LA TRANSMISSION INTRACELLULAIRE (=TRANSDUCTION)

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I.U.T. A Génie biologique
2004
1ère Année.
LA TRANSMISSION INTRACELLULAIRE (=TRANSDUCTION)
des MESSAGES CHIMIQUES
J.P. PERRET

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LA TRANSMISSION INTRACELLULAIRE (=TRANSDUCTION)
des MESSAGES
1 – INTRODUCTION p. 4
Les divers messagers
1.1 Classés selon leur nature chimique
1.2 Classés selon leur origine et leur trajet
1.3 Classés selon la localisation cellulaire de leurs récepteur
2– MESSAGERS A RECEPTEUR MEMBRANAIRE p. 5
2.1 Récepteurs canal ( récepteur polymérique à canal ionique )
ex : le récepteur nicotinique de l’acétyl choline.
Ce sont des récepteurs de neurotransmetteurs situés dans le neurolemme et le
sarcolemme strié ;
Exemples de fonctionnement : - pour un neurone ) cf. Ch. « système nerveux »
- pour un muscle strié. ) cf. Ch. « les muscles «
2.2 Récepteurs métabotropes ( récepteur associé à une protéine G ) p. 6
ex : Les récepteurs muscariniques de l’acétylcholine et les récepteurs adrénergiques α et β.
Ce sont des récepteurs de neurotransmetteurs du neurolemme ou de neurotransmetteurs
et d’hormones des cellules viscérales.
2.2.1 L’étape membranaire de la transduction :
mise en jeu des triades Récepteur- Protéine G- Effecteur
2.2.1.1 cas d’un effecteur canal
2.2.1.2 cas d’un effecteur enzyme
2.2.2 L’étape cytosolique de la transduction : p. 7
rôles des second –messagers et des protéine kinases
2-2-3 Etude des deux mécanismes les plus courants :
mise en jeu des effecteurs : - adényl cyclase
- phosphoinositidase C .
2-2-4 Exemples de fonctionnement :
2.2.4.1 :Régulation de la contraction des muscles lisses multiunitaires :
activation et inactivation de la KCLM et de la phosphatase de la myosine
2.2.4.2 : Régulation de l’amplitude de la contraction du muscle cardiaque :
activation et inactivation des canaux Ca++, de la Ca ATPase et
de la troponine I .
2.2.4.3 : Régulation de la fréquence de dépolarisation spontanée des cellules
pace maker cardiaques: activation de l’ouverture des canaux K+ et Na+

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2.3 Récepteurs enzymes : p. 10
2.3.1 Récepteur à activité tyrosine-kinase :
ce sont des récepteurs d’hormones : insuline et facteurs de croissance
ex : le récepteur de l’Insuline.
Son activation et les cascades de phosphorylations :
- effets non génomiques :
- translocation des transporteurs du glucose dans les cellules « insulino
dépendantes »
- voie des MAPK et modification de l’activité d’enzymes ( mise en
réserve de substrats énergétiques ) dans les cellules musculaires et les
hépatocytes
- effets génomiques : la voie des MAPK
2.3.2 Récepteur à activité de cyclase :
ex : le récepteur de l’A.N.F. = guanyl cyclase
2.4 Récepteurs des cytokines : p. 13
Les cytokines ( GH, prolactine, interleukine, interféron, EPO etc….) sont des
facteurs de croissance
-activation d’une tyrosine kinase cytosolique
-cascades de phosphorylations :
- voie des MAPK
- activation de facteurs de transcription ( STAT, c-Fos…)
- activation de gènes impliqués dans la différentiation et la division cellulaire.
3– MESSAGERS A RECEPTEUR INTRACELLULAIRE p. 13
Récepteurs facteurs de transcription des hormones stéroïdes, thyroïdiennes et des
vit A et D3.
3.1 Localisation et structure du récepteur :
- domaine de liaison de l’hormone et domaine de liaison en « doigt de zinc » à
l’élément de réponse hormonal ( HRE ) de l’ADN.
3.2 Activation du récepteur et effets génomiques :
- pour les h. stéroïdes et la vit D3.
- pour les h. thyroïdiennes et la vit A
3.3 Les effets génomiques des h. stéroïdes peuvent apparaître en leur absence
3.4 Les hormones stéroïdes peuvent avoir des effets non génomiques
4– REGULATION DES RECEPTEURS p. 15
Synthèse – catabolisme – désensibilisation - resensibilisation
Testons nos connaissances p. 16

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LA TRANSMISSION INTRACELLULAIRE (=TRANSDUCTION)
des MESSAGES
1 – INTRODUCTION
Les messagers peuvent être classés selon divers critères :
1-1 Leur nature chimique
cf. chapitres « système nerveux » et « système endocrinien »
1-2 Leur origine et leur trajet
Cf. chapitres « système nerveux » et « système endocrinien »
1-3 La localisation cellulaire de leurs récepteur
Nous différencions deux ensembles de messagers :
- ceux qui pénètrent dans leurs cellules cibles pour se fixer sur des récepteurs nucléaires :
ce sont les hormones stéroïdes et thyroïdiennes et les vitamines A et D3.
- ceux qui se fixent sur des récepteurs membranaires de leurs cellules cibles : ce sont tous
les autres messagers.
Un récepteur est une protéine, associée à des molécules de glucides dans le cas
des récepteurs membranaires ( = glycoprotéine ), qui lie spécifiquement 1 messager.
C’est sur la base de ce type de différentiation que nous étudierons le mode de
transmission de l’information apportée par le messager et qui aboutit à la réponse
fonctionnelle de la cellule cible.

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2– MESSAGERS A RECEPTEUR MEMBRANAIRE
Les récepteurs membranaires sont divisés en 4 familles en fonction des mécanismes
de transmission du message qu’ils déclenchent.
2.1 Récepteur canal ( fig. 1 )
Ce sont des récepteurs de neurotransmetteurs situés dans le neurolemme et le
sarcolemme strié. Il s’agit de protéines transmembranaires polymériques ( constituées de
plusieurs sous unités ), disposées autour d’un puits central qui est le canal ionique.
En l’absence du messager le puits est maintenu fermé par la disposition spatiale des
sous unités. Lorsque le messager se fixe sur son site de liaison extracellulaire, la
disposition des sous unités est modifiée entraînant l’ouverture du canal pendant un temps
bref à l’issue duquel le récepteur est inactivé, même en présence du messager. Sa
réactivation requiert la disparition du messager.
Le canal est spécifique d’une ou plusieurs espèces ioniques qui vont donc diffuser
depuis le compartiment, intra ou extracellulaire, où leur concentration est la plus élevée
vers celui où elle est plus faible. On connaît des récepteurs canaux à Na+ K+ et Ca++,
Na+ et K+, Na+ et Ca++, Cl-.
Cette diffusion ionique s’accompagne d’une modification de la polarité membranaire :
dépolarisation ou hyperpolarisation ( cas des récepteurs canaux à Cl- ).
Les récepteurs cholinergiques nicotiniques de l’acétylcholine localisés dans le
sarcolemme strié et le neurolemme sont des canaux cationiques surtout perméables au
Na+. Leur ouverture provoque la dépolarisation de ces membranes qui aboutit soit à la
contraction musculaire ( cf. chapitre « le muscle » ) soit à la libération d’un
neurotransmetteur par le neurone postsynaptique ( cf. chapitre « le système nerveux » ).
Les autres récepteurs canaux sont localisés uniquement dans le neurolemme. Ce sont
les récepteurs canaux à Cl- des neurotransmetteurs inhibiteurs du neurone post