cytosquelette

Question 1

qu’est ce qu’un cytosquelette ?

Answer 1

c’est un réseau de filaments cytoplasmiques

Question 2

quels sont les 3 grands types de filaments ?

Answer 2

➢ les microtubules
➢ les microfilaments
➢ les filaments intermédiaires

Question 3

de quoi est composé chaque filaments ?

Answer 3

chaque filament est composé de l’assemblage de monomères spécifiques

Question 4

de quoi est composé les microtubules ?

Answer 4

de monomères de ​tubuline

Question 5

de quoi est composé les microfilaments ?

Answer 5

​de monomères ​d’actine

Question 6

de quoi est composé les filaments intermédiaires ?

Answer 6

de monomères de ​kératine principalement

Question 7

à quoi correspond la tubuline et l’actine ?

Answer 7

des molécules globulaires

Question 8

à quoi correspond la kératine ?

Answer 8

une molécule fibreuse, allongée

Question 9

comment est la distribution et l’organisation des microfilaments ?

Answer 9

elles possèdent une distribution sous-corticale et bordent les cellules et leurs prolongements cytoplasmiques

Question 10

comment est l’organisation des microtubules ?

Answer 10

elles rayonnent depuis le centrosome juxtanucléaire

Question 11

comment est l’organisation des filaments intermédiaires ?

Answer 11

elles se distribuent de la périphérie de la cellule (membrane plasmique) vers son centre

Question 12

quels sont les 2 grandes fonctions au sein des cellules qu’assurent le cytosquelette ?

Answer 12

➢ Une fonction structurale : permet le maintien de la structure cellulaire et l’adaptation de cette structure à l’environnement, ainsi que le positionnement des organites intracellulaires
➢ Une fonction motrice : permet le déplacement des organites et des vésicules au sein des cellules et déplacement des cellules elles-mêmes

Question 13

de quoi dépend la contribution du cytosquelette aux différentes fonctions ?

Answer 13

elle dépend du type de filament et des protéines qui lui sont associées

Question 14

quels sont les propriétés spécifiques de résistance à la déformation de chaque filaments ?

Answer 14

➢ les microtubules sont facilement déformables mais très peu résistants à la déformation
➢ les microfilaments sont difficilement déformables mais sont plus résistants que les microtubules
➢ Les filaments intermédiaires sont entre les microtubules et les microfilament quant à la facilité de leur déformation et ils sont les plus résistants

Question 15

comment est la structure des filaments intermédiaires ?

Answer 15

elles ont des structures fibreuses, compactes et résistantes

Question 16

par quoi sont formés les filaments intermédiaires ?

Answer 16

Ils sont formés par l’association complexe de nombreux monomères

Question 17

quels sont les différents monomères de filament intermédiaires qui existent ?

Answer 17

➢ Kératine (21 espèces) : cellules épithéliales.
➢ Vimentine : cellules d’origine endodermique
➢ Protéines de neurofilaments : cellules nerveuses
➢ Lamines nucléaires : noyau des cellules
➢ Desmine : cellules cardiaques

Question 18

qu’assurent les filaments intermédiaires ?

Answer 18

elles assurent le maintien de l’architecture cellulaire et tissulaire (= fonction structurale)​

Question 19

de quoi dépend le maintien des filaments intermédiaires ?

Answer 19

elle dépend du type de FI :
➢ Dans les épithéliums, les kératines relient les cellules entre elles par l’intermédiaire des desmosomes assurant la cohésion et la stabilité mécanique du tissu
➢ Dans les cellules nerveuses les neurofilaments assurent la continuité et l’élasticité des neurones
➢ Dans les noyaux, les lamines assurent la stabilisation de la membrane nucléaire interne

Question 20

qu’est ce que des microtubules ?

Answer 20

ce sont des filaments formés de deux types de monomères globulaires très semblables : la tubuline α et la tubuline β

Question 21

que contient la tubuline β

Answer 21

du ​GTP échangeable ( énergie, similaire à de l’ATP )

Question 22

quels sont les 3 phases de la formation des microtubules ?

Answer 22

1. La nucléation : La tubuline α et la tubuline β s’associent pour former des hétérodimères, qui eux-mêmes s’additionnent les uns à la suite des autres (=polymérisation) donnant ainsi des protofilaments. A partir d’une certaine longueur de protofilaments, ceux-ci se replient sur eux-mêmes pour former un tube creux, il faut 13 protofilaments pour former un tube creux.
2. L’élongation​ : La polymérisation continue donnant ainsi naissance à un microtubule.
3. L’équilibre : Il existe une concentration critique (Cc) en dimères pour laquelle la polymérisation (gain de sous-unités) et la dépolymérisation (perte de sous-unités) s’équilibrent : on obtient alors un MT de
   taille constant

Question 23

comment est l’assemblage des microtubules ?

Answer 23

elle est asymétrique

Question 24

à quoi est liée cette asymétrie ?

Answer 24

Cette asymétrie est liée à des changements conformationnels des sous unités lorsqu’elles rentrent dans le polymère :
● La forme des dimères libres n’est pas favorable à leurs insertions à l’extrémité (-) du MT. Il doit donc y avoir un changement de conformation des dimères
● Une hydrolyse du GTP des tubulines en GDP survient peu de temps après l’association du dimère au MT. Or la forme GDP a moins d’affinité pour le polymère que la forme GTP et tend à se dissocier du MT.

Question 25

quels sont les drogues qui perturbent la dynamique des microtubules ?

Answer 25

➢ Colchicine​, ​vinblastine​ : bloquent la polymérisation des MT et entraînent une dépolymérisation.
➢ Nocodazole​ : provoque la dépolymérisation des MT
➢ GTPγS​ : bloque la dépolymérisation en empêchant l’hydrolyse du GTP en GDP.
➢ Taxol​ : paralyse les MT en bloquant à la fois la polymérisation et la dépolymérisation

Question 26

quels sont les 2 types de protéines associées aux microtubules ?

Answer 26

➢ Des protéines régulatrices qui permettent la stabilisation des extrémités des MT, la formation de liaisons entre plusieurs MT, des interactions avec divers composants cellulaires. ( ex : MAP-2, tau )
➢ Des protéines motrices​, des moteurs moléculaires, qui assurent le transport de divers éléments le long des MT en utilisant de l’énergie (ATP). Les ​dynéines ​de l’extrémité (+) vers l’extrémité (-) et les ​kinésines de l’extrémité (-) vers l’extrémité (+)

Moyen mnémotechnique : la ​D​ynéine ​D​escend (+ → -)

Question 27

Mécanisme moléculaire du fonctionnement de la kinésine :

Answer 27

➢ La kinésine est une molécule composée de 3 domaines, un domaine adaptateur et 2 domaines moteurs (1 et 2) capable d’hydrolyser l’ATP (ce qui libère de l’énergie), ils sont dit ATPasiques
➢ A l’origine le domaine 1 est vide et fixé sur la tubuline β et le domaine 2 contient de l’ADP
➢ L’arrivée de l’ATP dans le domaine 1 induit un changement conformationnel de la kinésine => Rotation
du bras arrière contenant le domaine 2 chargé d’ADP, qui passe en avant
➢ Départ de l’ADP du domaine 2 induit l’interaction avec la sous unité β suivante
➢ Hydrolyse de l’ATP du domaine 1 qui n’interagit donc plus avec l’actine => retour en conformation initiale, un nouveau cycle peut commencer

Question 28

quel est le rôle principal des microtubules ?

Answer 28

c’est le trafic intracellulaire (=fonction motrice), c’est-à-dire le transport de vésicules,
d’ARNm, de complexes chromosomes/protéines associées, de virus…

Question 29

quel est le rôle secondaire des microtubules ?

Answer 29

un rôle d’organisation du cytosol et des compartiment membranaires. In vivo ​l’extrémité (-) des MT est enchâssée ​dans le centrosome​. Le ​centrosome ​est le ​centre nucléateur des MT et le principal centre organisateur de la cellule​

Question 30

comment se réalise la polymérisation des microfilaments ?

Answer 30

La polymérisation se réalise par ajout de ​monomères d’actine aux deux extrémités, mais se fait ​de façon asymétrique puisque la croissance est plus rapide à l’extrémité (+) qu’à l’extrémité (-)

Question 31

quels sont différences avec l’assemblage des microtubules ?

Answer 31

➢ Tous les monomères d’actine sont les mêmes (pas de monomère α et β).
➢ Ces monomères renferment une molécule d’​ATP​ échangeable (≠ de GTP)
➢ Une fois polymérisé, le MF forme un ​tube plein​ (et non creux) de 8 nm
➢ La polymérisation se fait plus lentement que pour les μT.

Question 32

comment se passe l’association et la dissociation lorsque les deux extrémités du MF sont libres et que les conditions de concentration intracellulaire d’actine sont favorables ?

par conséquent, que se passe t-il au niveau des filaments ?

Answer 32

elles se font à la même vitesse

la ​longueur du filament reste constante mais le filament se ​déplace en glissant : c’est ce qu’on appelle le «​treadmilling​».

Question 33

quels sont les drogues qui perturbent la dynamique des microfilaments ?

Answer 33

➢ Cytochalasines​ : bloquent la polymérisation en se fixant sur l’extrémité (+)
➢ Phalloïdine​ : bloquent la dépolymérisation

Question 34

où s’organise le réseau de microfilaments et que permet-elle ?

Answer 34

Le réseau de microfilament s’organise sous la membrane plasmique et permet le déplacement cellulaire et le
changement de forme des cellules

Question 35

dans quoi les microfilaments jouent-ils un rôle ?

Answer 35

dans la création et le maintien de structures cellulaires : stéréocils, filopodes, lamellipodes et plaques d’adhésion focales (α-actinine)

Question 36

quel fonction les microfilaments peuvent-ils avoir ?

Answer 36

une fonction motrice pour certaines bactéries capables de recruter l’actine cellulaire pour se propulser et passer d’une cellule à l’autre et un rôle dans le trafic intracellulaire