ASPECTS MOLECULAIRES DE LA TRANSDUCTION DU SIGNAL

Kevin CHEVALIER 1
BIOCHIMIE DES COMMUNICATIONS CELLULAIRES :
ASPECTS MOLECULAIRES DE LA TRANSDUCTION DU SIGNAL
ET PRINCIPALES VOIES DE SIGNALISATION CELLULAIRE
I. Principes généraux de la transmission
A. Généralités
Les cellules vont répondre à des signaux entraînant leur survie (métabolisme), leur division,
leur différenciation ou leur mort (apoptose).
Les signaux sont des molécules informationnelles. Ce sont des corps chimiques produits par
une cellule vivante pour transmettre un signal à une autre cellule qui reçoit ce signal par un
récepteur spécifique (hormone, facteur de croissance…)
Les récepteurs sont des protéines cellulaires ayant pour ligand une molécule
informationnelle provenant du milieu extracellulaire.
Il existe aussi des récepteurs nucléaires ou des récepteurs cytoplasmiques qui vont transloquer dans
le noyau.
Une cellule cible est une cellule pourvue d'un récepteur capable de traduire le signal d'une
molécule informationnelle. La spécificité du signal dépend de la cellule cible et de la molécule
informationnelle.
Néanmoins, un signal sur une cellule donnée n'aura pas le même effet sur une autre cellule.

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B. Mode de transmission
1. Transmission endocrine
Une cellule endocrine va sécréter une hormone qui va agir à distance sur une cellule cible.
Exemples : insuline, glucagon, adrénaline, FSH.
2. Transmission paracrine
Ce sont des transmissions dans des tissus mais de façon locale.
Exemples : Neuromédiateurs, cytokines pro-inflammatoires
3. Transmission autocrine
Une cellule va s'auto-activer en sécrétant des substances qui vont agir sur elle-même.
Une cellule cancéreuse a cette transmission. Une cellule cancéreuse se suffit à elle-même,
elle s’auto-active afin d’augmenter sa propre prolifération en sécrétant des facteurs de croissance.

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4. Transmission neuronale
Les neurotransmetteurs, au niveau de la terminaison de l'axone, se vident dans la fente
synaptique et sont reçus par la cellule cible.
5. Transmission dépendante du contact
a. Protéines transmembranaires
Le rapprochement d'une cellule émettrice porteuse d'une molécule transmembranaire va
pouvoir agir par contact sur une cellule cible qui porte aussi une protéine transmembranaire.
Exemple : Les lymphocytes
b. Gap junction
On a aussi les gap-junction qui sont des "tunnels" qui relient deux cytoplasmes de cellules
entre eux permettant l'échange de petites molécules et de signaux électriques.
L'intérêt de ces gap junctions est que la stimulation d'une des deux cellules va être transmise
automatiquement à l'autre cellule.

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C. Cascade de signalisation
La signalisation cellulaire transforme un élément extracellulaire en un signal intracellulaire.
On a un récepteur sur lequel se lie une molécule signal. Cette liaison entraîne un
changement de conformation du récepteur qui va entraîner la transduction du signal. Ceci va créer
un signal intracellulaire.
Ce signal intracellulaire va entraîner tout une chaîne de réactions enzymatiques, c'est-à-dire
des relais sous forme de cascades de phosphorylations.
Toutes ces phosphorylations ont pour but d'amplifier le signal.
Ces signaux vont diverger vers les différentes cibles. On peut avoir des réponses :
 Rapides : Régulation des voies métaboliques et modifications du cytosquelette. (de 30min à
5H)
 Lentes : Régulation de l'expression génique. (48h à 72h)
D. Transduction du signal
Cette transduction va être mise en place grâce à un second messager.
Un second messager est un corps chimique produit dans une cellule
cible lors de la fixation d'une hormone sur son récepteur et qui conduit le
signal à travers les compartiments de cette cellule.
La transduction du signal est donc la conversion d'un signal extracellulaire en un signal
intracellulaire à l'aide d'un second messager.

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D. Différents types de récepteurs
1. Récepteurs membranaires ou récepteurs cellulaires de surface
La particularité de ces récepteurs est qu'ils réagissent avec des molécules hydrophiles.
Ces récepteurs membranaires sont des protéines ancrées dans la membrane avec une partie
intracellulaire et une partie extracellulaire.
Les seconds messagers vont agir à l'intérieur de la cellule
Exemples :
Molécule signal
Lieu de synthèse
Effets biologiques
Adrénaline
Médullosurrénale
 Augmentation du pouls et de la tension
 Contraction muscles lisses
 Glycogénolyse (production du glucose à partir de glycogène)
Prostaglandines
(PGE2)
Toutes les cellules
Contraction des muscles lisses
Glucagon
Cellule α pancréas
Hyperglycémie
2. Récepteurs nucléaires
Ils interagissent avec des molécules signales hydrophobes.
Ces molécules signales hydrophobes sont transportées dans le sang par une protéine
porteuse (souvent l'albumine).
Quand elle arrive au niveau de la membrane plasmique, au vu de son caractère hydrophobe,
elle passe directement la membrane.