Cours 4: Cytosquelette Flashcards
Quels sont les éléments du cytosquelette ?
- filaments d’actine (fa)
- microtubules (mt)
- filaments intermédiaires (fi)
- septines.
Placez en ordre croissant les éléments du cytosquelette selon leur taille.
fa < fi < mt
Que peuvent former des filaments d’actine ?
- Microvillosités
- Fibres de stress + plaques adhésives
- Myofilaments (fibres musculaires striées)
Que peuvent former des filaments intermédiaires ?
- Neurofilaments (neurones)
- Réseau de FI (cellule épithéliale)
- Lamines nucléaires
Que peuvent former des microtubules ?
- Cinétosomes
- Réseau microtubulaire interphasique
- Fuseau mitoque + chr. mitoque
Définis la septine et son rôle.
- Filaments de septines au niveau de l’étranglement d’un bourgeon d’une levure.
- séparation des membranes
Quelles sont les fonctions clés du cytosquelette ?
- structure et le support,
- transport intracellulaire,
- contraction et la motilité,
- l’organisation spatiale.
Quel est le rôle de la plectine dans les interactions entre les composantes du cytosquelette ?
- maintenir l’intégrité structurelle (stabilité du cs) de la cellule en ancrant les différents réseaux de filaments du cytosquelette entre eux et à la membrane plasmique:
→ Lie FI entre eux pour former des faisceaux
→ Relie FI aux microtubules, aux filaments d’ac?ne et aux filaments de myosine II. - sert de pont entre les différent éléments du cytosquelette.
Donnez une définition du cytosquelette.
Le cytosquelette donne sa rigidité et sa forme à la cellule, mais c’est une structure très déformable.
Comment le cytosquelette se modifie-t-il chez un fibroblaste ?
le cytosquelette se polymérise et se dépolymérise selon les phases du cycle cellulaire.
Expliquez les éléments du cs qui sont utilisés lors de l’interphase.
- microtubules sont déployés à partir du cytocentre (centrosome),
- filaments d’actine sont situés en périphérie de la cellule et ont pour fonctoon la locomo?on de la cellule.
Expliquez les éléments du cs qui sont utilisés lors de la division cellulaire.
- les microtubules forment le fuseau mitotique
- les filaments d’actine forment un anneau qui étrangle la cellule en deux à l’aide de myosine II.
Qu’est-ce que les microtubules et comment sont-ils liés au centrosome ?
Les microtubules sont des cylindres creux longs et droits de tubuline, souvent liés à un centrosome (centre organisateur des microtubules (COMT)).
Comment placerait-on la rigidité et la forme des mt parmis les éléments du cs ?
- les plus rigides du cs
- long et droit
Comment sont formés les protofilament d’un microtubule simple?
Tubuline α se lie fortement à tubuline β par liaisons non covalentes pour former hétérodimère de tubulines qui se lie ensemble pour former un protofilament polarisé (α- et β+)
Comment peut-on expliquer la polarisation du protofilament d’un mt ?
- La molécule GTP fortement liée à tubuline α n’est jamais hydrolysée ou échangée.
- La molécule de GTP liée à la tubuline β peut être hydrolysée ou échangée.
À quoi sert la polarisation du protofilament du mt ?
Puisque l’extrémité β est plus dynamique (capacité à être échanger), le rallongement de la chaine se fait par extrémité et non pas par α.
Combien de protofilaments par triplet de mt ?
Mt A: 13
Mt B et C: 10-11
Qu’est-ce que le cytocentre/centrosome et de quoi est-il formé ?
- complexe microtubulaire.
- diplosome et matrice du cytocentre/matériel péricentriolaire
Qu’est-ce que le diplosome ?
constitué de 2 centrioles en angle droit.
Qu’est-ce qu’une centriole?
structures constituées chacune de neuf triplets de microtubules reliés par des ponts A-C et un anneau central composé d’une protéine nommée SAS-6.
Qu’est-ce que la matrice du cytocentre / péri-centriolaire ?
composée du:
- complexe γ-TuRC qui débute la polymérisation des microtubules en coiffant l’extrémité (-),
- péricentrine qui recrute la protéine SAS-6
- famille de protéines du centrosome de CEPs (Centrosomal proteins).
Quelle est la fonction du cytocentre ?
- centre d’organisation des microtubules (MTOC) dans la cellule.
- organisation du cytosquelette, l’appareil mitotique et d’autres cytocentres.
Comment le cytocentre utilise-t-il les complexes γ-TuRC ?
pour initier la formation des microtubules par nucléation.
Qu’est-ce que la nucléation ?
La nucléation est l’étape initiale où des petites parties de tubuline commencent à s’assembler en structures plus grandes : protofilaments puis microtubules.
Combien de microtubules un cytocentre peut-il lancer ?
Un cytocentre a la capacité de lancer la formation de 250 microtubules, agissant comme une plaque tournante dans la gestion du réseau de microtubules de la cellule.
Qu’est-ce que les complexes d’anneaux tubuline-γ font dans le cytocentre ?
Ils maintiennent la stabilité des extrémités des microtubules, ce qui en fait le lieu où les microtubules commencent à se former.
Comment les protéines périphériques de chaque centriole dirigent-elles la polymérisation d’un nouveau centriole pendant la phase S de l’interphase ?
Elles dirigent la polymérisation d’un nouveau centriole perpendiculaire à l’original.
Vrai ou Faux
Les cellules végétales possèdent des centrioles.
Faux
Qu’est-ce que les cils et les flagelles ?
prolongements mobiles à la surface des cellules, composés d’un axonème, le tout enveloppé par la membrane plasmique.
De quoi sont constitués les flagelles des procaryotes ?
Ils sont constitués de flagelline et possèdent un moteur membranaire, mais ne sont pas recouverts par la membrane plasmique.
Qui est plus long: cil ou flagelle ?
flagelle
Décris le mouvement du cil et d’un flagelle.
- cil: pendulaire
- flagelle: ondulant
Réalisez une comparaison entre un flagelle procaryote et eucaryote. (composition, mouvement, enveloppe?, énergie)
- Procaryote : Composé de flagelline, sans enveloppe membranaire, bouge en rotation, énergie provient de gradient de protons.
- Eucaryote : Structuré autour d’un axonème avec doublets de microtubules (tubuline), enveloppé de membrane plasmique, mouvement oscillant ou de fouetage, énergie provient de l’hydrolyse d’ATP.
Comment peut-on décrire le déplacement de flagelle ou cils eucaryote ?
- traction avant
- propulsion arrière
Comment les cils se déplacent-ils efficacement ?
Les cils se déplacent de manière efficace grâce à un battement asynchrone.
Qu’est-ce qu’on voir avec une coupe transversale d’un cil ou d’un flagelle motile eucaryote ?
assemblage ordonné de microtubules : axonème, squelette des cils/flagelles
Quelle est la fonction du CPC (complexe de la paire centrale) et les bras radiaires ?
Le CPC et les bras radiaires sont responsables de la transmission de signaux qui régulent l’activité des bras de dynéines.
Qu’est-ce que la dynéine ?
protéine qui utilise l’énergie de l’hydrolyse d’ATP pour faciliter le mouvement des cils et des flagelles.
À quoi servent les bras de dyéine?
responsables de l’activation des cils ou flagelles
Qu’est-ce que le cinétosome ?
Le cinétosome est une structure similaire au centriole, située à la base du cil ou du flagelle, qui organise les microtubules de l’axonème.
Comment sont placés les mt du cinétosome ?
Les microtubules A et B des triplets du cinétosome con?nuent dans l’axonème et le microtubule C se termine à la membrane plasmique.
Quels sont les composants d’un doublet de l’axonème ?
- les bras de dynéine (marchent de + vers -)
- bras radiaires (associés au doublet de microtubules)
- protéines qui stabilisent le doublet (MIP et fMIP)
Que veut-dire MIP et fMIP ?
- MIP: Microtubule inner proteins
- fMIP: filamentous microtubule inner proteins
À quoi sert un pont de nexine dans le glissement de doublet de mt ?
lie les doublet ensemble → fait en sorte qu’il y ait courbure
Quelles sont les fonctions des cils/flagelles?
- motilité extracellulaire
- olfaction
Donnez des exemples de motilité extracellulaire.
- Déplacement des cellules mobiles
- Déplacement de liquide en surface d’un épithélium cilié (battent et remontent mucus/poussière)
- Déplacement de cellules immotiles (ex. ovules dans les trompes utérines)
Donner des exemples pour l’olfaction.
Cils immotiles qui servent à détecter les odeurs.
Comment se déplace les protistes ?
- cils ou flagelles, mais jamais les deux sur un individu
- pseudopodes
Donnez une exception de protiste qui utilise des cils et des flagelles.
Mixotricha paradoxa (digère cellulose dans le tube digestif des termites)
Donnez des exemples de pathologies associées à la motilité.
- stérilité mâle: * absence de dyénine → spermatozoide ne bougent pas
- présence de dyénine pas efficace → nage circulaire du spermatoizoide.
- asymétrie inversé
Qu’est-ce que les MAPs (microtubule-associated proteins) ?
Les MAPs sont des protéines qui s’associent à une grande variété de microtubules pour assumer leur rôle. Selon leur longueur, elles lient les microtubules plus ou moins près les uns des autres.
Comment les microtubules sont disposés dans les cellules en culture de tissus ?
Les microtubules irradient à partir du centre cellulaire vers la périphérie.
Comment les microtubules sont disposés dans les cils et les flagelles ?
microtubules formant axonème (complexe microtubulaire).
Comment sont disposés les microtubules lors de la division cellulaire ?
disposés sous forme de fuseau entre les deux diplosomes de la cellule.
Comment sont disposés les microtubules dans les axone des fibres nerveuses et leur fonction ?
- microtubules (neurotubules) parcourent l’axone sur toute sa longueur.
- fonction. : rigidité et souplesse.
Comment les chromatophores sont-elles influencées par la lumière ?
Les hormones, dont la libération est influencée par la lumière, commandent le rassemblement rapide des granules au centre de la cellule ou leur déplacement vers les bords, colorant ainsi la cellule.
Quel est le rôle de la kinésine et de la dynéine dans le mouvement des granules des chromatophores ?
- Mouvement centrifuge des granules est provoqué par compétition entre ces 2 protéines motrices.
- Mouvement vers centre est rapide, car phosphorylation de kinésine la fait se détacher des microtubules, ce qui permet à dynéine de déplacer efficacement les granules vers le centre de la cellule.
Le déplacement de mt dans les chromotophores est un exemple de motilité…
intracellulaire.
Quels sont les deux moteurs protéiques qui permettent le déplacement des organelles sur les microtubules ?
- kinésine, déplace de - vers +,
- dynéine, déplace de + vers -.
Qu’est-ce que l’instabilité des microtubules simples ?
L’extrémité + se polymérise et se dépolymérise plus vite que l’extrémité –
Comment sont placés les tubulines dans le mt ?
Les tubulines sont placées selon une orienta?on spécifique dans le polymère (tubuline α à l’extrémité - et tubuline β à l’extrémité +).
Comment se fait la polymérisation des microtubules ?
La polymérisation des microtubules se fait spontanément in vitro et s’associe à l’hydrolyse retardée d’un GTP lié à la tubuline β.
Expliquez la polymérisation des mt.
L’extrémité (+) des microtubules continue de croître tant qu’elle est coiffée par de la tubuline (β)-GTP, qui garde les protofilaments alignés et robustes, leur permetant de se lier étroitement entre eux.
Comment l’ajout de nouvelles tubulines affecte-t-il la croissance des microtubules ?
Si la concentration de tubulines libres diminue, l’ajout de nouvelles tubulines ralentit et l’hydrolyse du GTP en GDP survient avant l’ajout d’une nouvelle tubuline-GTP, entraînant une dépolymérisation rapide du microtubule.
Comment la dépolymérisation des microtubules est-elle réalisée ?
Elle est réalisée en hydrolysant la coiffe GTP des protofilaments de tubulines β.
Comment se passe le début de la polymération des mt ?
- Nucléation au centrosome à l’aide de tubuline fluorescente dans des cellules prétraitées par la colcémide (dépolymérise (perte de la coiffe GTP) les microtubules dans les cellules.)
- Après un rinçage, les microtubules reprennent leur polymérisation autour des centrioles.
Quel est le rôle des protéines de coiffage ?
- type de MAPs
- certaines stabilisent extrémité + des mt et permettent l’orientation et la polarisation de cellule
- d’autre déstabilise.
Quel est le rôle des antimitotiques ?
- Produits affectant polymérisation des microtubules, donc l’élaboration du fuseau mitotique.
- Utilisés dans le traitement du cancer.
Donnez des exemples d’antimitotique.
- colchicine et colcemide
- taxol
Quel est le mécanisme d’action de la colchicine et du colcemide ?
La colchicine et le colcemide se lient à la tubuline libre, empêchant son addition aux microtubules, ce qui cause une instabilité dynamique des microtubules, puis leur dépolymérisation.
Quel est le mécanisme d’action du taxol ?
Le taxol se lie fortement aux microtubules et les stabilise, entravant ainsi leur dynamique normale, laquelle est essentielle dans la division cellulaire.
Comment les drogues an-mitotiques affectent-elles la division cellulaire ?
Les drogues an-mitotiques affectent la division cellulaire en empêchant les cellules cancéreuses de se diviser, mais les cellules normales possèdent des points de contrôle tout le long du cycle cellulaire et elles n’entrent pas en division s’il y a présence de drogues an-mitotiques dans l’organisme.
Quelles sont les fonctions des microtubules libres ?
- Maintien de la forme cellulaire (par leur rigidité et/ou influençant les autres éléments du cs: Positionnement de l’anneau contractile d’actine et de myosine à l’anaphase.)
- Morphogenèse (Forme échafaudage temporaire pour organiser les autres composantes du cytoplasme: myoblaste et myotube, spermatogénèse, Polymérisation des microfibrilles de cellulose.)
- Mo.lité intracellulaire (Disposition des organelles dans la cellule.)
Quel est le rôle des microtubules dans la mobilité intracellulaire ?
Les microtubules permettent aux organelles de se lier à leur surface et de se déplacer le long d’eux.
Comment les saccules du RE se dispersent-ils le long des microtubules ?
Les saccules du RE se dispersent le long des microtubules par l’action de la kinésine.
Quel est le rôle de la dynéine cytosolique dans la mobilité intracellulaire ?
La dynéine cytosolique rassemble les saccules golgiens près du cytocentre.
Que se passe-t-il si les microtubules sont dépolymérisés ?
Si les microtubules sont dépolymérisés, le complexe golgien se disperse dans toute la cellule.
À quoi sert MAP-2 ?
relie loussement les filaments
À quoi sert Tau ?
relie fortement les filaments
À quoi la katanine ?
coupe les microtubules (dépolymérisation)
À quoi sert la kinesine 13 ?
déstatibilise mt → dépolymérisation
À quoi +TIPs ?
ancre mt à la membrane
Qu’est-ce que les filaments d’actine ?
- Polymère d’actine-G, une protéine (forme d’arachide), la plus commune dans cellules
- Flexibles
- Situés surtout au niveau du cortex cellulaire
Qu’est-ce que le cortex cellulaire ?
Le cortex cellulaire est la zone sous la membrane plasmique qui contient un réseau de filaments d’actine et de protéines associées et peu d’organelles.
Où se polymérise les fa?
à partir/près de la membrane plasmique.
Comment se passe l’assemblage de l’actine-G en actine-F ?
Le monomère d’actine-G se présente sous la forme de 2 amas globulaires d’acides aminés séparés par un sillon où réside une molécule d’ATP (ou d’ADP).
Comment les filaments d’actine déterminent-ils la forme de la surface cellulaire et le mouvement ?
microvillosités, lamellipodes, filopodes, phagocytose
Comment les filaments d’actine se polymérisent-t-ils ?
- Les filaments d’actine nécessitent de l’ATP pour s’assembler.
- Chaque filament possède une extrémité + où se fait l’addition d’actine-G et une extrémité - qui subit la dépolymérisation.
- La longueur du filament est uniforme, mais les monomères semblent se déplacer de l’extrémité (+) vers l’extrémité (-).
- les filaments d’actine ont recours à des protéines de nucléation (complexe ARP ou complexe ARP 2/3) à leur extrémité (-).
Quel est le rôle des protéines ARP dans la polymérisation des filaments d’actine en buisson ?
Le complexe ARP nécessite un facteur d’activation à son extrémité (-) pour initier la polymérisation de l’actine à son extrémité (+) et forme un capuchon à l’extrémité (-) du filament d’actine. Il peut s’attacher sur des filaments d’actine préexistants pour former une structure en forme de buisson (réseau).
Comment les formines contribuent-elles à la polymérisation des filaments d’actine rectilignes ?
Les dimères de formines capturent 2 monomères d’actine pour former un centre de nucléation auquel s’ajouteront les autres monomères d’actine et demeurent associés à l’extrémité (+) du filament d’actine durant sa polymérisation.
Donnez les fonctions des fa.
- Adhérence au substrat
- Support mécanique
- Formation d’un gel
- Motilité cellulaire
Expliquez la fonction suivante: Adhérence au substrat
Filaments d’actine ancrés dans les plaques adhésives par la vinculine et la taline.
Expliquez la fonction suivante: Support mécanique
Les filaments d’actine supportent les microvillosités par leur propre rigidité et en se fixant à la membrane plasmique.
Comment les microvillosités sont-elles maintenues à la verticale de la surface cellulaire ?
Les filaments d’actine s’enracinent dans l’enchevêtrement des filaments intermédiaires situés plus en profondeur et des spectrines évitent le gauchissement des racines des filaments d’actine.
Expliquez la fonction suivante: Formation d’un gel
Par croisement des filaments d’actine à l’aide de la filamine
Expliquez la fonction suivante: Mobilité cellulaire
- Marche de la myosine sur les filaments d’actine
- Polymérisation d’actine
- Polymérisation d’actine et action de la myosine
Expliquez la marche de la myosine sur les filaments d’actine comme moyen de motilité cellulaire et donnez des exemples.
- Marche de la myosine I (moteur protéique qui permet le déplacement des organelles de - vers + sur les filaments d’actine) sur l’actine ou glissement des filaments d’actine entre eux grâce à la myosine I ou II.
- Ex. avec Myosine I : déplacement de vésicules, glissement de filaments d’actine
- Ex. avec Myosine II : contraction musculaire, cytocinèse, zonula adherens
Donnez des exemples de la polymérisation d’actine comme moyen de motilité cellulaire
- réaction de l’acrosome,
- Listeria monocytogenes
Expliquez la Polymérisation d’actine et action de la myosine comme moyen de motilité cellulaire et donnez des exemples.
- Mix des 2 moyens
- Ex: locomotion cellulaire
À quoi sert la fimbrine, le α-actinine la filamine ?
liaison des filaments
Quels sont les caractéristiques des filaments intermédiaires en termes de flexibilité, de traversée de la cellule et de résistance à la tension ?
- assez flexibles (plus que les microtubules mais moins que les filaments d’actine)
- traversent la cellule d’un bout à l’autre
- très résistants à la tension.
Comment les filaments intermédiaires diffèrent-ils des autres éléments du cytosquelette en termes d’assemblage, de polarité, de site pour recevoir un nucléotide triphosphaté et de contrôle de leur dépolymérisation et polymérisation ?
- assemblés à partir de protéines fibreuses et non de protéines globulaires comme les tubulines et l’actine,
- ne sont pas polarisés, (chaque extrémité: COOH et NH2.)
- ne renferment pas de site pour recevoir un nucléotide triphosphaté
- leur dépolymérisation et polymérisation seraient contrôlées par phosphorylation et déphosphorylation. (Phosphorylation → dépolymérisation)
Comment peuvent s’associer les monomères pour former des fi?
- 2 monomères s’associent côte à côte pour former un dimère polarisé (rôle de la torsade torsadée coiled-coil).
- 2 dimères s’associent à leur tour, tête-bêche, avec un léger décalage, pour former un tétramère non-polarisé, mais soluble.
- 8 tétramères s’associent côte à côte de façon hélicoïdale pour former un FI.
Où trouve-t-on des filaments intermédiaires dans les cellules eucaryotes ?
- seules les cellules des animaux multicellulaires sans squelette externe
- exception: cellules qui ne sont pas soumises à un stress mécanique ne nécessitent pas de FI cytoplasmique comme les oligodendrocytes (gaine de myeline)
Comment les FI peuvent s’assembler en faisceaux ?
s’associe parallèlement en faisceaux plus gros, par eux-mêmes, ou avec l’aide de protéines accessoires (plectine, filaggrine) comme c’est le cas avec les microtubules et les MAPs ou l’actine et ses divers facteurs (ex.: α-ac?nine).
À quoi sert la plectine pour les FI ?
- pas nécessaire à la formation des FI,
- mais en reliant les FI aux autres éléments du cytosquelette, permet aux cellules de mieux résister au stress mécanique qu’elles subissent.
Quelle est la fonction des FI ?
résister au stress
Qu’est-ce que les tonofilaments et leur rôle ?
- filaments de kératine qui relient les desmosomes et les hémidesmosomes entre eux
- permettre aux épithélium de résister aux forces externes
Quel est le rôle des filaments de vimentine ?
Les filaments de vimentine entourent et soutiennent la gouttelette lipidique d’un adipocyte.
Quel est le rôle des filaments de desmine ?
supporte les sacromères des cellules musculaire
Quel est le rôle des neurofilaments ?
- placés parallèlement et dans le sens de la longueur de l’axone et des MT
couplé au MT → donne rigidité
Où sont la kératine et la lamine (FI) ?
- kératine: cytosol
- lamine: sous membrane nucléaire interne
Comment les filaments intermédiaires diffèrent-ils des microtubules en termes d’instabilité dynamique ?
l’incorporation des tétramères se fait à l’intérieur du filament et non aux extrémités.
Donnez 2 mutations associées aux pathologies reliées aux FI.
- mutation dans le gène codant un type de FI
- mutation dans le gène codant une protéine qui permet l’assemblage des FI en faisceaux.
Qu’est-ce que les septines ?
protéines s’associant au GTP qui se polymérisent en filaments non polaires ou feuillets au niveau du cortex cellulaire.
Comment les filaments de septines peuvent-ils se former et s’associer ?
- peuvent former des anneaux ou des structures ressemblant à des cages.
- peuvent s’associer à l’ac?ne ou aux microtubules
Où sont retrouvées les septines chez la levure en division ?
retrouvées au niveau du collet séparant la cellule mère de son bourgeon.
Quel est le rôle des septines dans la cytokinèse ?
- restreignent le passage des protéines membranaires
- recrutent les composantes de l’anneau contractile d’actine et de myosine, responsable de la cytokinèse.
Vrai ou Faux
Une cellule où le niveau de septines est trop bas ne pourra former de cil.
Vrai
Dans quelles cellules les septines sont-elles impliquées dans l’organisation de certains MT ?
- cellules épithéliales qui ne sont pas en division.
- s’associent avec les faisceaux de MT périnucléaires, les MT émanant du Golgi et les MT des cils.
Où sont localisées les septines dans les cellules en division ?
localisés aux pôles du fuseau mitotique, aux MT kinétochoriens à la métaphase et aux MT du corps intermédiaire.
