Fiche Jonctions Alina Zerbi (TSN) MEC : matrice extra-cellulaire STM : segment transmembranaire MF : microfilament FI : filament intermédiaire LES 6 CARACTERES DE L’ADHERENCE CELLULAIRE Premier caractère Le programme génétique de la cellule lui permet l’expression sélective de récepteurs. Deuxième caractère Les molécules d’adhérence ont des ligands variés (certaines n’en auront qu’un seul, d’autres en auront plusieurs). Troisième caractère Les cellules contrôlent l’adhésion en modulant la densité des récepteurs (=le nombre), leur agrégation (s’ils sont rassemblés ou non) et leur état d’activation (actif ou inactif). Nb de points de colle. Quatrième caractère L’adhésion peut être modulée grâce à la variabilité des taux de liaison et de dissociation des ligands (force d’adhésion du récepteur). Force du point de colle. Cinquième caractère Grâce aux protéines d’adaptation, les protéines d’adhérence peuvent relier le cytosquelette. Sixième caractère La fixation d’un ligand à une molécule d’adhérence peut activer des voies de transduction du signal (signalisation intracellulaire) qui déclenche des changements : d’expression génique, de différenciation cellulaire, de sécrétion, de mobilité, d’activation des récepteurs et de division cellulaire. HETEROTYPIQUE / HOMOTYPIQUE Liaison homotypique / homophilique : Association de 2 récepteurs identiques situés sur 2 cellules. Liaison hétérotypique / hétérophilique : Association de 2 récepteurs différents situés sur 2 cellules. DIFFERENCE ENTRE JONCTIONS ET ADHERENCE (pour info) Jonction = complexe protéique permettant de « relier » les cellules entre elles. N’a pas nécessairement un rôle d’adhérence. (Exemple : un pont relie 2 montagnes, pourtant les 2 montagnes ne sont pas collées l’une à l’autre) Adhérence = glue entre les deux cellules Adhérence Ig-CAM Sélectines Mucines Jonctions adhérentes Cadhérines (jonction adhérente, desmosome) Intégrines (hémidesmosome) Jonctions Occludines Claudines (jonction étanche) Connexines (jonction communicante) LES MOLECULES D’ADHERENCE Nt Boucle Ig 1) Les protéines d’adhérence IG-CAM -Plusieurs familles : NCAM/ICAM/PCAM/VCAM. -1 à 7 domaines extracellulaires (boucles) semblables aux Ig. -1 STM (hélice α) -Interactions hétérotypiques et homotypiques MEC Cadhérines -5 domaines CAD extracellulaires caractéristiques : chaque domaine contient 115 acides aminés -Généralement : 1STM (hélice α) SAUF pour cadhérine T. -Ca2+ dépendantes -Interaction homotypique seulement -Jonction cellule-cellule, jamais cellule-matrice -Peuvent être impliquées dans l’inhibition de contact -cad OB (ostéoblaste), cad K (cellule rénale), cad M (cellule musculaire), cad N (cellule nerveuse) 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 Liaison caténine et plakoglobine Cadhérine E -Domaine intracellulaire de fixation aux caténines et plakoglobine. -Dans les jonctions adhérentes -Rôle ++ inhibition de contact. Pb = cancer 5 4 3 2 1 Liaison plakoglobine et desmoplakiine Desmocolline / Desmogléine -Domaine intracellulaire de fixation aux plakoglobines et aux desmoplakines -Dans les desmosomes Cytoplasme Ct 5 4 3 2 1 GPI Tyr K. RET -Domaine intracellulaire tyrosine kinase. -Proto-oncogène. Mutation = KC -Inactivation = maladie de Hirschsprung (pas de dev du SNA) MEC Cytoplasme Cadhérine T -Exception = ancrée par GPI. Donc pas de STM et pas de domaine intracellulaire I-domaines LES MOLECULES D’ADHERENCE (SUITE) Intégrines -Hétérodimères : chaine α + chaine β -18 chaines α et 8 chaines β => 24 dimères -1/3 des ligands présente le motif RGD -L’extrémité Nt de α se lie au I-domaine de β -Interactions hétérotypiques seulement. -Faible affinité -Interactions cellule-cellule ou cellule-matrice -Sur toutes les cellules SAUF hématies Nt Nt 3 boucles Ig 4 domaines EG like MEC Ct α β Sélectines Lectine -1 STM -Domaine lectine Ca2+ dépendant. C’est ce domaine lectine qui reconnait les mucines (sucres) -Liaison hétérotypique avec mucine -A la surface des cellules endothéliales + leucocytes -Participe à l’interaction leucocyte-endothélium (diapédèse) 2) Glucides d’adhérence Cytoplasme Ct Mucines = glycoprotéine riche en Ser et Thr. Avec chaine oligosaccharide acide (chargée négativement) -Liaison hétérotypique avec sélectine -A la surface des cellules endothéliales + leucocytes -Participe à l’interaction leucocyte-endothélium (diapédèse) Ct Nt MEC Cytoplasme AUTRES PROTEINES TRANSMEMBRANAIRES IMPLIQUEES DANS LES JONCTIONS (mais n’ayant pas pour rôle principal l’adhérence) Occludines -4 STM -Prolongement intracellulaire -Dans zonula occludens Nt Ct Claudines -4 STM -Dans zonula occludens Nt Ct Connexines -4 STM -Dans jonction communicante Nt Ct JONCTIONS Pôle apical ① Jonction étanche ② Jonction adhérente ③ Desmosome ④ Jonction communicante Jonctions Lame basale ⑤ Hémi-desmosome Pôle basal Zonula = tour de la cellule ① Jonction étanche ③ Desmosome ② Jonction adhérente Macula = tâche Fascia = face ④ Jonction communicante ⑤ Hémi-desmosomes Liaison au cytosquelette : ZONULA = ACTINE (zonula adherens, zonula occludens) DESMOSOME = Filament intermédiaire (desmosome, hémi-desmosome) JONCTIONS ETANCHES (ou zonula occludens ou jonctions serrées ou tight junctions) Rôle : Scellent les cellules épithéliales afin d’empêcher la fuite de molécules entre ces cellules. Rôle dans la polarisation de la cellule. Protéine de jonction transmembranaire : -Claudine : 4STM -Occludine : 4STM + prolongement intracellulaire Ligand extracellulaire : -Claudine -Occludine Liaison HOMOTYPIQUE Protéines adaptatrices (intracellulaire) : -ZO1 + ZO2 + Spectrine (liée à ZO1) Cytosquelette : -MF actine Spectrine MF Actine Spectrine MF Actine ZO2 ZO1 Occludine ZO1 Claudine ZO2 Régulation étanchéité : -Stimuli extracellulaire (vasopressine/cytokines : TNF) -2nd messager intracellulaire (AMPc, Ca2+) -Effecteurs des 2nd messagers (Protéine kinase A) JONCTIONS ADHERENTES (ou zonula adherens ou jonctions intermédiaires ou desmosomes en ceinture) Rôle : Assurent l’intégrité physique de l’épithélium en joignant les filaments d’actines de deux cellules voisines 5 Protéine d’adhésion : 4 -Cadhérines E : 3 =Association parallèle par 2 (même cellule) et antiparallèle 2 par 4 pour la jonction 1 5 domaines CAD extracellulaires, Ca2+ dep Ligand extracellulaire : -Cadhérine E = Liaison HOMOTYPIQUE Intéraction cellule-cellule et pas cellule-matrice Protéines adaptatrices (intracellulaire) : -β caténine (se lie à E-cad et α caténine) + α caténine (se lie à β caténine et à MF actine) -Plakoglobine (se lie à E-cad et α caténine) + α caténine (se lie à plakoglobine et à MF actine) Cytosquelette : -MF actine 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 caténines 5 4 3 2 1 β 5 4 3 2 1 α MF Actine 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 caténine Plakoglobine 5 4 3 2 1 MF Actine 5 4 3 2 1 α Cadhérines E DESMOSOMES (ou macula adherens ou jonctions discoïdes) Rôle : Permettent l’adhésion locale de deux cellules en joignant leur filaments intermédiaires. 5 4 3 2 1 Protéine d’adhésion : -Desmocolline : -Desmogléine 5 domaines CAD extracellulaires, Ca+ dep Ligand extracellulaire : -Desmocolline : -Desmogléine = Liaison HOMOTYPIQUE Interaction cellule-cellule et pas cellule-matrice Protéines adaptatrices (intracellulaire) : -(Plakoglobine) facultatif + Desmoplakine Cytosquelette : -Filaments intermédiaires 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 Desmoplakine 5 4 3 2 1 FI 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 Desmoplakine Plakoglobine 5 4 3 2 1 FI Desmocolline Desmogléine JONCTIONS COMMUNICANTES (ou fascia communicans ou gap junctions) Rôle : Elles permettent le passage de molécules hydrophiles (PM<1KDa) et des petits ions. Communication intercellulaire ( synchronisation des cils pour l’épithélium et Cellule A transmission du PA pour le muscle) Canal Nt Connexon Ct Cellule B X6 X2 FERME OUVERT Prot <1KDa Protéine = Connexine 4 STM X Plein Pas de liaison au cytosquelette ! Jonction communicante Régulation de l’ouverture des canaux : -Différence de potentiel entre 2 cellules -Si H+ augmente ou Ca2+ augmente (témoin apoptose) => Fermeture des canaux (pour protéger cellule voisine) -Protéines Kinases Mutation connexine 32: -Dégénérescence myéline = maladie de Charcot HEMIDESMOSOMES (ou macula adherens) Rôle : Fixent les cellules à la lame basale en ancrant les FI. Trousseau de collagène VII Ligand extracellulaire: -Lamininine + Collagène VII (pour intégrines) -Collagène VII directement (pour BPAG2) Laminine Protéine d’adhésion : -Intégrine α6β4 : hétérodimère (1STM x2) -Collagène XVII = BPAG2 : Protéine TM trimérique. Structure en triple hélice BPAG2 lie directement FI au collagène VII. Protéines adaptatrices (intracellulaire) : -Plectine : lie longue queue de β4 avec FI -BPAG1 apparenté à Plectine (Non représenté sur le schéma) BPAG2 Intégrine MEC α6 Cytoplasme β4 Cytosquelette : -FI FI FI CONTACTS FOCAUX Rôle : Fixent les cellules à la lame basale en ancrant les MF d’actine. Fibronectine Ligand extracellulaire: -Fibronectine α MEC Protéine d’adhésion : -Intégrine αβ : hétérodimère (1STM x2) Protéines adaptatrices (intracellulaire) : -Taline + Vinculine + α-actinine Cytosquelette : -MF d’actine (fibre de stress) β Intégrine Cytoplasme α-actinine MOYENS MNEMOTECHNIQUES Liaison au cytosquelette : ZONULACTINE (Zonula = actine) Protéines de jonctions dans la jonction étanche : Occludens = occludine/claudine Protéines dans le desmosome : -Protéines contenant DESMO = dans le desmosome (desmocolline / desmogléine / desmoplakine) -Protéines contenant PLAK = protéine d’adaptation, faisant partie de la PLAQUE d’adhérence (desmoplakine/plakoglobine) Comme ça vous ne vous mélangerez plus les pinceaux entre desmocolline/gléine/plakine. Desmocolline et desmogléine n’ont pas PLAK, donc ce sont des protéines transmembranaires et desmoplakine possède PLAK donc c’est une protéine d’adaptation.