Chapitre 7 — Les destins cellulaires · Topic 1 : L’apoptose · Leçon 1.2
L’apoptose suit deux voies : l’intrinsèque (déclenchée de l’intérieur) et l’extrinsèque (de l’extérieur). Elles sont interconnectées et convergent vers les mêmes exécutrices : les caspases. Cette leçon présente les deux voies et le rôle central de ces enzymes.
🎯 Objectifs pédagogiques
À la fin de cette leçon, tu sauras :
- décrire la voie intrinsèque et extrinsèque ;
- expliquer leur interconnexion (Bid, Smac/DIABLO) ;
- définir les caspases ;
- distinguer caspases initiatrices et effectrices ;
- citer leurs substrats.
🧭 Plan de la leçon
- Les deux voies de l’apoptose
- L’interconnexion des deux voies
- Les caspases, exécutrices de l’apoptose
1. Les deux voies de l’apoptose
| Voie | Déclencheur |
|---|---|
| Intrinsèque | Médiée par des dommages de l’ADN (mutations, translocations, anomalies). Ces dommages modifient les mitochondries → libération du cytochrome C (normalement à l’intérieur, où il participe à la chaîne respiratoire) dans le cytoplasme. |
| Extrinsèque | Médiée par des récepteurs de mort : des ligands extérieurs (signaux de mort) se fixent sur des récepteurs transmembranaires, qui recrutent des molécules dont la pro-caspase 8. |
2. L’interconnexion des deux voies
Les deux voies sont fortement interconnectées :
- la voie extrinsèque contrôle l’intrinsèque via le clivage activateur de la protéine Bid : Bid clivée peut faire sortir le cytochrome C de la mitochondrie ;
- la voie intrinsèque contrôle l’extrinsèque via Smac/DIABLO : ces molécules inhibent les IAP (inhibiteurs des protéines apoptotiques). La voie intrinsèque inhibe ainsi un inhibiteur → elle active l’apoptose ;
- les deux voies convergent vers l’activation de la caspase 3.
Smac/DIABLO n’active pas directement l’apoptose : il bloque les IAP, qui eux freinent les caspases. En inhibant un frein, il libère l’apoptose. C’est une logique récurrente en biologie : la double négation (« inhiber un inhibiteur ») équivaut à une activation.
3. Les caspases, exécutrices de l’apoptose
Les caspases sont les exécutrices générales de l’apoptose. Ce sont des cystéine-protéases cytosoliques (protéines à activité enzymatique) qui clivent de nombreux substrats : les protéines clivées ne peuvent plus assurer leurs fonctions → apoptose. Deux familles :
| Famille | Substrat | Structure |
|---|---|---|
| Caspases initiatrices (8, 9) | D’autres caspases | Pro-domaine long (domaines de liaison contrôlant leur activité) ; s’auto-clivent + dimérisation. |
| Caspases effectrices (3, 6, 7) | Des protéines cellulaires | Pro-domaine court ; activées par les initiatrices. |
Les caspases initiatrices (pro-caspases 8 et 9) deviennent actives par auto-clivage, puis activent les caspases effectrices (3, 6, 7), qui clivent les protéines cibles.
Les substrats des caspases effectrices expliquent les caractéristiques de l’apoptose :
- protéines structurales (actine, fodrine, gelsoline, kératines, lamines) → fragmentation du noyau, perte de l’architecture ;
- protéines de signalisation (kinases) → activation/inhibition de voies ;
- protéines du métabolisme ADN/ARN (PARP, histone H1…) → fragmentation de l’ADN ;
- protéines du cycle (pRb, cycline A2) → dérégulation du cycle.
Conséquences : perte de fonction (gelsoline → arrêt de la polymérisation de l’actine ; lamines → fragmentation du noyau) ou gain de fonction (clivage de Bid → active la voie intrinsèque ; clivage de caspases → active l’apoptose).
🧠 À retenir absolument
- Voie intrinsèque : dommages de l’ADN → libération du cytochrome C mitochondrial. Voie extrinsèque : récepteurs de mort → recrutement de la pro-caspase 8.
- Interconnexion : extrinsèque → intrinsèque via Bid clivée (sortie du cytochrome C) ; intrinsèque → extrinsèque via Smac/DIABLO (inhibe les IAP). Convergence : caspase 3.
- Caspases : cystéine-protéases cytosoliques. Initiatrices (8, 9 ; pro-domaine long ; substrat = caspase) → effectrices (3, 6, 7 ; pro-domaine court ; substrat = protéines).
- Substrats : structuraux (lamines → noyau), signalisation, ADN/ARN (PARP, H1), cycle (pRb). Perte ou gain de fonction.
❓ Questions fréquentes
Quelle est la différence entre voie intrinsèque et extrinsèque ?
La voie intrinsèque est déclenchée de l’intérieur, par des dommages de l’ADN qui provoquent la libération du cytochrome C mitochondrial. La voie extrinsèque est déclenchée de l’extérieur, par des ligands (signaux de mort) qui se fixent sur des récepteurs de mort et recrutent la pro-caspase 8.
Comment les deux voies sont-elles interconnectées ?
La voie extrinsèque active l’intrinsèque par le clivage de Bid, qui fait sortir le cytochrome C. La voie intrinsèque active l’extrinsèque via Smac/DIABLO, qui inhibent les IAP (inhibiteurs des protéines apoptotiques) : inhiber un inhibiteur revient à activer. Les deux convergent vers la caspase 3.
Qu’est-ce qu’une caspase ?
C’est une cystéine-protéase cytosolique, exécutrice de l’apoptose, qui clive de nombreux substrats protéiques. Les caspases initiatrices (8, 9) ont un pro-domaine long et activent d’autres caspases ; les caspases effectrices (3, 6, 7) ont un pro-domaine court et clivent les protéines cellulaires.
Pourquoi le clivage des substrats provoque-t-il l’apoptose ?
Parce qu’il rend compte des caractéristiques de l’apoptose : clivage des lamines (fragmentation du noyau), de PARP et de l’histone H1 (fragmentation de l’ADN), des kinases (dérégulation de la signalisation). Certains clivages entraînent une perte de fonction, d’autres un gain de fonction (comme l’activation de Bid ou des caspases).
🚀 Pour aller plus loin
Comment ces voies sont-elles contrôlées ? Voyons d’abord la voie intrinsèque (bcl2, p53).
Contenu pédagogique original — Réussir SVT. L’équipe Réussir SVT.