Cytosquelette Flashcards
Question : Quelle est la différence entre les protéines accessoires et les protéines du cytosquelette ?
Protéines cytosquelette : Structures filamenteuses (actine, microtubules, filaments intermédiaires).
Protéines accessoires : Régulent l’organisation et la dynamique du cytosquelette.
Question : Quels sont les trois types de filaments du cytosquelette ?
Microfilaments d’actine (8 nm, flexibles, hélicoïdaux).
Microtubules (25 nm, cylindriques et rigides).
Filaments intermédiaires (10 nm, fibres résistantes).
Question : Quelle est l’origine de la polymérisation de chaque filament ?
Microfilaments d’actine : Actine-G (globulaire) → Actine-F (filamenteuse).
Microtubules : Dimères de tubuline-α et tubuline-β.
Filaments intermédiaires : Monomères fibreux spécifiques (ex : kératines, vimentine).
Question : Quelle proportion de la masse protéique totale représente l’actine dans une cellule ?
Réponse : Environ 5 %.
Question : Quelle est la structure et composition des microfilaments d’actine ?
Hélice de 8 nm de diamètre.
Constituée d’actine-G polymérisée en actine-F.
Polarité : extrémité (+) à croissance rapide, extrémité (-) à croissance lente.
Question : Où sont localisés les microfilaments d’actine ?
(4)
Région corticale sous la membrane plasmique.
Microvillosités, filopodes, lamellipodes.
Anneau contractile (cytodiérèse).
Sarcomères des cellules musculaires.
Question : Quelle est la structure de l’actine-G ?
Protéine globulaire avec 4 sous-domaines.
Site actif central liant l’ATP.
Polarité intrinsèque.
Question : Comment a-t-on mis en évidence la polarité des microfilaments d’actine ?
Par microscopie électronique avec des fragments de myosine II.
Résultat :
Extrémité barbée = (+), croissance rapide.
Extrémité pointue = (-), croissance lente.
Question : Quelles conditions sont nécessaires pour la polymérisation de l’actine ?
Présence d’actine-G, ATP, et cations divalents (ex : Ca²⁺).
Question : Quelles sont les phases de la polymérisation de l’actine ?
Phase de latence (nucléation) : Formation du trimère stable.
Phase de croissance : Ajout rapide de monomères, extrémité (+) > extrémité (-).
Phase d’équilibre : Polymérisation = Dépolymérisation.
Question : Qu’est-ce que la concentration critique (Cc) ?
Concentration à l’équilibre où polymérisation = dépolymérisation.
Question : Pourquoi un trimère d’actine-G est-il stable ?
Le trimère forme un noyau, point de départ de la polymérisation.
Les dimères sont instables et se dissocient.
Question : Qu’est-ce que la nucléation ?
Étape initiale de la polymérisation où un noyau stable (trimère d’actine-G) se forme.
Question : Qu’est-ce que l’arrangement monocaténaire de l’actine-F ?
L’arrangement monocaténaire de l’actine-F correspond à une structure qui donne l’apparence d’une double hélice, mais en réalité, il s’agit d’une simple chaîne de monomères disposés de manière hélicoïdale.
Question : Quelle est la tendance de polymérisation de l’actine-G en fonction de la concentration critique (Cc) ?
Si [actine-G] > Cc : tendance à la polymérisation (formation de filaments).
Si [actine-G] < Cc : tendance à la dépolymérisation (dissociation des filaments).
Question : Quel est le rôle de l’ATP dans la polymérisation de l’actine-G ?
L’ATP lié à l’actine-G favorise sa polymérisation.
Après polymérisation, l’ATP est hydrolysé en ADP.
La libération du phosphate (Pi) réduit l’affinité des monomères, rendant le filament moins stable.
Question : Quelle est la différence entre actine-ATP et actine-ADP ?
Actine-ATP : présente à l’extrémité (+), favorise la croissance du filament.
Actine-ADP : présente à l’extrémité (-), favorise la dépolymérisation
Question : Quelles conditions permettent la formation d’une coiffe ATP à l’extrémité (+) du filament d’actine ?
Une coiffe ATP se forme si le taux de polymérisation de l’actine-ATP est plus rapide que la vitesse d’hydrolyse de l’ATP au sein du filament.
Question : Comment détermine-t-on la concentration critique (Cc) aux extrémités d’un filament d’actine ?
La Cc à une extrémité est déterminée en bloquant l’autre extrémité avec des protéines de coiffe :
Cc (+) est mesurée après blocage de l’extrémité (-).
Cc (-) est mesurée après blocage de l’extrémité (+).
Question : Quelle est la relation entre les concentrations critiques aux extrémités (+) et (-) d’un filament d’actine ?
La concentration critique (Cc) à l’extrémité (-) est supérieure à celle de l’extrémité (+).
Question : Comment est définie la concentration critique (Cc) pour un filament d’actine ?
La Cc est le rapport de la constante de dissociation (Koff) sur la constante d’association (Kon) du monomère d’actine-G.
Question : Que se passe-t-il pour un filament d’actine si [actine-G] > 0,8 μM ou < 0,1 μM ?
Si [actine-G] > 0,8 μM : polymérisation aux deux extrémités.
Si [actine-G] < 0,1 μM : dépolymérisation aux deux extrémités.
Question : Qu’est-ce que le tapis roulant d’actine ?
Pour quelle concentration ?
Définition : Phénomène où le filament conserve une taille constante grâce à la polymérisation à l’extrémité (+) et à la dépolymérisation à l’extrémité (-).
Rôle : Maintenir la dynamique des microfilaments.
Concentrations : Observé entre 0,1 μM et 0,8 μM d’actine-G.
Question : Quel pourcentage d’actine reste sous forme monomérique dans la cellule ?
Environ 40 % de l’actine reste sous forme monomérique (actine-G).
Question : Quelles protéines régulent la polymérisation de l’actine ?
Protéines de nucléation : Facilite l’étape de nucléation (exemple : complexe Arp2/3).
Protéines de coiffe : Inhibent la polymérisation ou la dépolymérisation aux extrémités.
Facteurs d’échange de nucléotides : Favorisent la polymérisation (exemple : profiline).
Facteurs de dépolymérisation : Accélèrent le tapis roulant (exemple : cofiline).
Facteur de Section : permet de liquéfier le cortex cellulaire
Question : Quelle est l’action des protéines de coiffe liant l’actine ?
Se lier à une extrémité du filament pour inhiber la polymérisation/dépolymérisation.
Se fixer sur les monomères d’actine-G pour empêcher leur polymérisation.
Question : Qu’est-ce que le complexe Arp2/3 et quel est son rôle ?
Structure : Complexe de 7 sous-unités, incluant Arp2 et Arp3 qui miment un dimère d’actine-G.
Rôle : Facteur de nucléation qui facilite la formation de réseaux branchés de filaments d’actine.
Question : Quelle est l’activité de branchement des microfilaments d’actine ?
Le complexe Arp2/3 se fixe sur un filament existant, formant des réseaux branchés. Ces réseaux génèrent plus de force pour pousser la membrane plasmique.
Question : Quels sont les types d’arrangements des microfilaments et leurs localisations ?
Faisceaux parallèles : Microvillosités, filopodes.
Réseaux tridimensionnels : Lamellipodes, cortex cellulaire.
Faisceaux contractiles : Fibres de tension, sarcomères
Question : Comment la polarité des microfilaments varie-t-elle selon leur type d’assemblage ?
Faisceaux parallèles : Polarité uniforme.
Faisceaux contractiles : Polarité opposée.
Question : Quelle est la structure de la chaîne lourde des myosines ?
Domaine tête : Liaison à l’actine, activité ATPasique.
Domaine cou : Bras levier pour pivoter lors du cycle ATP.
Domaine queue : Variable, permet l’interaction avec les membranes ou organites.
Question : Quelle est la fonction de la myosine de type I ?
La myosine de type I est un monomère avec une seule tête motrice. Elle est impliquée dans la motilité cellulaire et le transport vésiculaire en se liant aux membranes internes ou à la membrane plasmique.
Question : Quelle est la fonction de la myosine de type II ?
La myosine de type II est un dimère avec deux têtes motrices. Elle intervient dans la contraction musculaire en glissant sur les filaments d’actine et joue un rôle dans des structures contractiles comme l’anneau contractile en mitose.
Question : Quels sont les étapes du cycle mécanisme de la myosine ?
Hydrolyse de l’ATP, changement de position de la tête de myosine.
Fixation de la tête de myosine à l’actine.
Libération du phosphate (Pi), déplacement du filament d’actine.
Remplacement de l’ADP par de l’ATP, détachement de la tête de myosine.
Question : Quelles drogues sont utilisées pour l’étude des microfilaments d’actine ?
Phalloïdine : stabilise les microfilaments en empêchant leur dépolymérisation.
Cytochalasine : bloque l’extrémité (+) des microfilaments, inhibant la polymérisation.
Latrunculine : lie les monomères d’actine-G et empêche leur polymérisation
Question : Quelle est la proportion de microtubules dans les cellules nerveuses ?
Les microtubules représentent 10-20 % des protéines totales dans les cellules nerveuses, où ils sont particulièrement abondants.
Question : Que signifie MTOC ?
MTOC signifie Microtubule-Organizing Center (centre organisateur des microtubules).
Il contrôle l’assemblage, le nombre et la polarité des microtubules.
Question : Quelle est la localisation des microtubules dans les cellules ?
Les microtubules se trouvent dans tout le cytoplasme, avec une concentration élevée près du noyau interphasique autour du MTOC.
Question : Qu’est-ce que le fuseau mitotique ?
Le fuseau mitotique est une structure bipolaire formée à partir des deux centrosomes lors de la division cellulaire, permettant la ségrégation des chromosomes.
Question : Quelle est l’unité d’assemblage des microtubules ?
L’unité d’assemblage des microtubules est un hétérodimère composé de tubuline-α et tubuline-β.
Question : Qu’est-ce qu’un protofilament, et combien en trouve-t-on dans un microtubule ?
Un protofilament est une chaîne de dimères de tubuline. Treize protofilaments s’assemblent pour former un microtubule creux.
Question : Quelles sont les dimensions des microtubules ?
Les microtubules sont des structures tubulaires rigides et creuses de 25 nm de diamètre et d’une longueur pouvant atteindre 10-20 µm.
Question : Quel est le rôle de la tubuline-γ ?
La tubuline-γ est essentielle pour la nucléation des microtubules au niveau des MTOC, en formant un anneau qui sert de matrice.
Question : Qu’est-ce qu’une coiffe GTP sur un microtubule ?
Une coiffe GTP se forme à l’extrémité (+) des microtubules lorsque le taux de polymérisation est plus rapide que l’hydrolyse du GTP, stabilisant le microtubule et empêchant sa dépolymérisation.
Question : Quelle est la différence entre tubuline-GTP et tubuline-GDP dans les microtubules ?
Tubuline-GTP : Favorise la polymérisation des microtubules, stabilise le filament.
Tubuline-GDP : Résulte de l’hydrolyse de GTP après incorporation dans le microtubule, favorise la dépolymérisation.
Question : Qu’est-ce que le phénomène de catastrophe des microtubules ?
La catastrophe correspond à une transition rapide de la croissance à la dépolymérisation des microtubules, causée par la perte de la coiffe GTP à l’extrémité (+).
Question : Qu’est-ce que le phénomène de sauvetage des microtubules ?
Le sauvetage est la reprise de la polymérisation des microtubules après une phase de dépolymérisation, grâce à l’ajout de dimères de tubuline-GTP à l’extrémité (+).
Question : Qu’est-ce que l’instabilité dynamique des microtubules ?
C’est l’alternance entre des phases de croissance (polymérisation) et de dépolymérisation des microtubules, régulée par la présence ou absence de coiffe GTP à l’extrémité (+).
Question : Pourquoi une nucléation spontanée des microtubules n’est-elle pas possible in vivo ?
In vivo, la concentration en dimères de tubuline est trop faible pour permettre une nucléation spontanée. Ce processus est assisté par des structures comme les MTOC.
Question : Quelle est la polarité des microtubules associée au centrosome ?
L’extrémité (-) est associée au centrosome.
L’extrémité (+) est libre, site principal de polymérisation et dépolymérisation.
Quel est le principal centre organisateur des microtubules dans les cellules animales ?
Chez les levures ?
Centrosome : Principal centre organisateur des microtubules chez les cellules animales.
SPB (Spindle Pole Body) : Équivalent du centrosome chez les levures, ancré dans l’enveloppe nucléaire.
Question : Qu’est-ce que le corpuscule de base ?
Structure située à la base des cils et flagelles, similaire au centriole, impliquée dans l’organisation et la croissance des microtubules.
Question : Que signifie TURC ?
TURC signifie Tubulin Ring Complex, un complexe en anneau formé par la tubuline-γ, servant de matrice pour la nucléation des microtubules.
Question : À quoi sert la GFP dans les études sur les microtubules ?
La GFP (Green Fluorescent Protein) est fusionnée avec des protéines comme la tubuline pour observer leur localisation et leur dynamique dans la cellule par fluorescence.
Question : Que se passe-t-il lors de l’immuno-déplétion de la tubuline ?
La perte de fonction de la tubuline par immuno-déplétion (anticorps anti-tubuline) diminue le nombre de microtubules formés.
Question : Comment étudier le rôle des MTOC et des microtubules in vivo ?
En dépolymérisant les microtubules (par traitement au froid ou chimique) puis en suivant leur reconstruction pour localiser les MTOC.
Question : Comment induire la dépolymérisation des microtubules ?
Froid (0-4°C).
Drogues comme le nocodazole ou la colchicine.
Question : Quelles sont les drogues utilisées pour les microtubules ?
Taxol : Stabilise les microtubules, empêche leur dépolymérisation.
Colchicine et nocodazole : Empêchent la polymérisation en se liant aux dimères de tubuline
Question : Comment varie la fréquence des catastrophes selon le cycle cellulaire ?
La fréquence des catastrophes est 5 à 10 fois plus élevée en mitose qu’en interphase.
Question : Qu’est-ce qu’une MAP ?
Les MAP (Microtubule-Associated Proteins) stabilisent les microtubules. Exemple : MAP4 augmente la fréquence de sauvetage.
Question : Qu’est-ce qu’une TIP ?
Les TIP (Tracking Proteins) se lient à l’extrémité (+) des microtubules pour réguler leur dynamique.
Question : Quel est le rôle de la stathmine ?
La stathmine déstabilise les microtubules en augmentant la fréquence des catastrophes ou en favorisant l’hydrolyse du GTP.
Question : Comment les kinésines et les dynéines se déplacent-elles sur les microtubules ?
Les kinésines se déplacent vers l’extrémité (+) du microtubule (généralement vers la périphérie de la cellule).
Les dynéines se déplacent vers l’extrémité (-) du microtubule, en direction du centrosome.
Question : Quelle est la structure et le rôle des kinésines ?
Structure : Les kinésines sont des homodimères avec deux têtes motrices ATPasiques et une queue qui lie la cargaison.
Rôle : Transportent des organites, vésicules et autres cargaisons vers l’extrémité (+) des microtubules, participant au transport intracellulaire.
Question : Quel est le rôle des dynéines ?
Les dynéines transportent des éléments comme des organites, des endosomes ou des lysosomes vers l’extrémité (-) des microtubules, proche du centrosome.
Elles jouent aussi un rôle dans la ségrégation des chromosomes et le battement des cils.
Question : Où sont localisés les filaments intermédiaires (FI) dans les cellules ?
Les FI entourent le noyau et s’étendent jusqu’à la périphérie de la cellule.
Ils interagissent avec la membrane plasmique et forment des connexions continues entre cellules adjacentes via des desmosomes.
Question : Qu’est-ce qu’un desmosome ?
Structure transmembranaire appartenant aux jonctions intercellulaires.
Relie les filaments intermédiaires de cellules adjacentes, offrant une forte résistance mécanique.
Question : Décrivez l’organisation des filaments intermédiaires à partir des monomères.
Deux monomères s’associent pour former un dimère super enroulé.
Les dimères s’assemblent en tétramères antiparallèles, décalés et inversés.
Plusieurs tétramères forment un protofilament non polarisé.
Huit protofilaments s’assemblent pour former un filament intermédiaire.
Question : Les filaments intermédiaires présentent-ils un aspect dynamique ?
Non, les FI ne présentent pas l’aspect dynamique des microfilaments d’actine ou des microtubules. Ils sont stables et assurent un rôle structurel.
Ils ne sont pas polarisé
Question : Quelles sont les principales classes de filaments intermédiaires et leur localisation ?
Kératines : Dans les cellules épithéliales.
Vimentine : Dans les cellules d’origine mésenchymateuse (fibroblastes, adipocytes).
Desmine : Dans les cellules musculaires.
Neurofilaments : Dans les neurones.
Lamines : Associées à l’enveloppe nucléaire.
Question : Qu’est-ce que l’immunoprécipitation ?
L’immunoprécipitation est une technique qui utilise un anticorps spécifique pour isoler une protéine d’intérêt d’un mélange complexe, en formant un complexe antigène-anticorps.
Après isolation de la protéine d’intérêt avec son anticorps, les protéines liées ou associées (complexes protéiques) peuvent être identifiées par des techniques comme la spectrométrie de masse ou le Western blot.
Actine selon interphase ou mitose
Interphase : patch d’actine aux extrémités
= croissance câble d’actine
Mitose : formation anneau pour cytocinèse
Question : Quelles sont les différences entre MTOC, eMTOC et iMTOC ?
MTOC (général) : Terme générique désignant les structures qui organisent les microtubules, comme le centrosome ou le corpuscule basal.
eMTOC : Localisé à l’extérieur du cytoplasme, il organise les microtubules associés aux cils et flagelles (ex. corpuscules basaux).
iMTOC : Situé à l’intérieur de la cellule (dans le cytoplasme), il organise le cytosquelette intracellulaire (ex. centrosome).
Nom réseau microtubule après anaphase
MT Post Anaphase Array
position médiane des eMTOC
