Que se passe-t-il au niveau biochimique ?

                  On peut observer deux processus : la lyse cellulaire et l'inhibition concurrentielle d'acétylcholine. 

La lyse cellulaire est la destruction de la sturcture moléculaire des cellules dont voici le principe global :

                  Les protéines du venin se répandent dans les cellules au niveau du cytoplasme où la structure cytoplasmique maintient un lien entre les protéines. Or la fonction d'une protéine dépend de sa sturcture spatiale, elle-même déterminée directement par sa séquence en acides aminés. Des modifications de la séquence d'acides aminés peuvent donc avoir des répercussions sur l'activité de la protéine, ce qui peut entraîner des modifications du phénotype au niveau cellulaire. L'organisation cellulaire va donc subir des modifications. D'ailleurs, les protéines insérées modifient ce phénotype : elles modifient les bases azotées et l'organisation moléculaire. Par conséquent, les bases azotées entre les brins d'ADN ne sont plus complémentaires : on dit qu'il y a mésappariement.

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                  La base endommagée peut être réparée par excision, c'est-à-dire l'enlèvement de bases azotées fausses. Ainsi la base azotée I est remplacée par une base azotée A pour former un nucléotide correct. Cette excision se fait par un ADN glycosylase qui ouvre la double hélice puis hydrolyse la liaison de la base endommagée et laisse un nucéotide apurinique. La réparation sera ensuite faite par un ADN polymérase qui hydrolyse le nucléotide apurinique puis le remplace par le nucléotide attendu.

 

 

 

 

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                  Certaines bases azotées de l'ADN existent sous plusieurs formes tautomères résultant du déplacement inconstant des hydrogènes des fonctions amine ou énol. Ces formes sont plus rares que les formes habituelles des bases azotées mais dans un ADN en cours de réplication, certaines bases peuvent être momentanément sous une forme tautomère. Lorsque la base azotée du brin modèle aura repris sa forme habituelle, elle ne pourra plus s'hybrider avec la base du brin nouveau et il en résultera des mésappariements. Ainsi, le mésappariement est crée par l'inversement de complémentarité des bases azotées sous formes tautomères.


 

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                Il en résulte une transmission non correcte des brins d'ADN. La substitution est permanente. Si elle se situe au niveau d'un gène, cela peut engendre des mutations.

 

Si le problème va jusqu'à toucher plusieurs brins d’ADN, il faudra alors aller jusqu’a séparer des brins. Dans le cas présent, l’ADN polymérase sépare le ADN répliqué, ceci est du a la présence de l’endonucléase. A partir de l'extrémité 3'OH de la brèche ainsi créée, un ADN polymérase ß reconstitue le fragment complémentaire et la dernière liaison sera refermée par l'ADN ligase.

 

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L'inhibition concurrentielle d'actylcholine concerne essentiellement les toxines non enzymatiques et touche notamment les cellules nerveuses.

                  En temps normal, la libération d'acétylcholine se fait par exocytose. L'exocytose est le mécanisme par lequel la cellule libère de larges biomolécules à travers sa membrane. Elle a lieu quand des vésicules de transport ou sécrétion fusionnent avec la membrane plasmique et que leur contenu sort dans le milieu extracellulaire. Le but de l'exocytose peut être d'eliminer les déchets, de réguler les fonctions nerveuses et endocrines ou de produire des macromolécules qui jouent un rôle à l'extérieur de la cellule.

 

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  Neurone A (transmetteur) vers neurone B (receveur)



1. Mitochondrie

2. Vésicule synaptique avec neurotransmetteurs

3. Autorecepteur

4. Synapse libérant des neurotransmetteurs

5. Recepteurs postsynaptiques activés par des neurotransmetteurs (induction d'un potentiel postsynaptique )

6. Canaux calciques

7. Exocytose de vesicules

8. Neurotransmetteur recapturé








                  Dans l'organisme humain, deux types d'exocytose sont identifiées : l'exocytose régulée, déclenchée par l'ion Ca2+ et l'exocytose constitutive, réalisée par toutes les cellules, qui permet la libération de composants de la matrice extracellulaire ou la livraison de protéines membranaires nouvellement synthétisées qui seront incorporées dans la membrane cellulaire au moment de la fusion de la vésicule de transport. Mais nous retiendrons plus particulièrement celle déclenchée par l'ion Ca2+ qui se produit par exemple dans les synapses (où interviendront les neurotoxines des venins neurotoxiques) libérant l'acétylcholine et sert à la signalisation interneuronale.

                  En réalité, l'acétylcholine intervient dans la contraction musculaire lors des réflexes de flexion ou d'extension au niveau de la jonction neuromusculaire. Ses précurseurs sont la choline d'origine alimentaire qui est captée par la terminaison présynaptique dans le sang et l'acétylcoenzyme d'origine mitochondirale. ils sont synthétisés par l'enzyme cholineacétyltransférase qui les transforme en acétylcholine. Ces neuromédiateurs sont alors enveloppés par des vésicules et transportés jusqu'au renflement synaptique. Sous l'effet du calcium, les vésicules sont poussées jusqu'à fusionner avec la membrane plasmique entraînant l'exocytose de l'acétylcholine. Il se fixe alors sur des récepteurs spécifiques de la plaque motrice du muscle ce qui a pour conséquence de le contracter.



Or, que se passe-t-il quand les neurotoxines du venin pénètrent dans l'organisme ?


                  Les neurotoxines du venin bloquent la transmission neuromusculaire. Il s'agit du mécanisme d'inhibition concurentielle. Elles se lient au récepteur cholinergique de l'acétylcholine situé sur la membrane postsynaptique et empêchent la liaison avec l'acétylcholine. Or ce récepteur cholinergique régule les échanges des ions Na+ et K+ grâce à l'écétylcholine ce qui permet le passage de l'influx nerveux et donc la contraction musculaire. Le transfert des ions Na+ et K+ est donc interrompu et entraîne la paralysie. Elles se fixent de façon sélective sur les récepteurs de l'acétylcholine.








Définitions :
hydrolyse : décomposition d'un corps par fixation des ions H+ et OH- provenant de la dissociation de l'eau.
apurinique : dépourvu de base
tautomère : l'un des isomères dont les structures diffèrent par la position d'un atome, en général d'hydrogène, et d'une ou de plusieurs liaisons multiples et qui sont capables de se transformer facilement et réversiblement l'un en l'autre
matrice extracellulaire : ensemble de macromolécules extracellulaires des tissus