'O2 des poumons vers les cellules du corps. De plus, les propri t s de liaison l'oxyg ne de l'h moglobine sont r gul es par l'interaction avec les effecteurs allost riques (voir p. 29). L'obtention de l'O2 de l'atmos |
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