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Le cycle cellulaire Chez lhomme environ de 10 13 à10 14 cellules (10 9 /g de tissus) A chaque seconde, des millions de cellules sont produites de telle.

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1 Le cycle cellulaire Chez lhomme environ de à10 14 cellules (10 9 /g de tissus) A chaque seconde, des millions de cellules sont produites de telle manière à ce quil y ait un status quo. 1 cellule donne 2 cellules de même taille, copies conformes de la cellule mère. Nécessite une duplication des éléments cellulaires suivie dune division. Duplication et division exactes de lADN Duplication et division approximatives des structures et éléments cellulaires Lors de la division, les cellules eucaryotes évoluent selon une séquence de phases qui composent le cycle cellulaire. Le cycle cellulaire comprend plusieurs sous-cycles (chromosomique, centrosomique, de la membrane nucléaire, cytoplasmique)

2 Mitose G1 S G2 Universalité du cycle cellulaire

3 Description du cycle cellulaire Eléments moteurs du cycle Points de contrôles et régulation extrinsèque du cycle Le cycle cellulaire

4 On définit les phases du cycle principalement en référence au cycle chromosomique: -Le cycle chromosomique, précis, synthèse dADN (phase S du cycle) et partage de lADN (phase M : mitose + cytokinèse ou cytodiérèse). Une phase dite G2 sépare S de M. une phase G1 suit la phase M. -Le cycle du centrosome, précis, dont le rôle est dorganiser les deux pôles du fuseau mitotique qui intervient dans la ségrégation des chromosomes à la mitose. -Le cycle cytoplasmique approximatif: croissance cytoplasmique et cytodiérèse. Ces cycles sont interdépendants car co-régulés.

5 Description du cycle cellulaire –Méthodes et modèles détude –Microscopie –Incorporation de précurseurs de lADN –Cytométrie de flux –Synchronisation de cellules –Xénope –Levures Le cycle cellulaire

6 Ce que lon voit le mieux au microscope est la mitose : condensation des chromosomes et la cytodiérèse : En interphase (entre 2 mitoses), on ne voit que de la croissance. Des expériences de microcinétique sur des cellules vivantes permettent de mesurer la durée de la phase M et la durée dun cycle (Tc) dans des conditions données. On appelle Index mitotique dune population de cellules le % de cellules en phase M. Plus il est grand plus les cellules cyclent rapidement. Microscopie: les différentes phases de la mitose

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8 Mesure de la durée des phases du cycle cellulaire Incorporation de précurseurs de lADN (Thymidine tritiée) Cytométrie de flux (BrdU)

9 Mesure du contenu cellulaire en ADN par cytométrie de flux (iodure de propidium) Nombre de cellules Cellules en phase G1 Cellules en phase G2 et M Cellules en phase S Quantité relative d ADN par cellule

10 La synchronisation est utile pour étudier des événements biochimiques liées à une phase du cycle cellulaire. On bloque les cellules en un point du cycle de façon réversible. Lorsque lon supprime le blocage, les cellules repartent au même stade : synchronisées. - Carence en sérum : synchronisation en G0. Les cellules ne se divisent quen présence de sérum (facteurs mitogènes). - Nocodazole : bloque lassemblage des microtubules, blocage en G2/M par blocage du fuseau mitotique. Culture et synchronisation de cellules.

11 Modèle de lovocyte et de lœuf de Xénope Quantité relative d ADN par cellule Stade 4096 cellules ou « œuf » 1 mm Stade 4 cellules fécondation

12 Modèle détude de la levure AB C D E Paul NURSE NOBEL 2001 Leland HARTWELL NOBEL Mutants thermosensibles du Cycle de Division Cellulaire : CDC2, CDC13, CDC25, CDC18, CDC10,... Saccharomyces cerevisiae Schizosaccharomyces pombe

13 Exemple de mutant thermosensible A température non permissive, ce mutant stoppe son cycle cellulaire en G1 La fonction affectée par la mutation est essentielle à la progression en G1 Température non permissive Température permissive Analyse par cytométrie en flux Température permissive Ce mutant thermosensible bloque la progression de son cycle en G1 Mutants conditionnels du cycle cellulaire chez S. cerevisae Température non-permissive

14 Identification de lhomologue fonctionnel de cdc2 dans toutes les espèces eucaryotes UNIVERSALITE DES MECANISMES DE CONTRÔLE DU CYCLE CELLULAIRE Arrêt en G2 Clonage par complémentation: Lexemple de cdc2 chez S. pombe

15 Description du cycle cellulaire Durée des différentes phases Cycle du centrosome Cycle de la membrane nucléaire Etapes de la mitose Fusions cellulaires

16 Durée totale Tc Tc varie beaucoup Levure : Tc : 1h30 en milieu riche. Embryon de grenouille 1heure Foie humain adulte : 1 an G1, qui sépare M et S, est létape de durée la plus variable. Lorsquelle est longue, on parle de phase G0 ou état quiescent (qui peut correspondre à un état différencié ou à un état d « attente » concerne les cellules nerveuses, le muscle strié squelettique). Durée des phases du cycle cellulaire

17 - Interphase : 90% du temps du cycle au minimum Phase G1 : au moins 8heures : Augmentation de lactivité métabolique en fin de G. Phase S : 10h/22h : Doublement de la quantité dADN. Phase G2 : 3h/4h Entre la fin de la phase S et le début de la mitose. - phase M (mitose + cytocinèse ou cytodiérèse) : 10% du temps du cycle au maximum. 30 min./2h Condensation chromosomique Rupture de lenveloppe nucléaire Séparation des chromatides sœurs (ségrégation) Formation de 2 noyaux - Division du cytoplasme (cytodiérèse). Durée des phases

18 Description du cycle cellulaire Durée des différentes phases Cycle du centrosome Cycle de la membrane nucléaire Etapes de la mitose Fusions cellulaires

19 Phase G1 1 centrosome, microtubules astraux Fin G1 Séparation des centrioles (nucléophosmine) S/ G2Duplication des centrioles, séparation des 2 centrosomes (kinase Mps-1) Prophase Apparition des centres organisateurs de microtubules (COM) et des asters Eloignement des centrosomes Apparition et allongement des microtubules polaires. Apparition des microtubules kinétochoriens MétaphaseLe fuseau mitotique est formé Anaphase Raccourcissement des microtubules kinétichoriens, puis allongement des microtubules polaires Cycle du centrosome

20 Pré-Métaphase-rupture de l enveloppe nucléaire -phosphorylation des lamines nucléaires lamine A + lamine C: forment des hétérodimères solubles lamine B: forme des vésicules avec des fragments de lenveloppe nucléaire Télophase- reformation de l enveloppe nucléaire - déphosphorylation des lamines qui se réassocient à chaque chromosome en décondensation Cycle de la membrane nucléaire

21 Description du cycle cellulaire Durée des différentes phases Cycle du centrosome Cycle de la membrane nucléaire Etapes de la mitose Fusions cellulaires

22 Prophase Condensation des chromatides sœurs Phosphorylation des histones, des condensines… Maturation du COM Prémétaphase Rupture de l enveloppe nucléaire MétaphaseChromosomes en plaque équatoriale Fuseau mitotique formé Anaphase Détachement des chromatides sœurs, relargage des cohésines Ascension polaire TélophaseReconstitution de lenveloppe nucléaire (Cytodiérèseformation de lanneau contractile - déphosphorylation C Légère -myosine) La mitose

23 Description du cycle cellulaire Durée des différentes phases Cycle du centrosome Cycle de la membrane nucléaire Etapes de la mitose Fusions cellulaires

24 Facteur retardateur de phase M (en phases G1 et S) Les expériences de fusions de cellules Hétérocaryons Le noyau en G2 voit sa mitose retardée tandis que le noyau en S poursuit son programme Le noyau en G2 voit sa mitose retardée tandis que le noyau en G1 poursuit son programme Le noyau en G1 entre en phase S immédiatement Facteur Inducteur de lentrée en S (SPF) (en phase S uniquement) Fusion

25 (C) Activation de lentrée en mitose Un facteur présent dans les cellules mitotiques déclenche la condensation des chromosomes et lentrée en mitose dans les cellules en G1, S et G2 MPF : M-Phase Promoting Factor : Facteur Promoteur de la phase M Les expériences de fusions de cellules

26 Ces expériences permettent donc de mettre en évidence que deux transitions importantes dans le cycle cellulaire, l'entrée en mitose et l'entrée en phase S, sont sous la dépendance de facteurs de régulation.

27 Description du cycle cellulaire Eléments moteurs du cycle Points de contrôles et régulation extrinsèque du cycle Le cycle cellulaire

28 Eléments moteurs du cycle –Découverte et caractérisation des cdks et des cyclines Apports de la biologie du développement Apports de la génétique de la levure Cas des mammifères –Régulation des activités des cdks au cours du cycle –Altérations conduisant à l oncogénèse Le cycle cellulaire

29 Activité MPF Maximale Pas d'activité MPF Caractérisation de lactivité MPF (Mitose Promoting Factor)

30 Accumulation en interphase Niveau Maximal en Mitose Dégradation brutale en fin de Mitose Des gènes de cyclines ont été clonés chez tous les eucaryotes Tim HUNT NOBEL 2001 Découverte des Cyclines (Oursin)

31 Les substrats de MPF Histones Lamines nucléaires Chaîne légère de la myosine c-fos, c-abl p53 Topoisomérase II Facteurs délongation Condensines, kinésines, Cdc25, Polo kinase, Cycline B…… MPF est un hétérodimère composé de la cycline B et dune kinase appelée cdc2 ou p34cdc2 ou cdk-1 (cyclin dependant kinase 1)

32 Dégradation du MPF La sortie de la phase M dépend de la dégradation de MPF, qui elle-même dépend de la dégradation de la cycline

33 Eléments moteurs du cycle –Découverte et caractérisation des cdks et des cyclines Apports de la biologie du développement Apports de la génétique de la levure (S. pombe) Cas des mammifères –Régulation des activités des cdks au cours du cycle –Altérations conduisant à loncogénèse Le cycle cellulaire

34 Identification de régulateurs de lentrée en Mitose (1) Les mutants cdc Surexpression Perte de fonction Phénotype Cdc Cdc25 est un activateur dose dépendant de lentrée en mitose G2 M Cdc25 Phénotype Wee Schizosaccharomyces pombe cdc25

35 Wee1 Perte de fonction (ts ou disruption) Phénotype Cdc Surexpression Wee1 est un inhibiteur dose dépendant de lentrée en mitose G2 M Wee1 Identification de régulateurs de lentrée en Mitose (2) Les mutants wee Phénotype Wee

36 Mutant cdc2- pas de division : cellule géante avec un seul noyau et des chromosomes dupliqués : bloqué en mitose. Clonage par complémentation : Cdc2 est une kinase de 34 kDa et est léquivalent de la kinase trouvée chez le Xenope. Cest dailleurs après avoir trouvé Cdc2 chez S. pombe que lon a cherche à voir si le MPF de Xenope avait une activité kinase. Elle est aussi appelée cdk1 (cycline dependant kinase). Complémentation aussi avec une kinase humaine (63% dhomologie ce qui montre la conservation des mécanismes). Contient des sites de phosphorylation sur Thr 161 ainsi que sur la Tyr 15 (située dans le site de fixation de lATP de la kinase).

37 . Mutant cdc13- : Cdc13 équivalent de la cycB de xenope (B1 et B2): Cdc13/Cdc2 = MPF de S. pombe Lanalyse dautres mutants cdc et wee ont montré que dautres mutants influencent lactivité du MPF chez S. pombe :. Mutant cdc25- : arrêt au pied de la mitose. Si surexprimée, traversée plus rapide de la phase G2 doù des cellules filles petites (Phénotype « Wee »). Mutant wee1- : entrée prématurée en mitose (phénotype Wee) : surexpression augmente la durée G2 : cellules plus longues.

38 Cdc25 (activateur) et Wee1 (inhibiteur) régulent lactivité MPF. Clonage par complémentation, séquencage, analyse in vitro : Cdc25 active MPF (phosphatase (phénotype Wee) à double spécificité : thréonine/tyrosine)(déphosphoryle Y15) Wee1 inhibe MPF (protéine kinase à double spécificité Thr/Tyr) (phosphoryle Y15). Récemment on a isolé une autre protéine régulatrice du MPF qui est la CAK ou Cdc2 activating kinase (sur Thr 161). Il sagit dune phosphorylation activatrice (comme son nom lindique).

39 Eléments moteurs du cycle –Découverte et caractérisation des cdks et des cyclines Apports de la biologie du développement Apports de la génétique de la levure Cas des mammifères –Régulation des activités des cdks au cours du cycle –Altérations conduisant à loncogénèse Le cycle cellulaire

40 Pour assurer, dune part, lordre immuable de la succession des quatre phases du cycle (régulation du cycle), et dautre part, lobtention de deux cellules filles rigoureusement identiques (surveillance de l'ADN), la cellule dispose de systèmes de régulation hautement perfectionnés. Dans le premier cas, (régulation du cycle), ce sont essentiellement des kinases cycline-dépendantes, les Cdk, qui interviennent. Dans le second cas, dautres molécules interviennent dans différents mécanismes de surveillance du cycle pour inhiber les Cdk de la régulation du cycle et arrêter le cycle, si l'étape précédente n'est pas terminée, ou si une "réparation" est nécessaire. La régulation du cycle cellulaire

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42 Les différentes phases du cycle ont lieu selon un ordre immuable et cest pour assurer le maintien de cette séquence quinterviennent des Cdk assurant la régulation du cycle cellulaire. Il en existe plusieurs ; elles interviennent tout au long du cycle dans un ordre déterminé : en phase G1 et pour la transition G1-S, cest à dire pour le déclenchement de la réplication de lADN, en phase S pour la poursuite de la réplication, en phase G2 et pour la transition G2-M, cest à dire pour le déclenchement de la mitose et pour l'exécution de la mitose. Les Cdk agissent soit sur les protéines qui permettent la réalisation des événements du cycle (leur fonction est alors de provoquer les événements du cycle), soit sur la protéine Rb, (leur fonction étant alors de permettre la progression du cycle). La régulation de la succession des quatre phases du cycle cellulaire

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44 Mitose G1 S G2 Cellulaire Cycle CDK2 CDK2 /4/6 CDC2 Les kinases dépendantes des cyclines (CDK) dans les cellules animales

45 Les cyclines dans les cellules animales

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47 Accumulation nucléaire en phase G1 Disparition lors de lentrée en phase S G04h8h16h24h Fibroblastes humains IMR90 synchronisés par carence en sérum La cycline D1

48 Eléments moteurs du cycle –Découverte et caractérisation des cdks et des cyclines –Régulation des activités des cdks au cours du cycle MPF: entrée et sortie de mitose Généralisation Transition G1/S –Altérations conduisant à loncogénèse Le cycle cellulaire

49 Régulation du MPFchez les mammifères cycB Cdk1 T14Y15 T161 Cdk1 T14Y15 T161 Cdk1 T14Y15 T161 Cdk1 T14Y15 T161 Cdk1 T14Y15 T161 PP PP PP P Cdc25 CAK Wee1/Myt 1 cycB Activité H1 kinase Phase G1SG2M P

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53 Entrée en mitose Activité Plk-1 (Polo like kinase): - Corrélation entre activation et localisation nucléaire - Coordination assemblage du fuseau et activation du MPF Boucle damplification positive Plk-1 Cdc25 Translocation nucléaire dégradation CycBcdk1 Wee1 MKLP-1 SCF MPF

54 Entrée en mitose Activité Plk-1: - Corrélation entre activation et localisation nucléaire - Coordination assemblage du fuseau et activation du MPF Boucle damplification positive Inhibition par des lésions de lADN Plk-1 Cdc25 Translocation nucléaire dégradation CycBcdk1 Wee1 MKLP-1 SCF Chk-1/2

55 Régulation du MPF par lAPC Anaphase promoting complex G2ProphaseMetaphase Anaphase Cytokinèse G1 CDC2 Cyclin B APC PDS1 ESP1 PDS1 = sécurine ESP1 = séparase Inhibiteurs de l anaphase Poly- ubiquitinylation CDH1 Cdc20 APC

56 Régulation de lactivité des cdk Généralisation -Cyclines: synthèse et dégradation Les cyclines ne sont là que de manière cyclique. Le niveau augmente classiquement par activation transcriptionnelle, diminue par augmentation de la dégradation. Initiée par une phosphorylation sur la cycline (montré pour Cln2 et pour B) et par lactivation des systèmes de dégradation. - Phosphorylation/Déphosphorylation - Inhibiteurs de Cdk: Cdki - Dérégulations: phénotypes KO

57 Régulation de lactivité des cdk Généralisation - Cyclines: synthèse et dégradation - Phosphorylation/Déphosphorylation CAK (activation par phosphorylation) Famille Cdc25 (déphosphorylent cdk) -Inhibiteurs de Cdk: Cdki (association à cdk libre ou complexe cdk/cycline) - Dérégulations: phénotypes KO

58 M G2 G1 S Cycle Cellulaire CDK4/6 Cycline D CDK1 Cycline B CDK1 Cycline A CDK2 Cycline A CDK2 Cycline E CDC25A CDC25C CDC25B C-Myc Régulation des CDKs par les phosphatases CDC25 CDC25B

59 Régulation de lactivité des cdk Généralisation - Cyclines: synthèse et dégradation - Phosphorylation/Déphosphorylation - Inhibiteurs de Cdk: Cdki Famille INK-4 Famille CIP/KIP - Dérégulations: phénotypes KO

60 Régulation de l'activité des Cdk par les Cdki Cdk Cycline Cdk Cycline Cdki Actif Inactif Cdki p21 Cip1, p27 Kip1 p27 Kip2, Cdk Cycline Cdki Actif Inactif Cdki P15 Ink4B P16 Ink4A P18 Ink4C P19 Ink4D Association stoechiométrique

61 p21 WAF1 Cip1, Sdi1 p27 Kip1 CDK2,4,6 p15 ( INK4B ) p16 ( INK4A ) p18,p19 ( INK4C,4D ) p57 Kip2 Induction des Cdki Lésions de l'ADN (via p53) Rayonnements g Rayonnements UV Anticancéreux Différenciation Cellules musculaires Neurones Senéscence TGF-beta Inhibition de contact Rapamycine Diférenciation TGF-beta Cdk4/6-CycD (Cdk2-CycE-A) (Cdk1-CycB) Progression dans le cycle G1/S

62 Mécanismes de surveillance contrôlant les transitions G1/S, G2/M et Métaphase/Anaphase En plus des Cdk, molécules permettant le passage d'une phase à l'autre et lenchaînement des événements du cycle, existent des mécanismes capables de surveiller des processus très importants du cycle, de détecter des anomalies et dimposer larrêt du cycle si des anomalies sont constatées. Ces mécanismes interviennent lorsque des lésions ( DDCP = DNA Damage Checkpoint ) ou des anomalies de réplication de l'ADN ( RCP = Réplication Checkpoint ) sont détectées, ou pour contrôler que les chromatides-sœurs vont bien se répartir équitablement dans les deux cellules filles (MCP = Mitotic Checkpoint ). Ils assurent en quelque sorte le « contrôle qualité » du cycle cellulaire. En effet, si seules les Cdk intervenaient, l'enchaînement des phases du cycle pourrait continuer à avoir lieu, même si lADN était endommagé, ce qui conduirait finalement à des anomalies génétiques ou chromosomiques graves pour les cellules, par exemple perte d'un chromosome ou d'un morceau d'ADN.

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66 * Le passage en phase S est retardé quand l'ADN est lésé * La réplication est suspendue quand lADN est endommagé * Lentrée en mitose est suspendue quand la réplication nest pas terminée ou que l'ADN est lésé. * La séparation des chromatides en mitose est retardée si un seul chromosome n'est pas correctement attaché au fuseau. Conclusion

67 Régulation de lactivité des cdk Généralisation - Cyclines: synthèse et dégradation - Phosphorylation/Déphosphorylation - Inhibiteurs de Cdk: Cdki Famille INK-4 Famille CIP/KIP - Dérégulations: phénotypes KO

68 Souris p21Cip1 -/- Développement RAS Transformation RAS Anomalies du checkpoint G1/S Bloquage en G1 Cellulaire

69 Souris p27 -/- Développement Souris plus grosses Rate et Thymus plus gros Transformation Adénomes

70 Souris p16 -/- Développement RAS Transformation 69% des souris développent des tumeurs Susceptibilité aux carcinogènes augmentée Augmentation de lindex mitotique, Augmentation de la proportion de cellules en phase S Haute densité de saturation en culture Cellulaire

71 Souris Cyc D1 -/- Développement Souris plus petites. Rétine, glandes mammaires plus petits Transformation RAS Cellulaire

72 Eléments moteurs du cycle –Découverte et caractérisation des cdks et des cyclines –Régulation des activités des cdks au cours du cycle MPF Généralisation Transition G1/S –Altérations conduisant à loncogénèse Le cycle cellulaire

73 Puis des complexes cycline S/cdk, cest à dire A/cdk2 Le substrat principal de ces complexes est pRb ou protéine du rétinoblastome, appelé ainsi car retrouvé non fonctionnel dans les tumeurs de lœil de type rétinoblastome. Une mutation sur lun des allèles prédispose au rétinoblastome. Il existe en fait pRB (p105 ou 110) et 2 protéines présentant des homologies, p107 et p130 qui forment la famille des « pocket protein ». Rôle central des complexes cycline G1/cdk cest-à- dire D1/D2/D3/ cdk4/6 et E/cdk2

74 FibroblastesIMR90 en culture 72h sans sérum + 20% sérum G1S P-RB RB RB: Substrat des complexes Cyc G1-CDK et Cyc S-CDK

75 Complexes E2F/DP à activité de facteurs de transcription E2F1 -> E2F6 DP1 et DP2 RB p107 p130 RB s'associe à E2F1,2 et 3 (activateur transcriptionnel) p107 et p130 -> E2F4, 5 et 6: rôle de régulateur négatif) Histones Désacétylases: condensation de la chromatine Famille RB des protéines à poche - +

76 - Phosphorylation inhibitrice de pRb par cycD-cdk4/6: libération de E2F - La transcription de E2F est activée par E2F/DP1: Auto-amplification - E2F/DP1 active la transcription de CycE et Cdk2: RB est substrat de CycE-Cdk2 Boucle de régulation positive : Passage du Point de Restriction - E2F/DP1 active la transcription CycA et Cdk2: RB est substrat de CycA-Cdk2 Maintien de la transcription en phase S - CycA/Cdk2 inactive DP1 en fin de phase S Arrêt de la transcription en fin de phase S Transition G1/S

77 DP1 Transition G1/S

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79 Eléments moteurs du cycle –Altérations conduisant à loncogénèse La voie RB: RB, P16 et Cycline D1 Cyclines A et E Cyclines virales (Cycline K: hHV-6) CDC25B (surexpression) CHK2 (mutations inactivatrices) Le cycle cellulaire

80 CDK4 Cycline D p16 RB S Cycline D p16 RB Facteur De Transcription Facteur De Transcription + Mutations dans la voie RB

81 Identification initiale de la cycline D1 PRAD1 Gène réarrangé avec le locus de l'hormone parathyroidienne (PTH) 11p15 -> 11q13 Région 5' régulatrice de PTHPromoteur de PRAD1ORF PRAD1 PRAD1 = Cycline 1 Expression aberrante de Cycline D1 Tumeurs bénignes non invasives et non métastasiantes BCL1 Translocation BCL1 (B-cell Lymphoma 1) retrouvé dans des lymphomes B centrocytiques. Réarrangement avec le locus des immunoglobulines IgH enhancer elementPromoteur de Cyc D1ORF cycline D1 Expression élevée de Cycline D1 Association à des tumeurs agressives

82 La cycline D1: Autres observations Tumeurs du sein 60% de surexpression de cycline D1 Pas de corrélation avec le type tumoral et l'agressivité Tumeurs du sein et carcinomes tête et cou % d'amplification de 11q13 (locus cycline D1)

83 Seuil de cycline Situation régulée Dérégulation du niveau basal Perte de régulation Activation prématurée Activation constitutive

84 CDK4 Cycline D p16 RB S Cycline D p16 RB Facteur De Transcription Facteur De Transcription + Mutations dans la voie RB

85 CDK4 Cycline D p16 Cycline D p16 Mutations de p16 80 % des mélanomes Glioblastomes Cancers du pancréas etc… Délétions Méthylation Altération de la liaison à CDK4 Pas d'inhibition activité kinase Pas d'inhibition de prolifération Mutations de MTS1 - p16Ink4A

86 Structure génomique, mutations et transcripts des locus INKb (p15) et INKa/ARF (p16 et p19ARF) chez la souris (Cancer Medecine, 5eme edition), p19ARF a pour équivalent p14ARF chez lhomme.

87 CDK4 Cycline D p16 RB S Cycline D p16 RB Facteur De Transcription Facteur De Transcription + Mutations dans la voie RB

88 Eléments moteurs du cycle –Altérations conduisant à loncogénèse La voie RB: RB, P16 et Cycline D1 Cyclines A et E Cyclines virales (Cycline K: hHV-6) CDC25B (surexpression) CHK2 (mutations inactivatrices) Le cycle cellulaire

89 Description du cycle cellulaire Eléments moteurs du cycle Points de contrôles et régulation extrinsèque du cycle Points de contrôle internes Régulation extrinsèque Le cycle cellulaire

90 Les points de contrôle du cycle cellulaire Transition G1/S Transition G2/M Mettent en jeu les complexes CDK/cyclines et leurs mécanismes régulateurs Métaphase/Anaphase Mitose G1 S G2 Transition S/G2 quantité dADN intégrité de l ADN fuseau mitotique

91 Mise en évidence du rôle de p53 G1 SG2/M contrôle8h après irradiation Nb de cellules G1 SG2/M contrôle 8h après irradiation Nb de cellules WT P53-/-

92 Régulation du taux de p53 Mdm -2 p53wt dégradation inhibition de la transactivation p53 RE

93 Stabilisation de p53 suite à des lésions sur lADN Mdm -2 p53wt p53 RE P P PPPPPPPPP stabilisation activation P21 PCNA GADD45 BAX IGF-BP Réparation Apoptose Arrêt G1/S (G2/M)

94 Conséquences de la mutation de p53 p53mutée Mdm -2 inactive Pas de dégradation, stabilisation, inactivation p53 RE

95 Modifications post-traductionnelles régulatrices de p53

96 Voies amonts de p53: ATM (ataxia-telangectasie mutated) et DNA-PK ATM p53 p73 Chk1/Chk2 c-Abl n P P P P P Bax DNA-PK P p21 GADD T T T T T arrêt du cycle G2 apoptose réparation arrêt du cycle G2 arrêt du cycle G1 P Wee-1 Cdc25C Voie SAPK/JUNK mdm2 P apoptose P CDB

97 Voies amonts de p53: ATM et DNA-PK ATM p53 p73 Chk1/Chk2 c-Abl n P P P P P Bax DNA-PK P p21 GADD T T T T T arrêt du cycle G2 apoptose réparation arrêt du cycle G2 arrêt du cycle G1 P Wee-1 Cdc25C Voie SAPK/JUNK mdm2 P apoptose P CDB

98 Voies dactivation de p53

99 Rôle de p14ARF (p19ARF) dans le contrôle de la transition G1/S

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101 Activation du point de contrôle G2/M En réponse à des lésions de l'ADN CDC2 Cycline P ATM CHK CDC25C P cytoplasme p noyau CDC25C P actif inactif P CDC2 Cycline P

102 Voies amonts de p53 ATM p53 p73 Chk1/Chk2 c-Abl n P P P P P Bax DNA-PK P p21 GADD T T T T T arrêt du cycle G2 apoptose réparation arrêt du cycle G2 arrêt du cycle G1 P Wee-1 Cdc25C Voie SAPK/JUNK mdm2 P apoptose P CDB

103 Checkpoint mitotique défaut de tension sur les kinétochores kinétoch ores libres BUB1 kinétochores APC Sensor Voie de transduction Effecteur cycB BUB2/3 Mps-1 MAD1 Ipl-1 (Aurora kinase) Cdc20 MAD3 MAD2 Sécurine CDH1

104 Description du cycle cellulaire Eléments moteurs du cycle Points de contrôles et régulation extrinsèque du cycle Points de contrôle internes Régulation extrinsèque –Nature des signaux –Voies de transduction Le cycle cellulaire

105 Nature des signaux –Unicellulaires: nutriments –Multicellulaires Contacts cellules/cellules Matrice extracellulaire Médiateurs chimiques Voies de transduction –Mitogènes, facteurs de croissance, facteurs de survie –Intégrines Cibles –Cyclines G1 et G1/S et S –Cdki (p21/p27) Régulation extrinsèque

106 Raf MEK1/2 ERK1/2 SRF/Elk-1 PI(3,4,5)P3 PDK1 AKT/PKB S6kinase Ras PI3K Médiateurs chimiques régulant le cycle cellulaire proliférationcroissance Mitogènes, facteurs de croissance, facteurs de survie Bad Inhibition de lapoptose Myc eIFE4 Prolifération différenciation Cytokines Voie JAK/STAT

107 Rôle de p14ARF (p19ARF) dans le contrôle de la transition G1/S

108 Raf MEK1/2 ERK1/2 SRF/Elk-1 AKT/PKB GSK-6 Ras Interactions avec la matrice extracellulaire régulant le cycle cellulaire Intégrines liées à la matrice extracellulaire Cycline D1 Transition G1/S SrcFAK Ilk dégradation

109 Fonctionnement du cycle –oscillations : synthèse, dégradation Régulation –intrinsèque (provenant de lintérieur de la cellule) –extrinsèque (adaptation au milieu extérieur) Dérégulation –proto-oncogènes et suppresseurs de tumeur Nombre limité de divisions cellulaires Le cycle cellulaire

110 Entrée en mitose Activité Plk-1: - Corrélation entre activation et localisation nucléaire - Coordination assemblage du fuseau et activation du MPF Boucle damplification positive Inhibition par des lésions de lADN Plk-1 Cdc25 Translocation nucléaire dégradation CycBcdk1 Wee1 MKLP-1 SCF Chk-1/2

111 Cycle du centrosome (cellules animales)


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