Cytosquelette Flashcards
Le cytosquelette est un ensemble de polymères ______ composé de monomères _______ auxquels sont associés d’autres ______
le cytosquelette est un ensemble de polymère fibreux (=filamenteux) composé de monomères protéiques auxquels sont associés d’autres protéines
3 catégories de polymères fibreux
(taille, molécules les composants)
microfilaments diamètre:
- 5-8nm
- actine
filaments intermédiaire
- 8-10nm
- monomères variant selon type cellulaire
microtubule
- creux
- 20-25nm
- tubuline (trois types: α β γ)
constituants cytosquelette
Monomères protéiques à la base des polymères
monomères globulaires actine (MF) tubuline (MT)
monomères fibreux cas des FI, variables
constituant du cytosquelette
de nombreuses protéines “associées” interagissent avec le cytosquelette:
- avec monomères: action?
- avec polymères: actions?
de nombreuses protéines “associées” interagissent avec le cytosquelette:
avec monomères: effet sur processus polymérisation
avec polymères: stabilisation, associationentre eux, dégradation, phénomènesmoteurs, interaction avec mb
localisation cellulaire du cytosquelette
CSQ ds divers endroits de ¢ :
- cytosol (site de biosynthèse) en particulier sous mP où “cortex cellulaire”
- nucléoplasme cas FI de type lamines
- microvillosités, cils flagelles
- jonctions communicantes/MEC
filaments intermédiaires
- traversent le cytoplasme: …
- relation avec jonctions type ….
- dans noyau, lamines forment …
- traversent le cytoplasme => résistance mécanique cellulaire
- relation avec jonctions type desmosomes/hémi-desmosomes
- dans noyau, lamines forment un réseau sous la mb nucléaire interne, intermédiaire avc chromatine
microtubules
- taille & forme?
- une extrémité attachée à …
- forment le csq des centrioles, cils, flagelles
- plutôt longs et rectilignes
- une extrémité attachée à un centre organisateur (COMT) appelé centrosome
- forment le csq des centrioles, cils, flagelles
microfilaments
- niveau du cortex cellulaire (rôle migration cellulaire)
- participent aux jonctions …
- forment cytosquelette microvillosités
- actine associée à myosine II forme …
- niveau du cortex cellulaire (rôle migration cellulaire)
- participent à jonctions adhérentes intercellulaires et plaques d’adhérence
- forment cytosquelette microvillosités
- actine associée à myosine II forme des structures contractiles
cytosquelette
le terme de cytosquelette est impropre car
- remaniement.. de ses constituants qui existent sous 3 états:?
- CSq sous-tend phénomènes..
- polymère stable constituent …
- cqs “musculature” et pas seulement “os” (EX: remaniement important lors de mitose)
- remaniement permanent de ses constituants qui existent sous 3 états:
- monomères libres
- polymères instables où processus de polymérisation/dépolymérisation
- polymères stabilisés (pas interaction avec protéines associées)
- CSq sous-tend phénomènes dynamiques
- polymère stable constituent un squelette cellulaire (forme, expansions, organites, noyau)
- cqs “musculature” et pas seulement “os”
- remaniement important lors de mitose
les fi sont des polymères de protéines _______
fibreuses
Filament intermédiaire
monomère protéique fibreux, description?
- un domaine central en hélice α
- extrémité N et C terminales où site de phosphorylation
filaments intermédiaires
polymérisation, étapes?
- assemblage / domaine central 2 monomères même orientation => dimère superenroulé
- association (avc décalage) de 2 dimères orientation opposée => tétrémère à extrémité équivalente= apolaire (diff avec MT et MF qui sont polaires)
- formation protofilament par association en file tétramères
- association 8 protofilaments => constitution FI forme cylindrique => coupe transversale 32 monomères
La structure apolaire des filaments intermédiaires les rend…
plus durable, moins dynamique que MT et MF
les fi ne sont pas spécifiques du type cellulaire
VRAI/FAUX?
FAUX
4 familles de protéines => constituent superfamille FI:
- cytokératines
- vimentine et prot. apparentées: desmine et GFAP (glial fibrillary acidic protein)
- neurofilament
- lamines => protéines (sauf lamines) spécifique de types cellulaires différenciés
filaments intermédiaires
Les lamines sont présentes dans le noyau de ttes les ¢ eucaryotes…
- constitue…
- mitose?
- réseau sous face interne de mN (lamina nuclearis) rôle d’int. entre mN et chromatine
- mitose: phosphorylation lamines
- => désassemblage des filaments
- => désorganisation du noyau avec fragmentation enveloppe nucléaire
(fin mitose: déphosphorylation et réassemblage)
filaments intermédiaires
tte ¢ eucaryote comporte X? classes de FI (une étant _____)
deux classes de FI une étant lamine
filaments intermédiaires
on peut utiliser la spécificité des filaments intermédiaires pour définir la nature des cellules tumorales, comment procède-t-on? exemples?
- utilisation d’Ac spé des divers types de FI (ex: marquage par immunocytochimie en MO)
- si marquage anticytokératines => tumeur épithéliales
- si marquage anti GFAP => tumeur d’origine gliale
CAS PARTICULIER
- cancer révélé par métastase alors que tumeur primaire inconnue*
- => marquage anticorps spécifique des FI permet guider recherche tumeur primitive*
filaments intermédiaires
FI ont des propriétés mécaniques et particulières
- éléments les plus résistant
- résistent aux forces mécaniques en ..
- éléments les + résistant (cordage)
- résistent aux forces mécaniques en se déformant (MT et MF atteignent vite point de rupture)
filaments intermédiaires
en relation avec deux types de jonction?
- avec les cellules (desmosomes)
- cellules à MEC (hémidesmosomes)
filaments intermédiaires
Les FI sont les principaux responsables de la stab mécanique des cell et tissus car capables de…
de s’étirer sans rompre rapidement de répartir les forces appliquées localement
filaments intermédiaires
épidermolyse bulleuse
maladie génétique où mutations des gènes des cytokératines
filaments intermédiaires
cytokératine, type cellulaire?
épithéliales
filaments intermédiaires
vimentine, type cellulaire?
cellules d’origines mésoblastique (fibroblastes, leucocytes, cellules mésothéliales)
filaments intermédiaire
desmine, type cellulaire?
cellules musculaires
filaments intermédiaires
GFAP
cellules gliales (astrocytes)
filaments intermédiaires
neurofilaments, type cellulaire?
neurones (SNC, SNP)
filaments intermédiaires
lamines, type cellulaire
toutes cellules eucaryotes (noyau)
MT
ce sont des polymères de protéines ______, ce sont les _______
protéines tubulaires, les tubulines
MT
3 types de monomère de tubuline
- a et B associées sous forme d’hétéromères (MT)
- y (particulière au centrosome où rôle dans initiation MT)
MT
hétérodimères
- tubuline a (associé à GTP)
- tubuline B qui est associée à GTP ou GDP
MT
hétérodimères a/b
- s’alignent, quelle orientation?
- à la queue leuleu pour constituer …
- s’alignent tous orientés dans la même direction
- queue leuleu pour constituer un protofilament
MT
X? protofilaments s’assemblent en parallèle (avc décalage) pour forme un tube … de X? de Ø décalage => disposition _________ des tubulines a ou B alignement ds ____ direction des hétérodimères => MT a une structure ______
2 bouts distincts donc…
13 protofilaments s’assemblent en parallèle (avc décalage) pour former un tube creux de 25 nm diamètre décalage => disposition parallèle des tubulines a ou B alignement ds même direction des hétérodimères => MT a une structure polaire :
2 bouts distincts => direction possible pour un transport
4 classes de jonctions d’ancrage en fonction…
- type de jonction
- cellule-cellule (cadhérine comme prot TM)
- celule/MEC (intégrine comme prot TM)
- type d’élément impliqué MF ou FI
les MF d’actine sont impliqué au niveau des jonctions d’ancrage dans…
- jonction adhérentes (cell/cell)
- plaque d’adhérence (contact focal)
filament intermédiaire impliqué au niveau des jonction d’ancrage…
- desmosome (cellule/cellule)
- hémidesmosomes (cellule/MEC)
les mt cytosoliques ont une demie vie de….
10 mn environ dans cell en culture
dans tube à essai, polymérisation se fait à la même vitesse aux extrémités du MT
vrai /faux?
FAUX
- extrémité + avec polymérisation RAPIDE
- extrémité - avc polymérisation lente
MT
extrémité + est celle présentant…
tubuline B
MT
extrémité - toujours située…
région centrale, proxi noyau (au niv du centrosome)
MT
extrémité + est toujours située …
en périphérie de la cellule
MT
polymérisation/dépolymérisation sont liées à …;
fixation et hydrolyse de GTP par tubuline B (qui est donc GTPase)
polymérisation dépolymérisation MT
- au départ: hétérodimères où tubuline B avec GTP
- polymérisation en protofilament puis assemblage en MT
-
hydrolyse du GTP de tubuline B en GDP
- changement conformation et déformation protofilament
- dépolymérisation
- tubuline B échange GDP pour GTP
Des substances utilisées en thérapeutique perturbent le processus de polymérisation/dépolymérisation des MT…
-
COLCHICINE extraite de la colchique se lie aux hétérodimères libres
- Polymérisation impossible d’où dépolymérisation des MT
- utilisée pour le ttt contre la goutte
- VINBLASTINE extraite de la pervenche => idem colchicine
-
TAXOL extrait de l’if (taxus baccata) se fixe latéralement sur MT (taxol = toise)
- Empêchement du remodelage du MT
Vinblastine et taxol sont utilisés comme anticancéreux car : perturbant les MT du fuseau mitotique, empêchent la division cellulaire
Centrosome
= COMT (centre organisateur des mt)
- près du noyau
- MT cytosoliques solitaires rayonnent à partir de lui
- Permet amorçage croissance d’un MT dont l’extrémité – est située de son coté
- Composé de :
- 2 centrioles perpendiculaires
- Entourés par matériel péri-centriolaire
- Matériel péricentriolaire : rôle de COMT au niveau moléculaire
- amorçage des MT sur structures en anneaux comportant tubuline y (yTuRC= y – Tubuling RingComplex) qui servent de sites de nucléation
Dynamique de MT cytosoliques
- polymérisation impossible à extrémité (-) car stabilisée au niveau du centrosome
- donc dynamique limitée à extrémité (+), dépend présence de coiffe tubuline β-GTP
- qd coiffe β-GTP: polymérisation au niv extrémité + (allongement MT)
- coiffe β-GTP existe tant que vitesse addition β-GTP est supérieur à la vitesse hydrolyse du GTP (donc [β-GTP] locale élevée)
- si concentration basse: bout + avec β-GDP => dépolymérisation
- donc bout + en perpétuel renouvellement croissance/raccourcissement: centrosome imaginé comme un pêcheur à la ligne
Protéines associées (MAP) stabilisatrices des MT
existe MT très stable: MT axones des neurones
2 principaux MAP:
-
protéine TAU
- exclusivement axonale, association MT faisceaux
- anormalement phosphorylé dans alzheimer
-
protéine MAP2
- familles protéiques HMW (high molecular weight)
- localisées dans corps cell et dendrites
MAP motrices et transport intracellulaire
=ATPases permettant le mouvement de molécules, de vésicules et d’organites (ex: mitochondries) le long des MT
- familles: ?
- structure moléculaire?
- spécificité?
2 familles de moteurs moléculaires protéiques associés aux MT: Kinésines; Dynéines
Hétéropolymères (2 chaînes lourdes + autres chaînes) à 3 domaines:
- 2 têtes globuleuses identiques, se fixant sur MT et à activité ATPasique (domaines moteurs,extrémités N des chaînes lourdes)
- Reliées / tige (plus ou moins longue) à la base (=queue) où se fixe le matériel à transporter (protéines cytosoliques, ou membranaires de vésicule ou d’organite)
≠ kinésines & dynéine semblent spécifiques du matériel transporté
Map motrices responsables d’un transport orienté…
- kinésine
- dynéine
- kinésine: extrémité + (axone: antérograde)
- dynéine: extrémité (-) centre cell, (axone: rétrograde)
Kinésine
- domaine moteur structurellement similaire à myosine
- activité ATPasique des têtes fournit énergie pour modif de leur conformation (liaison, détachement et reliaison au MT)
-
mécanisme du mouvement:
- départ tête 1/ATP fixé sur MT et tête2/ADP en l’air
- fixation ATP tête 2 => rotation molécule
- hydrolyse ATP/tête 1 => détachement 1 fixation 2
- => saut d’une sous unité de tubuline B sur le même protofilament : 8nm
Centrioles
Centrosome comporte 2 centrioles perpendiculaires et entourés par matériel péri-centriolaire
centriole composé de = 9 triples de MT formant paroi d’un cylindre:
- 0,3µ diamètre
- 0,4 – 0,7µ de haut
Triplet :
- le MT interne (MT A) est complet (13 protofilaments) relié au centre par lame protéique en rayons de roue
- Les MT distaux (B et C) sont incomplets (moins de 13 protofilaments)
<strong><span>MF : des polymères d’une protéine globulaire, l’actine</span></strong>
<strong><span>actine est une protéine …</span></strong>
- X% des protéines d’une cellule non-musculaire
- X% des protéines des cellules musculaires striées
Il existe x classes d’actine (=…)
- Actine a majoritaire dans …
- Actine B et y dans …
Monomère d’actine :
- Protéine globulaire = …
- Comportant un profond sillon où se fixe …
- (NB : ATP joue pour actine le rôle du GTP pour tubuline B)
Polymérisation en filament d’actine => actine F: étapes?
<span>actine est une protéine</span><strong><span> abondante</span></strong>
- 5% des protéines d’une cellule non-musculaire
- 20% des protéines des cellules musculaires striées
Il existe 3 classes d’actine (=3 isoformes)
- Actine a majoritaire dans cellules musculaires
- Actine B et y surtout dans autres types cellulaires
Monomère d’actine :
- Protéine globulaire = actine G
- Comportant un profond sillon où se fixe ATP
- (NB : ATP joue pour actine le rôle du GTP pour tubuline B)
Polymérisation en filament d’actine => actine F
- formation de trimères (étapes de nucléation)
- addition de monomères à chaque bout
- Empilement des monomères dans même orientation = MF polarisé (car bouts différents, sillon au bout (-))
- Rotation de 166° entre chaque monomère
- Fausse impression de double hélice (avec pas = 37nm)
MF : aspects dynamiques de la polymérisation
Dynamique du MF polarisé :
- extrémité (-) où polymérisation lente
- extrémité (+) où polymérisation est plus rapide
concentration critique (Cc) plus faible pour extrémité (+) que pour extrémité (-)
- Cc= conc. où monomères en éq avc polymère*
- polymérisation si [monomères] > Cc*
polymérisation est ATP dépendante
- Fixation ATP par monomère nécessaire pour polymérisation
- ATP hydrolysé en ADP (actine est une ATPase)
- dépolymérisation car interactions plus faibles entre monomères actine-ADP qu’entre monomères actine-ATP
étapes moléculaires du processus de dépolymérisation :
- Actine ATP s’ajoute à l’extrémité + (avec son sillon tourné vers le bout –)
- hydrolyse ATP en ADP
- Enfin, actine ADP se détache de l’extrémité -
- Echange ADP => ATP…
Les protéines associées aux MF d’actine
- Filaments d’actine isolés mince, flexibles, peu résistants
- En général, 1 MF est plus court qu’un MT cytosolique MAIS…
- cellules utilisent les MF en les modulant grâce à …
- Protéines associées aux MF ont divers rôles…
- Filaments d’actine isolés mince, flexibles, peu résistants
- En général, 1 MF est plus court qu’un MT cytosolique MAIS, dans cellule, longueur tot. MF est >>(environ 30 fois) longueur tot MT
- cellules utilisent MF en les modulant grâce à protéines associées (plus d’une centaine)
- Protéines associées aux MF ont divers rôles
- Régulation polymérisation/dépolymérisation
- Organisation des MF en super-structures (plus résistantes)
- Attachements à la mP (connexion CSq avec mb)
- Mouvements cellulaires
- Déplacement des vésicules : myosine de type I
- Structures contractiles : myosine de type II
MF : protéines associées agissant sur le processus polymérisation/dépolymérisation
phalloïdines
Des drogues perturbent la polymérisation/dépolymérisation des MF d’actine
LES PHALLOIDINES
- Toxines de champignons du genre Ammanite
- Se fixent latéralement sur les MF (toise)
- Stabilisation des MF
- Blocage de la dépolymérisation de toute dynamique des MF
- Assimilable caldesmome
- Utilisation de phalloïdine marquée (par fluorochrome) pour visualisation des MF (microscopie fluo)
MF : protéines associées agissant sur le processus polymérisation/dépolymérisation
Caldesmone
CALDESMONE Blocage dépolymérisation par fixation sur faces latérales (toise ; taxol pour MT) => stabilisation des MF
MF : protéines associées agissant sur le processus polymérisation/dépolymérisation
profiline
PROFILINE: séquestration monomères (=> diminution conc. Actine G libre); stimulation de la fixation ATP sur monomère => effet global de modulation de la polymérisation
MF : protéines associées agissant sur le processus polymérisation/dépolymérisation
Thymosine
- *= prot en général sensibles à [calcium]**
- *THYMOSINE:** séquestration des monomères => blocage polymérisation
MF : protéines associées agissant sur le processus polymérisation/dépolymérisation
cytochalasines
Des drogues perturbent la polymérisation/dépolymérisation des MF d’actine
LES CYTOCHALASINES
- Toxines extraites de champignons
- se lient aux extrémités « + » des MF blocage de la dépolymérisation des MF
MF : protéines associées agissant sur le processus polymérisation/dépolymérisation
Gelsoline
GELSOLINE
- Protéine de fragmentation de désagrégation
- Cassure MF puis fixation au bout + empêchant dépolymérisation exocytose)
- => Transition gel-sol = fluidification (désorganisation cortex lors
microfilaments: protéines associées
la spetrine est l’intermédiaire entre prot membranaires et MF dans le GR:
- elle détermine… en …
- composée de…
- elles composent … avec des MF au niveau des …
- il existe des protéines de liaison entre spectrine et prot membranaires.
- Anomalie de spectrine entraîne anomalie forme du globule rouge
- elle détermine la forme du GR en disque biconcave
- composée de dimères de 2 chaînes enroulées sur elles mêmes.
- elles composent un réseau grillagé sur la face cytosolique de la membrane avec des MF au niveau des noeuds du réseau
- il existe des protéines de liaison entre spectrine et prot membranaires.
- Anomalie de spectrine entraîne anomalie forme du globule rouge
