Chapitre 4 — Le cycle cellulaire · Topic 2 : La phase G1 · Leçon 2.2
Comment un signal extérieur fait-il avancer la cellule ? Le facteur mitogène active un récepteur tyrosine kinase, qui déclenche la voie des MAP kinases jusqu’à une cascade aboutissant à la phosphorylation de Rb et à la libération d’E2F : le feu vert pour la phase S.
🎯 Objectifs pédagogiques
À la fin de cette leçon, tu sauras :
- décrire l’activation du récepteur mitogène ;
- résumer la voie des MAP kinases ;
- expliquer le rôle de Myc ;
- décrire la phosphorylation de Rb ;
- relier E2F à la transition G1/S.
🧭 Plan de la leçon
- Du facteur mitogène au gène : récepteur TK et voie MAPK
- La phosphorylation de Rb et la libération d’E2F
- E2F et la transition G1/S
1. Du facteur mitogène au gène : récepteur TK et voie MAPK
Le facteur mitogène est un ligand qui se fixe sur un récepteur à activité tyrosine kinase (transmembranaire, domaines extra- et intracellulaire), sans entrer dans la cellule. La fixation induit :
- la dimérisation du récepteur → son activation ;
- l’auto-phosphorylation de son domaine intracellulaire ;
- l’activation de son activité enzymatique → une cascade de signaux intracellulaires (voie de transduction).
La cascade activée est la voie des MAP kinases (MAPK, Mitogen Activated Protein Kinase), une suite de phosphorylations :
- la protéine Ras (petite protéine G liant le GTP) active des kinases ;
- la MAPK, d’abord cytosolique, entre dans le noyau (translocation) et phosphoryle un facteur de transcription (protéine qui se fixe sur l’ADN et régule la transcription) ;
- ce facteur induit la synthèse d’un autre facteur de transcription, Myc.
Myc active l’expression de gènes (cycline D, E2F, cdc25A, p21/p27…) et en inhibe d’autres (p15).
Les protéines en amont de la voie des MAP kinases (dont Ras) sont potentiellement mutées dans certains cancers. Une mutation qui rend la voie constitutivement active pousse la cellule à entrer dans le cycle et à franchir le point R même sans facteurs mitogènes.
2. La phosphorylation de Rb et la libération d’E2F
Parmi les gènes induits par Myc : la cycline D. Elle s’associe à Cdk4 ou Cdk6 (activés par la CAK) : ces couples phosphorylent leur substrat, la protéine Rb (rétinoblastome).
Le couple Rb / E2F :
- en début de G1, Rb active (non phosphorylée) séquestre E2F (un facteur de transcription), qui est ainsi inactivé ;
- Rb est phosphorylée par cycline D/Cdk4 et cycline D/Cdk6 ;
- Rb phosphorylée devient inactive (change de conformation) et libère E2F.
Autrement dit, l’inhibition exercée par Rb est levée par les facteurs mitogènes (via la cycline D).
Souviens-toi du sens : Rb non phosphorylée = active = maintient la cellule en G1 (E2F séquestrée). Rb phosphorylée = inactive = libère E2F → la cellule progresse. C’est exactement l’inverse de l’intuition « phosphorylé = activé » : ici, phosphoryler Rb l’inactive.
3. E2F et la transition G1/S
Une fois libérée et active, E2F prépare la phase suivante :
- elle active d’abord la transcription du gène de la cycline E et des gènes de réplication (E2F prépare la phase S) ;
- la cycline E s’associe alors à la Cdk2 ;
- cycline E/Cdk2 phosphoryle Rb à son tour, et E2F active le gène de la cycline A et d’autres gènes de réplication → fin de G1 et entrée en phase S.
| État de Rb | Conséquence |
|---|---|
| Rb non phosphorylée | Maintient la cellule en G1 (E2F séquestrée). |
| Rb phosphorylée | Permet le passage du point R et la préparation de la réplication. |
| Accumulation de cycline E/Cdk2 | Permet la transition G1/S. |
Après le passage du point R, la cellule n’a normalement plus besoin de facteurs mitogènes. (Il existe une famille de facteurs Rb et une famille de facteurs E2F.)
🧠 À retenir absolument
- Facteur mitogène → récepteur tyrosine kinase (dimérisation + auto-phosphorylation) → voie MAPK (Ras/GTP) → noyau → Myc.
- Myc induit la cycline D → cycline D/Cdk4-6 phosphoryle Rb.
- Rb non phosphorylée = active → séquestre E2F (cellule en G1). Rb phosphorylée = inactive → libère E2F.
- E2F active cycline E (+ gènes de réplication) → cycline E/Cdk2 → transition G1/S et activation de la cycline A.
- Voie MAPK (Ras) mutée dans certains cancers → passage du point R sans facteurs mitogènes.
❓ Questions fréquentes
Comment un facteur mitogène transmet-il son signal ?
Il se fixe (sans entrer) sur un récepteur à activité tyrosine kinase, qui se dimérise et s’autophosphoryle. Cela déclenche la voie des MAP kinases (avec la protéine Ras), jusqu’à la phosphorylation d’un facteur de transcription dans le noyau, qui induit la synthèse de Myc.
Quel est le rôle de Myc en G1 ?
Myc est un facteur de transcription qui active l’expression de plusieurs gènes (cycline D, E2F, cdc25A, p21/p27) et en inhibe d’autres (p15). En induisant la cycline D, il déclenche la phosphorylation de Rb et la progression de G1.
Pourquoi la phosphorylation de Rb fait-elle avancer le cycle ?
Parce que Rb non phosphorylée (active) séquestre et inactive le facteur de transcription E2F, maintenant la cellule en G1. Quand la cycline D/Cdk4-6 phosphoryle Rb, celle-ci devient inactive et libère E2F, qui active alors les gènes de la phase S.
Que déclenche E2F une fois libérée ?
E2F active la transcription de la cycline E et des gènes de réplication. La cycline E s’associe à Cdk2, qui phosphoryle Rb à son tour ; E2F active ensuite la cycline A. L’accumulation de cycline E/Cdk2 permet la transition G1/S et l’entrée en phase S.
🚀 Pour aller plus loin
Et si les facteurs manquent, ou si l’ADN est abîmé ? La cellule sort du cycle ou se met en pause.
Contenu pédagogique original — Réussir SVT. L’équipe Réussir SVT.