9.E : Communication cellulaire (exercices)

Dans les organismes multicellulaires, les cellules envoient et reçoivent des messages chimiques en permanence pour coordonner les actions d'organes, de tissus et de cellules distants. La possibilité d'envoyer des messages rapidement et efficacement permet aux cellules de coordonner et d'affiner leurs fonctions.

9.1 : Molécules de signalisation et récepteurs cellulaires

Les signaux chimiques sont émis par les cellules de signalisation sous la forme de petites molécules, généralement volatiles ou solubles appelées ligands. Un ligand est une molécule qui se lie à une autre molécule spécifique, délivrant dans certains cas un signal au cours du processus. Les ligands peuvent donc être considérés comme des molécules de signalisation. Les ligands interagissent avec les protéines des cellules cibles, qui sont des cellules affectées par des signaux chimiques ; ces protéines sont également appelées récepteurs.

Questions de révision

Quelle propriété empêche les ligands des récepteurs de surface cellulaire de pénétrer dans la cellule ?

1. Les molécules se lient au domaine extracellulaire.
2. Les molécules sont hydrophiles et ne peuvent pas pénétrer l'intérieur hydrophobe de la membrane plasmique.
3. Les molécules sont attachées à des protéines de transport qui les acheminent par la circulation sanguine vers les cellules cibles.
4. Les ligands sont capables de pénétrer dans la membrane et d'influencer directement l'expression génique lors de la liaison au récepteur.

Réponse

B

La sécrétion d'hormones par l'hypophyse est un exemple de _______________.

1. signalisation autocrine
2. signalisation paracrine
3. signalisation endocrinienne
4. signalisation directe à travers les jonctions lacunaires

Réponse

C

Pourquoi les canaux ioniques sont-ils nécessaires pour transporter les ions à l'intérieur ou à l'extérieur d'une cellule ?

1. Les ions sont trop gros pour être diffusés à travers la membrane.
2. Les ions sont des particules chargées qui ne peuvent pas se diffuser à travers l'intérieur hydrophobe de la membrane.
3. Les ions n'ont pas besoin de canaux ioniques pour traverser la membrane.
4. Les ions se lient aux protéines porteuses présentes dans le sang, qui doivent être éliminées avant d'être transportées dans la cellule.

Réponse

B

Les signaux endocriniens sont transmis plus lentement que les signaux paracrines car ___________.

1. les ligands sont transportés dans le sang et parcourent de plus grandes distances
2. les cellules cible et de signalisation sont proches l'une de l'autre
3. les ligands se dégradent rapidement
4. les ligands ne se lient pas aux protéines porteuses pendant le transport

Réponse

UN

Réponse gratuite

Quelle est la différence entre la signalisation intracellulaire et la signalisation intercellulaire ?

Réponse

La signalisation intracellulaire se produit à l'intérieur d'une cellule et la signalisation intercellulaire se produit entre les cellules.

Comment les effets de la signalisation paracrine sont-ils limités à une zone proche des cellules de signalisation ?

Réponse

Les ligands sécrétés sont rapidement éliminés par dégradation ou réabsorption dans la cellule, de sorte qu'ils ne peuvent pas se déplacer sur de longues distances.

Quelles sont les différences entre les récepteurs internes et les récepteurs de surface cellulaire ?

Réponse

Les récepteurs internes sont situés à l'intérieur de la cellule et leurs ligands pénètrent dans la cellule pour se lier au récepteur. Le complexe formé par le récepteur interne et le ligand pénètre ensuite dans le noyau et affecte directement la production de protéines en se liant à l'ADN chromosomique et en initiant la fabrication de l'ARNm qui code pour les protéines. Les récepteurs de surface cellulaire sont toutefois intégrés dans la membrane plasmique et leurs ligands ne pénètrent pas dans la cellule. La liaison du ligand au récepteur de surface cellulaire déclenche une cascade de signalisation cellulaire et n'influence pas directement la fabrication des protéines ; elle peut toutefois impliquer l'activation de protéines intracellulaires.

Les cellules cultivées en laboratoire sont mélangées à une molécule de colorant incapable de traverser la membrane plasmique. Si un ligand est ajouté aux cellules, les observations montrent que le colorant pénètre dans les cellules. À quel type de récepteur le ligand s'est-il lié à la surface de la cellule ?

Réponse

Un récepteur à canal ionique a ouvert un pore dans la membrane, ce qui a permis au colorant ionique de pénétrer dans la cellule.

9.2 : Propagation du signal

Une fois qu'un ligand se lie à un récepteur, le signal est transmis à travers la membrane et dans le cytoplasme. La poursuite d'un signal de cette manière est appelée transduction du signal. La transduction du signal se produit uniquement avec les récepteurs de surface des cellules, car les récepteurs internes peuvent interagir directement avec l'ADN du noyau pour initier la synthèse des protéines. Lorsqu'un ligand se lie à son récepteur, des changements de conformation se produisent qui affectent le domaine intracellulaire du récepteur.

Questions de révision

D'où proviennent le DAG et l'IP ₃ ?

1. Ils sont formés par phosphorylation de l'AMPc.
2. Ce sont des ligands exprimés par les cellules de signalisation.
3. Ce sont des hormones qui diffusent à travers la membrane plasmique pour stimuler la production de protéines.
4. Ce sont les produits de clivage du phospholipide inositol, PIP ₂.

Réponse

D

Quelle propriété permet la phosphorylation des résidus des acides aminés sérine, thréonine et tyrosine ?

1. Ils sont polaires.
2. Ils ne sont pas polaires.
3. Ils contiennent un groupe hydroxyle.
4. Ils apparaissent plus fréquemment dans la séquence d'acides aminés des protéines de signalisation.

Réponse

C

Réponse gratuite

Les mêmes seconds messagers sont utilisés dans de nombreuses cellules différentes, mais la réponse aux seconds messagers est différente dans chaque cellule. Comment est-ce possible ?

Réponse

Différentes cellules produisent différentes protéines, y compris les récepteurs de surface cellulaire et les composants des voies de signalisation. Par conséquent, ils répondent à différents ligands et les seconds messagers activent différentes voies. L'intégration du signal peut également modifier le résultat final de la signalisation.

Que se passerait-il si le domaine intracellulaire d'un récepteur de surface cellulaire était remplacé par le domaine d'un autre récepteur ?

Réponse

La liaison du ligand au domaine extracellulaire activerait la voie normalement activée par le récepteur donnant le domaine intracellulaire.

9.3 : Réponse au signal

À l'intérieur de la cellule, les ligands se lient à leurs récepteurs internes, ce qui leur permet d'affecter directement l'ADN de la cellule et la machinerie productrice de protéines. En utilisant les voies de transduction du signal, les récepteurs de la membrane plasmique produisent divers effets sur la cellule. Les résultats des voies de signalisation sont extrêmement variés et dépendent du type de cellule impliqué ainsi que des conditions externes et internes. Un petit échantillon de réponses est décrit ci-dessous.

Questions de révision

Quelle est la fonction d'une phosphatase ?

1. Une phosphatase élimine les acides aminés phosphorylés des protéines.
2. Une phosphatase élimine le groupe phosphate des résidus d'acides aminés phosphorylés dans une protéine.
3. Une phosphatase phosphoryle les résidus de sérine, de thréonine et de tyrosine.
4. Une phosphatase dégrade les seconds messagers de la cellule.

Réponse

B

Comment le NF-№ B induit-il l'expression des gènes ?

1. Un petit ligand hydrophobe se lie au NF-ωB, l'activant.
2. La phosphorylation de l'inhibiteur Iο-B dissocie le complexe qui le lie au NF-ωB, et permet au NF-οb de pénétrer dans le noyau et de stimuler la transcription.
3. Le NF-ωB est phosphorylé et est ensuite libre de pénétrer dans le noyau et de se lier à l'ADN.
4. La NF-ωB est une kinase qui phosphoryle un facteur de transcription qui lie l'ADN et favorise la production de protéines.

Réponse

B

L'apoptose peut se produire dans une cellule lorsque celle-ci est ________________.

1. endommagé
2. n'est plus nécessaire
3. infecté par un virus
4. tout ce qui précède

Réponse

D

Quel est l'effet d'un inhibiteur liant une enzyme ?

1. L'enzyme est dégradée.
2. L'enzyme est activée.
3. L'enzyme est inactivée.
4. Le complexe est transporté hors de la cellule.

Réponse

C

Réponse gratuite

Quel est le résultat possible d'une mutation d'une kinase contrôlant une voie qui stimule la croissance cellulaire ?

Réponse

Si une kinase est mutée de telle sorte qu'elle est toujours activée, elle émet un signal continu à travers la voie et entraîne une croissance incontrôlée et peut-être un cancer. Si une kinase est mutée de telle sorte qu'elle ne peut pas fonctionner, la cellule ne répondra pas à la liaison au ligand.

Comment la matrice extracellulaire contrôle-t-elle la croissance des cellules ?

Réponse

Les récepteurs situés à la surface de la cellule doivent être en contact avec la matrice extracellulaire afin de recevoir des signaux positifs permettant à la cellule de vivre. Si les récepteurs ne sont pas activés par liaison, la cellule subira une apoptose. Cela garantit que les cellules se trouvent au bon endroit dans le corps et aide à prévenir la croissance cellulaire invasive, comme c'est le cas pour les métastases cancéreuses.

9.4 : Signalisation dans les organismes unicellulaires

La signalisation intracellulaire permet aux bactéries de réagir aux signaux environnementaux, tels que les niveaux de nutriments. Certains organismes unicellulaires libèrent également des molécules pour se signaler les uns aux autres.

Questions de révision

Quel type de molécule agit comme molécule de signalisation chez les levures ?

1. stéroïde
2. auto-inducteur
3. facteur d'accouplement
4. deuxième messager

Réponse

C

La détection du quorum est déclenchée pour commencer le ___________.

1. un traitement avec des antibiotiques se produit
2. les bactéries produisent des hormones de croissance
3. l'expression des protéines bactériennes est activée
4. un nombre suffisant de bactéries sont présentes

Réponse

D

Réponse gratuite

Quelles sont les caractéristiques qui font des levures un bon modèle pour en apprendre davantage sur la signalisation chez l'homme ?

Réponse

Les levures sont des eucaryotes et possèdent à peu près les mêmes systèmes que les humains ; cependant, comme elles sont unicellulaires, elles sont faciles à cultiver, se développent rapidement, ont une durée de génération courte et sont beaucoup plus simples que les humains.

Pourquoi la signalisation dans les organismes multicellulaires est-elle plus compliquée que la signalisation dans les organismes unicellulaires ?

Réponse

Les organismes multicellulaires doivent coordonner de nombreux événements différents dans différents types de cellules qui peuvent être très éloignées les unes des autres. Les organismes unicellulaires ne se préoccupent que de leur environnement immédiat et de la présence d'autres cellules dans la région.