Tu sais peut-être déjà que l'ATP est une forme d'énergie dans le corps, mais sais-tu comment il peut créer l'adénosine monophosphate cyclique (AMP) ? L'AMP cyclique est un second messager que l'on trouve dans de nombreux organismes et qui contribue à la transduction des signaux entre les cellules.
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Équipe enseignants AMP cyclique
L'AMP cyclique se trouve dans les organismes eucaryotes et procaryotes ! Les organismes eucaryotes sont des organismes qui contiennent un noyau et des organites liés à une membrane. Les animaux, les plantes, les protistes et les champignons sont des exemples d'organismes eucaryotes. Les organismes procaryotes ne contiennent pas de noyau ni d'organites membranaires. Les bactéries sont un exemple de procaryote.
Lesseconds messagers sont des molécules libérées par les cellules en réponse aux premiers messagers, qui sont des molécules de signalisation extracellulaires. Il existe trois types de seconds messagers : les nucléotides cycliques (AMPc et GMPc), l'inositol triphosphate (IP3) et le diacylglycérol (DAG), et les ions calcium (Ca2+).
La définition de l'AMP cyclique est une molécule fabriquée à partir de l'ATP grâce à l'enzyme adénylyl cyclase. Cette transformation peut te montrer que deux des phosphates sont retirés de la molécule d'ATP, le phosphate restant étant lié au sucre en forme d'anneau.
Figure 1. Schéma de la transformation de l'AMP cyclique. Source : OpenStax College Biology
La fonction de l'AMP cyclique contribue à la régulation des métabolismes du glycogène, du sucre et des lipides. Une fois que l'ATP se transforme en AMP cyclique, il est capable d'activer l'enzyme protéine kinase A. Cette activation de l'enzyme PKA permet à la réponse cellulaire de se produire.
Laprotéine kinase A est une enzyme que l'on trouve dans différents types de cellules et qui a une protéine cible différente selon le type de cellule dans lequel elle se trouve. Elle est également connue sous le nom de protéine kinase dépendante de l'AMPc.
Pour synthétiser l'AMP cyclique, l'adénylate cyclase doit être activée. L'adénylate cyclase est activée à l'aide de la protéine G stimulante, un type de protéine régulatrice connue sous le nom de protéine de liaison du nucléotide guanylate. Il existe un cycle pour les protéines G qui leur permet de créer plus ou moins d'AMP cyclique :
L'hormone se lie au récepteur.
Le récepteur lié à l'hormone se lie à la protéine G et remplace le GDP (état inactif) par le GTP (état actif).
Les protéines G actives réagissent avec l'adénylate cyclase.
La protéine G retourne à l'état GDP par hydrolyse et le rend inactif.
L'AMP cyclique est désactivé par un type d'enzyme appelé phosphodiestérase. Cette enzyme désactive l'AMP cyclique en brisant l'anneau qui se trouve dans la structure de l'AMP cyclique. Lorsque l'anneau de l'AMP cyclique est cassé, il se transforme en AMP.
La formule chimique de l'AMP cyclique est C10H12N5O6P, et sa structure est illustrée dans la figure 2 ci-dessous.
Figure 2. Structure chimique de l'AMP cyclique. Source : wikipedia.org
La voie de l'AMP cyclique montre la création d'une réponse cellulaire en commençant par l'adénylyl cyclase qui transforme l'ATP en AMP cyclique. Cet AMP cyclique est capable d'activer la protéine kinase A et permet à la réponse cellulaire de se produire.
L'opéron lac est un groupe de gènes avec un promoteur qui codent pour desprotéines permettant d'utiliser le lactose comme source d'énergie pour les bactéries entériques. Les bactéries entériques sont des bactéries que l'on trouve dans les intestins.
Rappelle-toi que les bactéries préfèrent utiliser le glucose comme carburant, donc pour que l'opéron lac s'active, il faut qu'il n'y ait pas de glucose disponible pour elles.
L'AMP cyclique se trouve également dans l'opéron lac, où il régule la protéine activatrice de catabolite (CAP). L'ARN polymérase, une enzyme présente dans l'opéron lac et qui contribue à latranscription, ne se lie pas aussi bien que prévu au promoteur, de sorte qu'elle a besoin de la CAP pour l'aider en se liant à une région de l'ADN située à côté du promoteur. Le CAP lié à côté du promoteur aidera l'ARN polymérase à se lier au promoteur. Le gène du CAP se trouve dans le chromosome bactérien et n'est pas situé à proximité de l'opéron lac, mais il est constamment "activé", de sorte que le CAP est toujours en mesure de surveiller les niveaux de glucose. Le CAP n'est pas toujours capable de se lier à l'ADN et est plutôt régulé par l'AMP cyclique (AMPc).
E. coli utilise l'AMPc comme signal lorsque les niveaux de glucose sont bas, et l'AMPc est capable de changer la forme du CAP afin de lui permettre de se lier à l'ADN.
N'oublie pas que les niveaux d'AMPc dépendent de la quantité de glucose qui peut être transportée dans la cellule. Si le taux de glucose est élevé, le taux d'AMPc est faible. Si les niveaux de glucose sont faibles, les niveaux d'AMPc sont élevés.
Il existe quelques similitudes entre l'AMP cyclique et l'AMP:
Ce sont tous deux des nucléotides.
Ils sont tous deux dérivés de l'ATP.
Ils ont une structure similaire avec un sucre ribose, une base adénine et un groupe phosphate.
Il existe quelques différences entre l'AMP cyclique et l'AMP:
L'AMP cyclique a une forme cyclique, alors que l'AMP n'en a pas.
L'AMP cyclique est un messager secondaire, tandis que l'AMP est un nucléotide qui se transforme en ADP et en ATP.
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Lily Hulatt is a Digital Content Specialist with over three years of experience in content strategy and curriculum design. She gained her PhD in English Literature from Durham University in 2022, taught in Durham University’s English Studies Department, and has contributed to a number of publications. Lily specialises in English Literature, English Language, History, and Philosophy.
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Gabriel Freitas is an AI Engineer with a solid experience in software development, machine learning algorithms, and generative AI, including large language models’ (LLMs) applications. Graduated in Electrical Engineering at the University of São Paulo, he is currently pursuing an MSc in Computer Engineering at the University of Campinas, specializing in machine learning topics. Gabriel has a strong background in software engineering and has worked on projects involving computer vision, embedded AI, and LLM applications.
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