cytosquelette Flashcards
qu’est ce qu’un cytosquelette ?
c’est un réseau de filaments cytoplasmiques
quels sont les 3 grands types de filaments ?
➢ les microtubules
➢ les microfilaments
➢ les filaments intermédiaires
de quoi est composé chaque filaments ?
chaque filament est composé de l’assemblage de monomères spécifiques
de quoi est composé les microtubules ?
de monomères de tubuline
de quoi est composé les microfilaments ?
de monomères d’actine
de quoi est composé les filaments intermédiaires ?
de monomères de kératine principalement
à quoi correspond la tubuline et l’actine ?
des molécules globulaires
à quoi correspond la kératine ?
une molécule fibreuse, allongée
comment est la distribution et l’organisation des microfilaments ?
elles possèdent une distribution sous-corticale et bordent les cellules et leurs prolongements cytoplasmiques
comment est l’organisation des microtubules ?
elles rayonnent depuis le centrosome juxtanucléaire
comment est l’organisation des filaments intermédiaires ?
elles se distribuent de la périphérie de la cellule (membrane plasmique) vers son centre
quels sont les 2 grandes fonctions au sein des cellules qu’assurent le cytosquelette ?
➢ 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
de quoi dépend la contribution du cytosquelette aux différentes fonctions ?
elle dépend du type de filament et des protéines qui lui sont associées
quels sont les propriétés spécifiques de résistance à la déformation de chaque filaments ?
➢ 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
comment est la structure des filaments intermédiaires ?
elles ont des structures fibreuses, compactes et résistantes
par quoi sont formés les filaments intermédiaires ?
Ils sont formés par l’association complexe de nombreux monomères
quels sont les différents monomères de filament intermédiaires qui existent ?
➢ Kératine (21 espèces) : cellules épithéliales.
➢ Vimentine : cellules d’origine endodermique
➢ Protéines de neurofilaments : cellules nerveuses
➢ Lamines nucléaires : noyau des cellules
➢ Desmine : cellules cardiaques
qu’assurent les filaments intermédiaires ?
elles assurent le maintien de l’architecture cellulaire et tissulaire (= fonction structurale)
de quoi dépend le maintien des filaments intermédiaires ?
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
qu’est ce que des microtubules ?
ce sont des filaments formés de deux types de monomères globulaires très semblables : la tubuline α et la tubuline β
que contient la tubuline β
du GTP échangeable ( énergie, similaire à de l’ATP )
quels sont les 3 phases de la formation des microtubules ?
- 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.
- L’élongation : La polymérisation continue donnant ainsi naissance à un microtubule.
- 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
comment est l’assemblage des microtubules ?
elle est asymétrique
à quoi est liée cette asymétrie ?
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.
quels sont les drogues qui perturbent la dynamique des microtubules ?
➢ 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
quels sont les 2 types de protéines associées aux microtubules ?
➢ 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 Dynéine Descend (+ → -)
Mécanisme moléculaire du fonctionnement de la kinésine :
➢ 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
quel est le rôle principal des microtubules ?
c’est le trafic intracellulaire (=fonction motrice), c’est-à-dire le transport de vésicules,
d’ARNm, de complexes chromosomes/protéines associées, de virus…
quel est le rôle secondaire des microtubules ?
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
comment se réalise la polymérisation des microfilaments ?
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 (-)
quels sont différences avec l’assemblage des microtubules ?
➢ 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.
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 ?
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».
quels sont les drogues qui perturbent la dynamique des microfilaments ?
➢ Cytochalasines : bloquent la polymérisation en se fixant sur l’extrémité (+)
➢ Phalloïdine : bloquent la dépolymérisation
où s’organise le réseau de microfilaments et que permet-elle ?
Le réseau de microfilament s’organise sous la membrane plasmique et permet le déplacement cellulaire et le
changement de forme des cellules
dans quoi les microfilaments jouent-ils un rôle ?
dans la création et le maintien de structures cellulaires : stéréocils, filopodes, lamellipodes et plaques d’adhésion focales (α-actinine)
quel fonction les microfilaments peuvent-ils avoir ?
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
