Introduction à la communication et à la signalisation

Introduction à la communication et à la signalisation
cellulaire
Principes généraux de la communication cellulaire
Comment les cellules communiquent elles?
Les différents types de signaux chimiques
Les différentes formes de communications via les molécules
sécrétées
Le devenir d’une cellule dépend de l’intégration de différents
signaux: Le réseau de
transduction cellulaire
Signalisation cellulaire: Les grands principes
Les trois grandes classes de récepteurs membranaires
Transduction d’un signal hydrosoluble: Schéma
La signalisation repose sur des interactions protéiques: Domaines
adaptateurs
Ces interactions protéiques ne se font pas au hasard dans le
cytoplasme
Importance des interrupteurs moléculaires
Les seconds messagers
Signalisation cellulaire: Les récepteurs enzymes et les récepteurs
couplés aux protéines G
Les récepteurs enzymes
Récepteurs couplés au protéines G trimériques
Interaction des voies de signalisation

Principes généraux de la communication cellulaire
Introduction
Les cellules communiquent:
- Par l’intermédiaire de molécules liées à la membrane
plasmique
- Directement de cytoplasme à cytoplasme
- Par l’intermédiaire de molécules sécrétées :
Les différents types de signaux chimiques
- Radicaux libres gazeux (NO)
- Molécules hydrophobes (stéroïdes,…)
- Molécules hydrosolubles (peptides, protéines,…)
Les différentes formes de communications via les molécules
sécrétées
- Paracrine
- Endocrine
- Synaptique
- Autocrine
Le devenir d’une cellule dépend de l’intégration de différents
signaux: Le réseau de
transduction cellulaire
Introduction
 Signalisation cellulaire = évènement qui se passent à l’interieur de la cellule
La cellule est en permanance en contact avec des signaux.
 Premieres cellules vivante : 3,5 millions d’années.
Premiers organismes pluricellulaires : 1,5 millions d’années.
Nécessité d’élaborer des mécanismes de traduction des signaux pour communiquer
 Coordination de la réponse qui détermine la position, le rôle d’une cellule au sein de
l’organisme : il faut que chacune des cellules sache quelle est sa position et son role dans
l’organisme.
L’élaboration des méchanismes de communication est lente est compliquée.
 Importance de ces « contrôles sociaux » : par exemple une cellule cancéreuse perd ses
caractères sociaux, ne réagit plus à son environnement et devient délétère pour l’organisme .
 Principes généraux de la communication cellulaire.
 Le recepteur est toujours une protéine. il interagit avec avec le ligand, transmet de
l’information à l’interieur de la cellule.
 En fonction de la nature du signal, le récepteur est :
- membranaire (= cellulaire de surface) : recepteur et transmetteur, on parle de
traduction ou de transduction du signal.
- intracelullaire : une petite molécule hydrophobe amenée par l’albumine (prot de
transport) traverse la membrane

Comment les cellules communiquent-elles?
Par l’intermédiaire de molécules liées à la membrane plasmique :
Les molécules d’adhérence
Les cellules communiquent par l’intermédiaire de molécules liées à la membrane plasmique :
les molécules d’adhérence (on écrit aussi d’adhésion).
Ceci permet une intéraction (adhésion) avec les protéines de la matrice extracellulaire.
(CD pour cluster de differenciation.)
Mucine (CD43,) = nbx groupements glucidiques, forte charge négative (c’est du mucus).
Selectine (CD62P, plusieurs types) = Lient les polysaccharides anioniques tels que ceux
des mucines. Liaison entre c. différentesdifferent.
Intégrine = deux sous-unités : une alpha, une béta forment une molécule d’adhésion multiples
ligands: macromolécules de la MEC, protéines solubles, autres R d’adhérences (Ig-CAM)
Cadhérine (E)= Interaction homotypique c./c. de même type.
Immunoglobine (ICAM) = Interaction hétérotypique c./c. de même type ou non
Cellule transmission = cellule cible.
Comment les cellules communiquent-elles?
Directement de cytoplasme à cytoplasme:
Les jonctions communicantes de type gap
 Les cellules communiquent entre elles par les jonctions GAP qui lient directement les
cytosquelette de deux cellules. Des jonctions intercellulaires mettant en relation le
cytoplasme de deux cellules voisines
 Plaques comportant de grands canaux intercellulaires laissant passer de petites
molécules hydrophiles :
o Echange métabolique/électrique
o Fonctionnement coordonné des cellules d’un tissus
 Si il y a une hormone dans une cellule d’un tissus, il y a production de seconds
messagers qui passent à travers les jonctions communicantes. Ainsi même les cellules du
tissus pas en contact direct avec l’hormone peuvent réagir au signal (se défendre). Ce sont
des structures très dynamiques (transitoires).
Exemple : durant la grossesse, les cellules musculaires de l’utérus sont isolées et ne font pas
de jonctions GAP.24 heures avant l’accouchement elles en produisent en grande quantitée et
ce jusqu’à l’accouchement, après ça redevient normal.
Comment les cellules communiquent-elles?
Par l’intermédiaire de molécules sécrétées
Differents types de signaux chimiques
Radicaux libres, gazeux NO = acide nytrique = monoxyde d’azote
Monoxyde carbone
Hydrophobe (recepteur intercellulaire…)
Hydrosoluble ( recepteur de surface…)

Exemple du monoxyde d’azote (NO)
Caractéristiques
- Radical libre gazeux
- Diffusion à travers les membranes
- Synthèse et libération simultanée
- Molécule instable (5-10s) NO NO2- NO3-
Effets (affinité pour le fer)
- Active la guanylate cyclase GTP GMPc protéines kinases
- Inhibe différentes enzymes (importance du phénomène?)
- Intervient dans le métabolisme du fer
- Interagit avec de nbses molécules: O2, hémoglobine,…
Conséquences biologiques
- Pression artérielle
- Mémorisation
- Régulation du sommeil
- Différenciation, maturation
- Mort cellulaire
- Angiogenèse
- Inflammation
Pour résumer :
NO monoxyde azote capable de diffuser à travers les membranes à peine synthétisé, tout de
suite libéré et agit puis transformé en liquide et éliminé.
Molécule instable qui joue un rôle sur les enzymes qui possèdent du fer.
Ga anylate cyclase GTP-->GMPc : protéine kinases (phosphorylé).
Macrophage : lorsqu’elles sont activée, elles produisent des NO qui vont tuer les bactéries et
les cellules tumorales (nocifs en trop grande quantité).
Molécules hydrophobes
Exemples
- Hormones stéroïdes (le cortisol/métabolisme cellulaire, H. sexuelles/détermination des K
sexuels)
- Hormones thyroïdiennes (augmentation du métabolisme)
- Les rétinoïdes (lipides médiateurs locaux impliqués dans le développement)
- Vitamine D (contrôle du métabolisme du calcium)
Structure et fonction très différentes mais mécanisme d’action similaire
- Diffusion à travers la membrane plasmique
- Fixation à des récepteurs intracellulaires
- Activation du récepteur
-Transcription de gène spécifique
Caractéristiques
- Durée de vie longue (heure/jour)
- ≠ molécules hydrosolubles (seconde)
Pour résumer :
Structure et fonctions très différente mais méchanismes d’action similaires.
Il y a un complexe protéique inhibiteur qui empêche le récepteur d’agir, puis activation du
récepteur et transcription du gène spécifique.

Molécules hydrophiles
Exemples
- Acides aminés et dérivés
neuromédiateurs (glutamate, GABA,…)
Hormones (noradrenaline)
- Peptides
neuromédiateurs
- Protéines: glycoprotéines, lipoprotéines
- Autres: lumière, odeurs
Les formes de communication?
Les différentes formes de communications via les
molécules sécrétées :
- paracrine
- synaptique
- endocrine
Les organismes pluricellulaires ont développés des types de communication qui permettent
d’envoyer des informations à distance :
-synaptique (neurones) : entre cellules voisines (paracrine). Impulsions éléctriques
jusqu’à la synapse (neurotransmetteur) capté par la cellule cible (spécifique)
- endocrine : cellule qui sécrète des hormones (= médiateur qui agit à distance du site
ou il est produit, relargué dans le flux sanguin puis agit sur les cellules cibles).
- autrocrine : une cellule est capable de secréter la molécule informative puis aussi de
capter l’information (utile dans un groupe de cellules de transmission identique).
Une cellule isolée ne va pas agir pour une différenciation mais dans un groupe le fera.