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6.3: Signalisation de levure
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Signalisation de levure
 
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6.3: Signalisation de levure

Aperçu

Les levures sont des organismes unicellulaires, mais contrairement aux bactéries, ce sont des eucaryotes, des cellules qui ont un noyau. La signalisation cellulaire dans la levure est similaire à la signalisation dans d’autres cellules eucaryotes. Un ligand, comme une protéine ou une petite molécule à l’extérieur de la cellule de levure, se fixe à un récepteur sur la surface cellulaire. La liaison stimule les kinases du second messager (enzymes qui phosphorylatent des substrats spécifiques) pour activer ou inactiver les facteurs de transcription qui régulent l’expression des gènes. Beaucoup de cascades de signalisation intracellulaire de levure ont des homologues semblables dans Homo sapiens,faisant de la levure un modèle commode pour étudier la signalisation intracellulaire chez l’homme.

Signalisation Cascades Drive Reproduction de levure

Les levures sont membres du royaume champignon. Ils utilisent la signalisation pour diverses fonctions, en particulier pour la reproduction. Les levures peuvent subir une reproduction « sexuelle » à l’aide de phéromones d’accouplement, qui sont des peptides — de courtes chaînes d’acides aminés. Les colonies de levures sont composées à la fois de cellules diploïdes et haploïdes. Les deux types de cellules peuvent subir la mitose, mais seules les cellules diploïdes peuvent subir la méiose. Lorsque les cellules diploïdes subissent la méiose, les quatre cellules haploïdes qui en résultent, appelées spores, ne sont pas identiques. En fait, la division d’une cellule diploïde en quatre spores crée deux « sexes » de cellules de levure, chacune deux cellules du type MAT-a et MAT-alpha.

MAT-a cellules sécrètent des signaux d’accouplement appelés phéromones qui attirent les cellules MAT-alpha, et vice versa. Les phéromones d’accouplement se lient aux récepteurs couplés à la protéine G sur les membranes cellulaires. Lors de la liaison, la protéine G initie une cascade de kinase de protéines activées par le mitogène (MAP). Dans cette cascade de signalisation, un membre de la famille de protéines de kinase map phosphorylite spécifiquement une autre kinase de MAP, qui phosphorylate une autre, et ainsi de suite. Les kinases finissent par phosphorylater des facteurs de transcription qui modifient l’expression de près de 200 gènes pour rendre la cellule réceptive à l’accouplement. Ces changements produisent une élongation de la membrane cellulaire et du cytoplasme dans la direction de la phéromone. Cette élongation est appelée shmoo, et elle continue en suivant le gradient de concentration de phéromones jusqu’à ce qu’elle se connecte avec son compagnon. Les deux cellules de levure fusionnent, combinant leurs chromosomes en une seule cellule diploïde.

Signalisation du quorum dans la levure

Même si la levure utilise de nombreux dispositifs de signalisation cellulaire qui sont similaires aux mécanismes de signalisation observés dans les organismes multicellulaires plus complexes, la levure est toujours des cellules individuelles, des organismes unicellulaires, vivant dans des colonies, semblables aux bactéries. Comme les bactéries, la levure utilise également des signaux de détection de quorum entre les cellules et même entre les colonies. À haute densité cellulaire, la levure commence à sécréter un signal de quorum qui agrége les cellules de levure individuelles en colonies, avec des sous-colonies exprimant des fonctions spécialisées ou des géographies. Les signaux de quorum n’ont pas à se composer de molécules complexes telles que les protéines. En fait, la levure peut produire de l’ammoniac, un composé de faible poids moléculaire, qui sert de signal de quorum qui sépare les cellules de levure en zones de viabilité et les zones d’apoptose (mort cellulaire programmée). Aux abords d’une colonie, où l’ammoniac est le moins concentré, les cellules prolifèrent. Si suffisamment d’ammoniac est produit, il peut inhiber la croissance de toute la colonie ainsi que la croissance des colonies voisines.

La levure peut infecter les tissus humains

Les infections à levures chez l’homme comprennent le muguet (qui forme des taches blanches douloureuses dans la bouche), l’œsophage de Candida (muguet qui se propage à l’œsophage), les infections vaginales à levures (causant des douleurs vaginales, démangeaisons et brûlures), démangeaisons cutanées et éruptions cutanées, y compris le pied des athlètes (tinea pedis), et beaucoup d’autres. La forme la plus dangereuse d’infection à levures se produit lorsque le champignon envahit la circulation sanguine (fungémie). C’est une maladie mortelle. Toutes les infections fongiques se propagent lorsque les champignons se développent et signalent les uns aux autres comme décrit ci-dessus.


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