Objectifs
[Dans l'ensemble du module de biologie cellulaire nous traiterons principalement de la cellule animale.]
Cette ressource a été réalisée par IJsbrand Kramer et Gérard Tramu, Professeurs de l'Université Bordeaux 1. Elle a bénéficié de la participation active de :
Pascal Branchereau, Professeur Université Bordeaux 1 Centre de Neurosciences Intégratives et Cognitives, Université Bordeaux 1 (auteur de l'excursion « Rhodopsine et phototransduction »).
Jean Dessolin et Michel Laguerre, IECB-UMR 5248 .
Alasdair Gibb et Guy Moss, Department of Pharmacology, University College London, London.
Peter Tatham et Bastien Gomperts (professeurs en retraite), Department of Physiology, University College London, London.
Elisabeth Genot, IECB-INSERM U1045.
Dans cette ressource nous nous focalisons sur les processus qui assurent la communication entre la cellule et son environnement. Cette communication est assurée par de nombreuses molécules informatives ; les (premiers) messagers qui, selon leur localisation et leur fonction majeures, peuvent être des neurotransmetteurs, des hormones, des cytokines (dont les facteurs de croissance) ou encore des composants de la matrice extracellulaire. La molécule informative est reconnue par un récepteur (protéine de liaison) situé à la surface ou à l'intérieur de la cellule. La fixation du messager induit un signal intracellulaire par un processus appelé « transduction du signal ». Les récepteurs et les signaux qu'ils transmettent, donnent à la cellule une représentation symbolique permanente de son environnement. Nous décrirons les modalités générales (phosphorylation et déphosphorylation, échange de nucléotides, ubiquitination, ouverture des canaux) par lesquelles ces signaux intracellulaires perturbent l'homéostasie cellulaire et imposent un changement pour ajuster l'activité de la cellule aux besoins de l'organisme entier.
Mode d'emploi pour l'enseignement
Nous suggérons que pour la première année de licence (ou d'autres parcours pédagogiques de niveau équivalent) le sujet de signalisation cellulaire soit limité à la section générale. D'autres voies de signalisation pourront être traitées dans d'autres modules à venir, dédiés à la signalisation cellulaire.
Prérequis :
Avoir une notion solide de la composition chimique de la protéine (séquence d'acides aminés).
Avoir compris que l'association avec des nucléotides (adénosine ou guanosine), sous forme triphosphate ou diphosphate, influence la configuration spatiale de la protéine.
Avoir compris que la fixation covalente d'un ou plusieurs groupes phosphates (phosphorylation) influence la configuration spatiale de la protéine.
Avoir une notion de l'activité enzymatique (effet catalyseur).
Avoir compris que la membrane cytoplasmique est imperméable à la plupart des solutés physiologiques.
Connaître les modalités d'insertion ou de liaison des protéines membranaires
Objectifs :
Acquérir une bonne connaissance des premiers messagers (hormones, neurotransmetteurs, cytokines et composants de la matrice extracellulaire) et de leurs récepteurs.
Comprendre le rôle du premier messager dans la communication entre la cellule et son environnement (l'organisme).
Comprendre que la communication nécessite la présence d'un récepteur interposé (soit dans la membrane plasmique, soit dans le cytoplasme).
Comprendre que le récepteur interagit, directement ou indirectement, avec une protéine effectrice, responsable de l'envoi d'un second messager intracellulaire (transduction du signal).
Connaître les modalités générales conduisant au changement de conformation et donc d'activité des protéines (échanges de nucléotides, (dé)phosphorylation, liaison des seconds messagers et autres).
Comprendre que le signal intracellulaire déclenche un effet immédiat (contraction, sécrétion, etc) mais également des effets différés sur l'expression génique (plasticité à long terme).
Etre capable d'énoncer la succession des événements de signalisation se déroulant entre la fixation du premier messager et l'apparition de l'effet physiologique (séquence choisi parmi l'un des 5 thèmes).
Temps de travail prévu : 4 heures (sans les excursions)
Conseils pour la visualisation de cette ressource : si le texte vous paraît trop petit n'hésitez pas à l'agrandir pour un meilleur confort de lecture en utilisant la fonction zoom de votre navigateur (menu/affichage/zoom/agrandir), enfin cliquez sur les images afin de les agrandir pour plus de détail (re-cliquez sur l'image pour la réduire de nouveau).