01.10.11 UE2 Sujetpopulaire

CORPORATION DES ETUDIANTS EN MEDECINE DE PARIS 6
TUTORAT SANTE DE PSA
SAMEDI 01 OCTOBRE 2011
UE 2 : La cellule et les tissus
BIOLOGIE CELLULAIRE
SUJET
Durée : 1 heure
Documents et calculatrices interdits
A lire avant de commencer l’épreuve :
Vous disposez pour cette épreuve d’un fascicule qui comprend 17 pages en comptant celle-ci :
-
15 pages numérotées de 3 à 17 et comportant 27 QCM.
Les réponses aux QCM se feront sur une feuille prévue à cet effet.
Assurez-vous que le fascicule comporte bien 17 pages au total.
Dans le cas contraire, prévenez immédiatement un tuteur.
AUCUNE RECLAMATION NE SERA ADMISE PAR LA SUITE
Concernant la grille de réponse aux QCM :
Vous devez absolument utiliser un stylo ou un feutre noir pour la feuille de réponses en
prenant soin de remplir complètement les cases sans déborder.
Les feuilles de réponses remplies au crayon ne pourront pas être lues par le lecteur
optique et seront affectées de la note zéro.
En cas d’erreurs, n’hésitez pas à demander une autre feuille de réponses.
Pour toutes questions sur ce sujet, rendez-vous à la fin de l’épreuve en bas de l’amphi ou sur le
forum du Tutorat pour les poser. Bon courage ! 
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1
Au programme cette semaine :
 Biologie Cellulaire :
o
o
o
o
o
o
Cytosquelette
Noyau
Cycle cellulaire/Mitose
Méiose
Apoptose/Sénescence
Membranes
Bon Courage !
2
Les QCM 1 à 3 sont liés
On sait que la fonction des microtubules repose sur leur organisation spatiale
spécifique dans la cellule. Des chercheurs ont étudié l'assemblage in vitro de la
tubuline en microtubules, en présence ou non de centrosomes avec la tubuline. La
tubuline placée en solution AU DÉBUT de l'expérience est sous forme de dimères T
libres.
Figure 1. Croissance des microtubules en absence (A) et en présence (B) de centrosomes (masse de microtubule en fonction
de la concentration en tubuline). Ici « masse » et « nombre » sont considérés comme identiques.
Ces mêmes chercheurs, geeks de bio cell, s'amusent à la fin de leur expérience à
ajouter des drogues dans le tube (B), et à mesurer la masse de microtubule au
cours du temps ; ces ajouts de drogues ont lieu aux temps T1 et T2. Ils obtiennent
les résultats suivants :
1) Concernant la tubuline et les microtubules quelle(s) est (sont) la (les) proposition(s)
exactes :
A. Il s'agit d'un dimère dont la forme D exclusivement peut constituer des microtubules.
B. Elle contient un GTP, nucléotide similaire à l'ATP.
C. La stabilité du microtubule nécessite une coiffe GTP à son extrémité la plus
dynamique.
D. Le taxol favorise l'hydrolyse du GTP, favorisant ainsi la décroissance du microtubule.
E. L'extrémité + du microtubule se trouve en périphérie de la cellule : c'est elle qui
déforme la membrane pour former des lamellipodes ou des filopodes.
3
2) D'après la figure 1 et vos connaissances, cochez la (les) proposition(s) exacte(s) :
A. Les résultats sont anormaux : seul le dimère T étant présent, le microtubule ne
devrait pas s'assembler.
B. Un centrosome est nécessaire à la polymérisation des microtubules.
C. Un centrosome est composé entre autres de deux centrioles et d'une matrice.
D. Sur le graphe (B), la masse de microtubules est plus grande pour une même
concentration en centrosome que sur le graphe (A).
E. La polymérisation de la tubuline est accélérée en présence de centrosome.
3) D’après la figure 2 et vos connaissances quelle(s) est (sont) la (les) proposition(s)
exacte(s)
A.
B.
C.
D.
En T1, la substance ajoutée peut être le nocodazole.
En T1, la substance ajoutée peut être de la colchicine.
En T2, la substance ajoutée peut être de la colchicine
L'effet de la drogue ajoutée en T2 est irréversible.
E. La drogue ajoutée en T2 ne peut être que du GTPγS
Les QCM 4 et 5 sont liés
La protéine XPO5 est exprimée uniquement dans le cytoplasme. Elle est
constitutive du cytosquelette. Cependant on a retrouvé dans des cellules
cancéreuses humaines, une forme mutée de cette protéine, appelée XPO5mut, et
présente uniquement dans le noyau.
Figure 1
4) D’après la figure 1 et vos connaissances quelle(s) est (sont) la (les) proposition(s)
exacte(s) :
A.
B.
C.
D.
E.
Les cellules HTC-15 et DLD-1 sont des cellules sauvages.
Les cellules RKO et HTC-116 sont des cellules sauvages.
Cette image a été obtenue par un microscope photonique à fluorescence.
Cette image a été obtenue par un microscope électronique.
Il s’agit d’une expérience d’immunofluorescence.
4
Figures 2 et 3
5) Le gène codant la protéine XPO5 a subi une mutation, donnant lieu à la protéine
tronquée XPO5mut. D’après les figures 2 et 3 ainsi que vos connaissances
générales quelle(s) est (sont) la (les) proposition(s) exacte(s) :
A.
B.
C.
D.
E.
L’ARNm de XPO5 peut sortir du noyau.
L’ARNm de XPO5mut peut sortir du noyau.
L’ARNm sort du noyau grâce à l’exportine-t et l’exportine-5.
L’ARNm utilise la nucléoporine nup358 pour sortir du noyau.
Il est possible que la mutation ait affecté le site de liaison de certaines protéines de
maturation de l’ARNm, empêchant sa sortie du noyau.
La nucléoplasmine est une protéine
composée de deux parties : une tête et
une queue. Dans cette expérience, nous
avons injecté dans le cytoplasme
d’ovocytes de Xénope (un amphibien) de
la nucléoplasmine intacte marquée radioactivement ou de la tête de
nucléoplasmine marquée ou encore de la
queue de la nucléoplasmine marquée. On
considère également que la division de la
nucléoplasmine en « tête » et « queue » ne
met pas à découvert de nouveaux sites
entrant en interaction avec les protéines
de la paroi nucléaire.
5
6) Concernant le transport nucléo-cytoplasmique, parmi ces propositions
la(les)quelle(s) est (sont) exacte(s) :
A. La partie « tête » de la nucléoplasmine possède une séquence NES.
B. La partie « queue » de la nucléoplasmine possède une séquence NLS.
C. La partie « tête » de la nucléoplasmine se situe dans un secteur de la cellule riche en
Ran GAP contrairement à la partie « queue » de la nucléoplasmine.
D. Le Ran ADP se situe dans un secteur riche en « tête » de nucléoplasmine
contrairement à la partie « queue » de la nucléoplasmine.
E. En supposant la nucléoplasmine intacte à un poids supérieur à 40k Da, son transport
nécessite la consommation de Ran ATP
7) Parmi les proposition suivantes concernant la mitose la(les)quelle(s)
est(sont) vraie(s) ?
A. La phosporylation de l'histone H1 et de l'histone H3 par le MPF permettent
d'augmenter la compaction des nucléosomes.
B. La condensine qui permet le formation de boucles d'ADN est formée de quatre sous
unités
C. Les microtubules en interphase sont peu nombreux, courts et peu dynamiques.
D. Eg5 est un moteur KRP tétramérique qui permet de séparer les centrosomes lors de
la prophase.
E. SCC1, sous unité de la cohésine, est clivée par une séparase lors de l'anaphase
permettant l'ouverture de l'anneau et la séparation des chromatides-soeurs.
8) Parmi les proposition suivantes concernant la mitose la(les)quelle(s)
est(sont) vraie(s) ?
A. Lors de l'anaphase B chaque chromatide-soeur monte vers son pôle d'attache
B. L'anaphase A se déroule en premier puis l'anaphase B en second. Elles n'ont jamais
lieu en même temps.
C. La fin de la division cellulaire se traduit par la séparation des deux cellules par
division du cytoplasme.
D. Lors de la prométaphase se mettent en place les kinétochores.
E. Suite à l'intervention de la topoisomérase II les deux chromatides sont
individualisées, les condensines peuvent alors agir.
6
Sur les photographies suivantes on peut observer les différents stades du cycle
cellulaire. Le but de l’exercice est d’identifier { quel stade correspond chaque
photo et de les remettre dans l’ordre d’une mitose classique, constituée de 6
étapes. Une des photos correspond { l’interphase.
N°1
N°2
N°3
N°4
N°5
N°6
N°7
9) Parmi les propositions suivantes laquelle/lesquelles est /sont exactes :
l’ordre d’intervention des différentes étapes de la mitose est :
A.
B.
C.
D.
E.
4-3-1-6-5-2
4-7-1-6-2-5
3-7-1-6-2-5
L’interphase correspond à la photo 4
L’interphase correspond à la photo 3.
7
10) Parmi les propositions suivantes concernant le cycle cellulaire, laquelle
(lequelles) est (sont) exacte(s) ?
A. A la fin d’un cycle, une cellule ne peut rentrer en G1 que s’il y a des facteurs
mitogènes.
B. La cellule peut sortir du cycle après passage du point de restriction, s’il n’y a plus de
facteurs mitogènes.
C. Dans le complexe Cdk/Cycline, la cdk est la sous unité catalytique.
D. Un complexe Cdk/Cycline est toujours actif même sans phosphorylation activatrice.
E. Les CKI sont des monomères qui s’associent aux cyclines pour inhiber leur activité.
11) Parmi les propositions suivantes concernant les phases du cycle cellulaire,
laquelle (lesquelles) est (sont) exacte(s) ?
A.
B.
C.
D.
La Cdk4/6-cyclineD activée en phase G1 permet la phosphorylation inhibitrice de Rb.
La Cdk2-cyclineE est d’autant plus active qu’elle inhibe son propre inhibiteur, P27.
L’activation lente du Cdk1-cyclineB (MPF pour les intimes) permet l’entrée en mitose.
En cas d’erreur de réplication de l’ADN, la cdc25 est activée, permettant une
activation du MPF et l’entrée en mitose.
E. Le complexe APC-cdc20 permet d’une part la dégradation du MPF, d’autre part la
séparation des chromatides sœurs.
12) Parmi les propositions suivantes concernant la méiose, quelle(s) est (sont)
celle(s) qui est (sont) exacte(s) ?
A. Au cours de la méiose, on passe d'une cellule à 2C chromosomes à 4 cellules à 1C
B.
C.
D.
E.
chromosomes.
La méiose consiste en deux divisions séparées par une pseudo interphase, c'est-àdire une phase S .
Elle permet l'obtention de quatre cellules haploïdes à partir d'une cellule diploïde.
Au cours de la première division méiotique, les 2 chromatides d'un chromosome se
séparent.
En métaphase I, les bivalents occupent une position pré-déterminée dans le
cytoplasme, ce qui permet d'obtenir deux cellules filles identiques.
13) Concernant la première division méiotique, cochez la (les) proposition(s)
exactes :
A. Depuis la vie fœtale, les ovocytes sont bloqués en prophase I. La division reprend au
moment de l’ovulation.
B. Comme une autre division est censée survenir ultérieurement, elle est suivie d’une
phase S.
C. Elle est composée de cinq stades, dont un peut être assimilé à une prométaphase :
leptotène, zygotène, pachytène, diplotène et diacinèse.
D. Les chromosomes homologues s’apparient au pachytène.
E. Toutes les propositions précédentes sont fausses.
8
14) Concernant les chromosomes lors de la méiose, cochez la (les) proposition(s)
exactes :
A. En temps normal ils ne sont jamais composés de deux chromatides.
B. Lors de la métaphase II, les deux kinétochores d’un chromosome ont une orientation
bipolaire ; sans quoi, la séparation ne se ferait pas correctement.
C. Dans la cohésine méiotique, Rec8 est la version méiotique de SCC1.
D. En diacinèse, le Complexe synaptonemal ne subsiste qu’au niveau des chiasmas
E. La condensation est maximale en métaphase I.
15) Parmi les propositions suivantes concernant la méiose, quelle(s) est (sont)
celle(s) qui est (sont) exacte(s) ?
A. La première division est dite réductionnelle tandis que la seconde est dite
équationnelle
B. Les chiasmas ont uniquement un rôle pour le brassage génétique
intrachromosomique
C. Sgo1 empêche l’inactivation de la cohésine méiotique au niveau des centromères
durant l’anaphase II
D. La répartition aléatoire des chromosomes paternels et maternels entraîne la création
de 2n gamètes différents (sans tenir compte des crossing over)
E. Durant la métaphase I, les deux kinétochores d’un même chromosome s’orientent
de part et d’autre de l’équateur
16) Concernant l’apoptose, cochez la (les) proposition(s) exacte(s) :
A. Lorsqu’une cellule entre en apoptose, elle passe par plusieurs étapes dont, entre
autre, une condensation de la chromatine, une fragmentation du noyau, une
dégradation cytoplasmique précédant la destruction du noyau et une phagocytose
des corps apoptotiques.
B. La voie des Récepteurs de mort comporte des récepteurs TNF, des procaspases 8 et
des procaspases 3.
C. La partie extra-cytoplasmique des récepteurs de mort Fas possède des domaines
riches en sérine.
D. Les caspases peuvent agir sur 6 types de substrats différents.
E. Les molécules de la famille Bcl-2 se partagent en deux groupes : les molécules antiapoptotiques (Bcl-2, Bid) et les molécules pro-apoptotique (Bax).
17) Concernant la sénescence, cochez la (les) proposition(s) exacte(s) :
A. La sénescence réplicative est définie en fonction du nombre de divisions et non du
temps écoulé.
B. Le nombre maximal de divisions cellulaires, égal à une cinquantaine de mitoses, varie
uniquement en fonction de l’âge et diminue lorsque l’âge augmente.
C. La réduction des télomérases est une caractéristique de la sénescence.
D. Les télomères sont composés d’une dizaine d’éléments nucléotidiques répétitifs.
E. Si P53 et P21 sont présents, la perte des télomères entraîne un arrêt du cycle
cellulaire.
9
Les QCM 18 à 21 sont liés
18) Monsieur Y souffre de la maladie d’Alzheimer. Il demande { son médecin
de lui expliquer l’origine de cette maladie. Celui-ci lui répond que cela peutêtre dû à deux causes principalement : soit l’accumulation de la protéine βamyloïde formant des plaques amyloïdes, soit une dégénérescence
neurofibrillaire (une déficience du cytosquelette) : les éléments essentiels à
la survie du neurone ne peuvent atteindre le bout de l’axone du neurone,
entraînant la mort de celui-ci. D’après vos connaissances, de quel type de
filament s’agit-il ?
A. De microfilament
B. De filament intermédiaire
C. De microtubule
Dans la maladie d’Azheimer, le neurofilament en question est déficient { cause
d’une protéine consolidatrice défectueuse. De laquelle s’agit-il peut-il s’agir ?
D. De la tropomyosine
E. De la protéine Tau
10
Expérience 1
On étudie l’influence du facteur de transcription p53 sur la phosphorylation de
cette protéine que l’on nommera x. L’interaction entre la protéine x et le filament
est régulée par un jeu de phosphorylation/déphosphorylation. Pour savoir en
quelle quantité p53 est présent chez les malades par rapport à des sujets sains, on
effectue d’abord un western blot en présence de l’anticorps anti-p53 chez 2
individus contrôles (Con) et chez 3 individus atteints d’Alzheimer (AD). Puis, on
évalue numériquement l’intensité de la bande en mesurant la concentration
moyenne de p 53 chez les individus atteints d’Alzheimer (53 individus) et chez les
individus sains (17 individus) par densitométrie.
19) D’après l’expérience numéro 1, quelle(s) est (sont) la (les) réponse(s) exacte(s) :
A.
B.
C.
D.
E.
La quantité de p53 est plus importante chez les individus atteints d’Alzheimer
La quantité de p53 est plus importante chez les individus sains
La légende n°1 correspond aux individus malades
La légende n°2 correspond aux individus malades
Dans cette expérience, il y a en moyenne deux fois plus de p53 chez un individu sain que
chez un individu malade
11
Expérience 2
Ensuite, on veut savoir quel est l’effet de p53 sur la phosphorylation de la protéine x. La
forme humaine 2N4R de la protéine x est transférée dans des cellules HEK293a (qui ne
contiennent au départ aucune forme de la protéine x) soit seule soit avec p53. On prépare
aussi des cellules ne contenant que p53. La phosphorylation s’effectuant en plusieurs
endroits, pour l’étudier en détail, on utilise plusieurs anticorps spécifiques. Ainsi l’anticorps
X-1 reconnaît 3 acides aminés de la protéine x lorsque ceux-ci ne sont pas phosphorylés. En
revanche, l’anticorps AT8 reconnaît 2 acides aminés de la protéine x lorsque ceux-ci sont
phosphorylés. Les anticorps PHF-1 et AT270 reconnaissent eux aussi des acides aminés
phosphorylés de la protéine x. On utilise aussi un anticorps qui reconnaît la protéine x
indépendamment de son niveau de phosphorylation (Total). On rappelle que la
phosphorylation entraîne le remplacement d’un groupement neutre par un groupement
phosphate négatif.
20) D’après l’expérience numéro 2 quelle(s) est (sont) la (les) proposition(s) exacte(s) :
A. Les acides aminés reconnus par X-1 sont moins phosphorylés en présence de p53.
B. Les acides aminés reconnus par AT8 sont plus phosphorylés en l’absence de p53.
C. Les acides aminés reconnus par PHF-1 et AT270 sont plus phosphorylés en présence de
p53.
D. Le p53 induit globalement la déphosphorylation de la protéine x.
E. Le p53 induit globalement la phosphorylation de la protéine x.
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Expérience 3
Enfin, on veut préciser par quel moyen p53 agit sur la protéine x. Pour cela, on utilise
l’immunofluorescence. On introduit dans les trois précédentes cellules 3 fluorochromes. Le
colorant Hoescht est très affin avec l’ADN et se colore en bleu à la lumière UV. L’anticorps
anti-x marque la protéine x et se colore en vert et l’anticorps anti-p53 marque le p53 et se
colore en rouge.
21) D’après l’expérience numéro 3 quelle(s) est (sont) la (les) proposition(s) exacte(s) :
A.
B.
C.
D.
E.
Le p53 est cytoplasmique
La protéine x est nucléaire
La protéine x est cytoplasmique
Le p53 est nucléaire
L’induction de la phosphorylation de la protéine x par le p53 est directe
13
22) Parmi les propositions suivantes, concernant les lipides membranaires, quelle(s)
est (sont) la (les) proposition(s) exacte(s) ?
A.
B.
C.
D.
E.
Le cholestérol est un phospholipide.
Le cholestérol rigidifie la membrane plasmique car il est apolaire et non amphiphile
comme les autres lipides membranaires.
La sphingomyéline est un phospholipide.
La sphingomyéline est constituée de 2 acides gras liés à une molécule de sphingosine
elle même liée à un 3ème substituant comme par exemple, la choline, le glucose, le
saccharose…
Le glycérol des glycérophospholipides est lié aux acides gras par des liaisons esters et au
phosphate par une liaison éther.
23) Concernant les membranes, choisir la (les) proposition(s) exacte(s) :
A. Un lipide membranaire est composé d'une tête polaire hydrophile et de deux chaînes
hydrocarbonées polaires.
B. La membrane est un compartiment.
C. La membrane sert à délimiter des compartiments ainsi qu'à transmettre des
informations.
D. Le phosphatidylinositol est neutre alors que la phosphatidylsérine est chargée
négativement.
E. Pour isoler des protéines transmembranaires, on peut utiliser des détergents très
puissants ou des chélateurs.
14
Les QCM 24 à 27 sont liés
Dans l'exercice suivant, toutes les cellules étudiées sont du même type cellulaire.
La membrane plasmique est un constituant majeur de la cellule : il est actuellement prouvé
qu’elle ne représente pas seulement une séparation entre deux milieux, mais également un véritable
espace fonctionnel nécessaire à de nombreuses signalisations inter voire intra-cellulaires, ainsi qu’à
de nombreux transports via les protéines qu’elle contient ; cependant, outre ces propriétés
biochimiques, la membrane plasmique possède d’importantes propriétés physiques, que l’on se
propose d’étudier.
Pour analyser ces propriétés de la membrane plasmique, une équipe de recherche décide de
mettre en place une expérience de photoblanchiment (ou FRAP, fluorescence recovery after
photobleaching). En vue de cette expérience, les chercheurs incubent des cellules hépatiques avec
des liposomes contenant des phosphates associés à la GFP (Green Fluorescent Protein), une molécule
émettant une fluorescence verte aisément observable au microscope optique à fluorescence. Au
bout de plusieurs heures, ces phosphates sont incorporés dans la membrane plasmique au sein des
phospholipides. Lors de la première expérience, dont les résultats sont donnés sur la fig.1, on a utilisé
des cellules non modifiées (WT, wild type).
Une fois la membrane rendue fluorescente, les chercheurs procèdent au photoblanchiment, à
l'instant noté T0, puis observent l'évolution des cellules. Ils obtiennent les résultats suivants.
Figure.1
15
24) A l’aide des documents et de vos connaissances, cochez la (les)
proposition(s) exacte(s) :
A. Cette expérience ne serait pas réalisable sans phosphates radioactifs.
B. Cette expérience prouve que les phosphates ayant subi une extinction de fluorescence
peuvent retrouver cette fluorescence en quelques minutes.
C. La technique utilisée pour préparer les cellules s'appelle « transfection ».
D. Cette expérience démontre que la membrane plasmique n'a pas une structure immobile.
E. Le même résultat aurait été obtenu en utilisant des anticorps fluorescents dirigés
spécifiquement contre l'ankyrine.
Suite à cette expérience témoin concluante, notre brave équipe décide de mener des expériences sur
deux lignées cellulaires : ces deux lignées ont été modifiées pour le gène codant la protéine FAD2,
dont on cherche à déterminer le rôle. La première a été invalidée pour ce gène (FAD2 -/-), la
deuxième au contraire surexprime ce même gène (FAD2 +/+). Deux études parallèles sont alors
menées sur chacune de ces cultures : une expérience de photoblanchiment comme vue
précédemment, et une mesure continue du nombre de cellules vivantes en culture. L'étude
commence au temps T0, instant du photoblanchiment. Les résultats sont présentés sur les deux
figures qui suivent. On précise que, dans toutes les cellules, une lacune en cholestérol est crée à T0.
Fig.2 : Résultats pour les cellules FAD2 +/+
Fig.3 : Résultats pour les cellules FAD2 -/-
16
25) A propos de la membrane plasmique et sa composition, cochez la (les)
proposition(s) inexacte(s):
A.
B.
C.
D.
E.
Elle est exclusivement composée de lipides et de protéines.
La partie hydrophobe des lipides se trouve à l'intérieur de la bicouche.
Elle contient plus de phospholipides chargés négativement sur sa face intra-cellulaire
Une protéine glypiée peut être détachée de la membrane en utilisant un pH extrême
La sphingomyéline possède la même tête polaire que la lécithine
26) À l’aide des documents et de vos connaissances, cochez la (les)
proposition(s) exacte(s):
A. L'invalidation du gène FAD2 entraîne un manque de synthèse de phospholipides,
empêchant le retour de la fluorescence chez FAD2 -/-.
B. Les cellules FAD2 +/+ ne se divisent plus
C. L'invalidation du gène FAD2 semble bloquer la mosaïque fluide
D. La fluidité de la membrane est d'autant plus grande que FAD2 est fortement exprimé.
E. L'évolution du nombre de cellules FAD2 -/- est incohérente avec l'image obtenue : une
erreur de mesure a eu lieu
27) À l’aide des documents et de vos connaissances, cochez la (les)
proposition(s) exacte(s) :
A. La protéine FAD2 est probablement impliquée dans la structure des lipides
membranaires
B. Le point de fusion d'un acide gras augmente avec le nombre d'insaturations.
C. Le rôle de la protéine FAD2 pourrait être de créer des insaturations dans les chaînes
carbonées des lipides.
D. Cette hypothèse est parfaitement cohérente avec la chute du nombre de cellules
observée sur la figure 3.
E. En présence de cholestérol, le nombre de cellules FAD2 -/- serait resté stable.
17